Kadmiyum Zehirlenmesi ve Tedavisi

Kadmiyum zehirlenmesi

Kadmiyum (Cd)  mavimsi çizgilenmeler gösteren gümüş beyazı renkte, yumuşak, işlenebilir, aşınmaya dayanıklı bir metaldir. Başlıca çinko, kurşun ve bakır cevherlerinden elde edilir.
Sanayide pigment ve plastik sertleştirici olarak büyük miktarlarda kadmiyum ve bileşikleri kullanılır. Cd-Ni pillerinde, düşük erime ısılı alaşımlarda ve gümüş lehiminde de kullanılır. Primer ve sekonder Kadmiyum eritilmesi, Kadmiyum kaplama endüstrisi, alkalin pil fabrikaları, Kadmiyum pigment yapımı, kadmiyum alaşımları, kullanıcıları ve kaynakçılar risk grubundadır
Etki mekanizması
Kadmiyum vücuda ağızdan, solunumla veya ciltten alınır. Akciğerde depolanma hızı partikül çapıyla ters orantılıdır.
Kadmiyum sülfid gibi daha az çözünebilen Kadmiyum bileşiklerinin absorbsiyonu daha düşüktür. Ortalama ağızdan emilim hızı %5’tir. Düşük molekül ağırlıklı, metal bağlayan bir protein olan metallothioneine bağlanarak vücutta birikir. Birikimi başlıca karaciğer ve böbreklerde olur. Atılımı yavaştır, yarılanma ömrü 10 yılın üzerindedir.
Sigara da çok önemli bir kadmiyum kaynağıdır. Sigara içenlerin kan kadmiyum düzeyi içmeyenlerin 4–5 katı kadardır. İnhalasyonla alınan kadmiyum, kadmiyumsistein bileşimleri halinde kana ulaşır.
Kadmiyum zehirlenmesi böbrek, kemik ve akciğerlerde hasar yapar.

Kadmiyum zehirlenmesinde klinik

1. Kadmiyum zehirlenmesi akut etkiler

• Metal dumanı ateşi: Kadmiyum oksit dumanına maruziyetten kısa zaman sonra gelişen influenza benzeri bir sendromdur. Burun ve boğazda irritasyon, kuruluk, öksürük, baş ağrısı, halsizlik, titreme, ateş vardır. Genellikle kendiliğinden sonlanır.

• Akut bronkopnömoni (kimyasal pnömoni): İlk aşaması metal dumanı ateşi gibidir. Birkaç saat sonra akut ÜSYE’na benzeyen semptomlar başlar; burun ve boğazda irritasyon, kuruluk, öksürük, başağrısı, baş dönmesi, halsizlik, ateş, göğüs ağrısı olur. Pulmoner ödem ve solunum yetmezliğine kadar ilerleyebilir. Akut maruziyetten günler sonra pulmoner ödeme bağlı ölüm görülebilir. Hayatta kalanlarda interstisiyel fibrozis ve amfizem gelişir.

2. Kadmiyum zehirlenmesi kronik etkiler

• Nefropati: Klasik olarak fonksiyonel bozulma proksimal tüpleri etkiler ve tübüler tipte proteinüriye neden olur. Bunun özelliği, total proteinüri henüz normal sınırlar içerisinde iken beta-2 mikroglobulin ve retinol bağlayan protein gibi düşük molekül ağırlıklı proteinlerin kaybedilmesidir. Proteinüriye glukozüri, aminoasitüri, bozulmuş asit atılımı, böbreklerin idrarı konsantre etme kapasitesinin bozulması, Kadmiyum ve fosfat atılımının artması ve plazma kreatinin düzeyinde artış eşlik edebilir. Kalsiüriye bağlı olarak böbrek taşları oluşabilir.
• Akciğer sorunları: Solunum fonksiyonlarında bozulma, amfizem, KOAH, interstisiyel fibrozis
• Kemik: Demineralisyon-osteomalazi, osteoporoz, spontan kırıklar gibi kemik lezyonları
• Kemik ağrıları(Japoncada ‘Itai Itai’ hastalığı)
• Anozmi, nazal mukoza ülserleri
• Diş boynunda sarı renklenme
• Hafif anemi
• Hafif karaciğer fonksiyon bozukluğu
• Akciğer kanseri insidansında artış
• Prostat kanseri gelişimi

