Отравление кадмием. Лечение

Источник:
Клиническая фармакология по Гудману и Гилману, том 4.
Редактор: профессор А.Г. Гилман Изд.: Практика, 2006 год.

Отравление кадмием. Лечение

В настоящее время отравление кадмием представляет собой почти такую же серьезную проблему, как и отравления свинцом и ртутью. Загрязнение окружающей среды кадмием часто возникает при добыче и переработке свинцово-цинковых руд, в состав которых входит этот металл. Кадмий был открыт в 1817 г., но широко использовать его стали только около 50 лет назад, когда были обнаружены полезные металлургические свойства кадмия (в том числе высокая устойчивость к коррозии, ценные электрохимические характеристики). Благодаря этим свойствам кадмий применяют для нанесения антикоррозионного гальванического покрытия, в производстве пластмасс, красок (кадмиевая желтая) и никель-кадмиевых батарей. Добыча кадмия и его промышленное применение растут. Повторно перерабатывается менее 5% металла, поэтому кадмий представляет серьезную опасность для окружающей среды. Кроме того, кадмий содержится в угле и других видах ископаемого топлива и выделяется при их сгорании.

Воздействию больших концентраций кадмия подвергаются рабочие плавильных и других металлообрабатывающих заводов, где этот металл присутствует в воздухе производственных помещений. Для остального населения основным источником кадмия служат пищевые продукты. В норме они содержат менее 0,05 мкг/г этого металла, и его суточное поступление в организм составляет около 50 мкг. Зерновые продукты (такие, как рис и пшеница) способны накапливать кадмий. При высокой концентрации металла в почве или использующейся для полива воде его содержание в этих продуктах может достигать 1 мкг/г. Концентрация кадмия в питьевой воде обычно невысока. Важным источником этого металла служит курение, так как табак тоже накапливает кадмий. В одной сигарете содержится 1—2 мкг кадмия, и хотя степень его всасывания в легких составляет лишь 10% (Elinder et al., 1983), при ежедневном выкуривании пачки сигарет в организм дополнительно поступает около 1 мг металла в год. Большое количество кадмия содержится в моллюсках, ракообразных, а также в печени и почках позвоночных животных (даже в отсутствие загрязнения оно может превышать 0,05 мкг/г).

Вскоре после Второй мировой войны в Футю (Япония) была отмечена вспышка так называемой болезни итаи-итаи («ой-ой»), проявляющейся болями в суставах и мышцах. Оказалось, что местные рисовые поля были загрязнены кадмием из отходов свинцово-цинкового комбината. Поскольку жертвами болезни оказались только жители Футю, в ее развитии, вероятно, участвовали какие-то дополнительные факторы помимо контакта с кадмием (см. ниже, «Хроническое отравление кадмием»). Всасывание, распределение и выведение. Кадмий существует только в двухвалентном состоянии и не образует стабильных токсичных органических соединений.

В ЖКТ кадмий всасывается плохо. В экспериментах на животных степень всасывания составила всего 1,5% (Engstrom and Nordberg, 1979), а в немногочисленных исследованиях на человеке — около 5% (Rahola et al., 1972). Через дыхательные пути кадмий всасывается лучше: при курении поглощается 10—40% вдыхаемого металла (Friberg et al., 1974).

В крови кадмий связывается с форменными элементами и альбумином. Вначале металл накапливается преимущественно в печени, а впоследствии медленно перераспределяется и поступает в почки в виде комплекса с металлотионеином. По завершении фазы распределения примерно 50% кадмия, содержащегося в организме, находится в печени и почках. Металлотионеин — это низкомолекулярный белок, обладающий высоким сродством к металлам (таким, как кадмий и цинк). Треть его аминокислотных остатков представлена цистеином. При поступлении в организм некоторых металлов, в том числе кадмия, синтез металлотионеина усиливается. Связывая кадмий и предотвращая его взаимодействие с другими функционально активными макромолекулами, метаплотионеин ослабляет токсическое действие металла (Klaassen et al., 1999).

Т1/2 кадмия достигает 10—30 лет. Благодаря чрезвычайно медленному выведению кадмий способен накапливаться в организме в значительном количестве. При постоянном контакте с кадмием содержание металла в тканях в течение жизни нарастает. Общее содержания кадмия в организме 50-летнего американца составляет приблизительно 30 мг. В целом с калом выводится больше кадмия, чем с мочой. Почечная экскреция кадмия заметно усиливается только при тяжелом поражении почек (Go-eringand Klaassen, 1984).

Острое отравление кадмием

Острое отравление обычно бывает следствием вдыхания содержащих кадмий пыли или дыма (как правило, это оксид кадмия) или проглатывания солей этого металла. Начальные симптомы обусловлены местным раздражающим действием кадмия. При проглатывании солей кадмия наблюдаются тошнота, рвота, слюнотечение, понос, схваткообразные боли в животе; рвотные и каловые массы часто содержат кровь. При вдыхании металл оказывает более выраженное токсическое действие: в первые часы после отравления появляются раздражение дыхательных путей, тяжелый пневмонит, боль в груди, тошнота, головокружение и понос. Возможен отек легких со смертельным исходом, а у выживших часто отмечаются остаточные явления в виде эмфиземы легких с перибронхиальным или периваскулярным фиброзом (Zavon and Meadows, 1970). Хроническое отравление кадмием. Проявления хронического отравления кадмием отчасти зависят от пути поступления металла в организм. Тяжелое поражение легких возникает только при вдыхании кадмия, в то время как почки поражаются и при вдыхании, и при проглатывании металла.

Почки

На рис. 67.6 представлен предполагаемый механизм нефротоксического действия кадмия. Кадмий захватывается печенью, где соединяется с глутатионом и выводится с желчью или, что более важно, связывается с металлотионеином и в таком виде откладывается. Часть связанного с металлотионеином кадмия попадает в плазму и накапливается в почках вместе с неорганическими соединениями кадмия. В лизосомах почек кадмий высвобождается из связи с металлотионеином. В достаточно высокой концентрации (200 мкг/г) металл повреждает почечные клетки, что приводит к нарушению функции проксимальных канальцев и протеинурии (Dudley et al., 1985). При более тяжелом отравлении поражаются и клубочки, в результате чего снижается СКФ; наблюдаются аминоацидурия, глюкозурия и протеинурия. Механизм поражения клубочков не известен; возможно, определенную роль здесь играют аутоиммунные нарушения (Lauwerys et al., 1984).

Рисунок 67.6. Предполагаемый механизм нефротоксического действия кадмия

Чувствительный, но неспецифичный показатель токсического поражения почек кадмием — увеличение экскреции Р2-микроглобулина с мочой (Piscatorand Pettersson, 1977; Lauwerys et al., 1979). Измерение концентрации ^микроглобулина в моче входит в утвержденное Управлением охраны труда стандартное обследование для выявления отравления кадмием. Более информативна экскреция ретинолсвязывающего белка с мочой, однако при отравлении кадмием его пока не определяют.

Легкие

Вдыхание содержащих кадмий дыма и пыли приводит к нарушению легочной вентиляции и увеличению остаточного объема легких. Чаще всего больные жалуются на одышку. Патогенез эмфиземы легких и пневмосклероза точно не установлен (Davison et al., 1988), однако известно, что кадмий блокирует синтез а)-антитрипсина (Chowdhury and Louria, 1976), при тяжелой наследственной недостаточности которого часто развивается эмфизема легких.

Сердечно-сосудистая система

Пожалуй, наибольшие споры вызывает предположение о роли кадмия в развитии артериальной гипертонии (Schroeder, 1965). По данным одного эпидемиологического исследования, у больных, умерших от артериальной гипертонии, в почках содержится больше кадмия, а соотношение между содержанием кадмия и цинка значительно выше, чем у больных, смерть которых наступила от иных причин. Сходные результаты были получены и другими исследователями (Thind and Fischer, 1976). Однако в экспериментах на животных четкой связи между воздействием кадмия и повышением АД не прослеживалось. Кроме того, артериальная гипертония не характерна для производственных отравлений кадмием.

Кости

Один из характерных признаков болезни итаи-итаи — остеомаляция. Однако исследования, проведенные в Швеции» Великобритании, не выявили подобного эффекта кадмия (Ка-zantzisetal., 1963; Adams et al., 1969). Вероятно, последствия отравления кадмием зависят от особенностей питания и наличия заболеваний костей. Жители Швеции и Великобритании потребляют значительно больше кальция и жирорастворимых витаминов (в том числе витамина D), чем жители Японии. Кроме того, жертвами отравления в Футю стали главным образом женщины в постменопаузе, с большим количеством родов в анамнезе. При профессиональном контакте с кадмием уменьшаются запасы кальция в организме (Scott et al., 1980), возможно, вследствие нарушения почечных механизмов регуляции фосфорно-кальциевого обмена.

Яички

У лабораторных животных острое отравление кадмием часто сопровождается некрозом яичек. При длительном воздействии малых доз подобного эффекта не наблюдается (Kotso-nisand Klaassen, 1978). У человека случаев некроза яичек вследствие отравления кадмием не отмечено.

Злокачественные новообразования

У лабораторных животных кадмий способствует развитию ряда злокачественных новообразований (Waalkes et al., 1992). Доказательства канцерогенного действия кадмия у человека основаны на эпидемиологических исследованиях, в которых участвовали рабочие, контактирующие с кадмием на производстве. У участников этих исследований чаще всего обнаруживали опухоли легких, реже — опухоли предстательной железы, почек и желудка. На основании полученных данных в 1993 г. Международное агентство по изучению рака отнесло кадмий к канцерогенам.

Рисунок 67.6. Предполагаемый механизм нефротоксического действия кадмия. Попав в печень, кадмий (Cd) связывается с глугатионом (Г-SH) и выводится с желчью или откладывается в виде комплекса с металлотионеином (МТ). Часть связанного с металлотионеином кадмия попадает в плазму и захватывается почечными клетками. В лизосомах металлотионеин распадается на аминокислоты (АК), а кадмий выходит из лизосом в цитоплазму. В концентрации 200 мкг/r и выше кадмий оказывает повреждающее действие на почки, в результате чего развивается протеинурия.

Лечение отравления кадмием

Отравление кадмием плохо поддается лечению. При остром отравлении, вызванном вдыханием кадмия, необходимо прекратить контакт с металлом и тщательно следить за легочной вентиляцией. Могут потребоваться ИВЛ и глюкокортикоиды.

Комшексобразующие средства. Хотя эффективность комплекс-образующих средств при отравлении кадмием не доказана, некоторые врачи рекомендуют применять кальциево-динатриевую соль ЭДТА вдозе 75 мг/кг/сут в течение 5 сут; суточную дозу разделяют на 3—6 введений. После перерыва (как минимум двухдневного) курс лечения повторяют. Курсовая доза не должна превышать 500 мг/кг. Поданным экспериментов на животных, терапию комплексобразующими средствами следует начинать как можно раньше, так как ее эффективность быстро уменьшается по мере распределения кадмия в недоступные для этих препаратов ткани (Cantilena and Klaassen, 1982а). При хроническом отравлении кадмием перспективно применение димеркапрола и замещенных дитиокарбаматов (Jones et al., 1991).