Kadmiyum zehirlenmesi Tanı

Öykü

• Geçmiş hastalık ve maruziyet öyküleri, özellikle akciğer ve böbrek problemleri, geçmiş ve şimdiki akciğer ve böbrek toksinleri (sigara, silika, asbest, irritan gazlar, cıva, kurşun…) dikkatle sorgulanmalıdır.
• Kişisel davranışlar öğrenilmelidir(sigara, hijyen, hobiler, alkol tüketimi, tırnak yeme).

Tanısal Testler

• Kan kadmiyum düzeyi: Son birkaç aydaki Kadmiyum maruziyetinin göstergesidir. Mesleki maruziyeti olmayanlarda <0.5 mcg/lt düzeyinde saptanır.
• İdrar kadmiyum düzeyi: Böbrek hasarı yoksa, vücut Kadmiyum miktarının aynasıdır. Normalde < 2 mcg/lt olmalıdır.

Kadmiyum  Zehirlenmesi Tedavisi
Spesifik tedavi yoktur.

Kadmiyum tuzlarının akut veya kronik yutulması nadirdir, ancak ölüme yol açabilir. En düşük ölümcül Cd dozu 70 kg’lık bir adamda 5 gr’dır. Kusmamış ise gastrik lavaj yapılır. Nazogastrik tüp ile takip edilir(1). Aktif kömür metalini etkili bir şekilde absorbe edemez.

Kadmiyuma maruz kalan hastalar hastaneye yatırılır, karaciğer hasarı, gastrointestinal, üriner sistem ve solunum yollarının hasar derecesini değerlendirilip, soruna yönelik destekleyici tedavi önerilir.

Doğal arındırma:

Bazı şifalı bitkiler kullanılarak doğal dekontaminasyon uygulanabilir. Su arıtma için Moringa oleifera, fıstık (Arachis hypogaea), börülce (Vigna unguiculata), urad (Vigna mungo) ve mısır (Zea mays) tohumları kullanıldı. Bu tohumlar kolloidal pozitif yükleri emebilir ve nötralize edebilir. Bu işlem, atık sudaki negatif yüklü kirleri ve metalleri emmeye neden olur (1)

Şelatlayıcı ajanlar

EDTA, kadmiyumun üriner eliminasyonunu önemli ölçüde arttırır. Ancak, EDTA böbreklerdeki Cd içeriğini artırarak  böbrek hasar riskini de artırır. (2)

Penisillamin : Toksik civa ve kurşun maruziyetinde konsantrasyonlarını azaltmak için kullanılan penisillamin, kadmiyumun aşırı dozunda etkili değildir (3)

Dimerkaprol: (BAL) ağır metal zehirlenmesinde etkili bir antidottur (4). BAL, zehirlenmenin ilk 4 saatinde uygulanmalıdır. Gluteal kasta 3-4 mg / kg dozunda derin kas içi enjeksiyonu önerilir. İlk iki gün için her 4 saatte bir ve sonraki 10 gün için günde iki kez verilir. Ancak kadmiyum-BAL kompleksinin sadece kadmiyumdan daha fazla nefrotoksik etkiye sahip olduğu bildirilmiştir (5,6) diğer tedavi seçenekleri tavsiye edilir.

Ditiyokarbamatlar: Ditiyokarbamat türevi N-tetrametilen ditiyokarbamat (ATC)  Kadmiyumun idrar ve safra atılımını arttırır, ayrıca yan etkileri ve genel zehirlenme semptomlarını azaltır. Şelatlayıcı ajanların etkinliğinin primer tanısal değerlendirilmesinde yararlı olabilir  Ditiyokarbamatların etkinliği, hayvan çalışmalarında kadmiyum toksisitesinin azaltılmasında doğrulanmıştır . Bu kenetleme maddelerinin insanlara uygulanmasının belgelenmesi gerekmektedir.(1,7)

vitamin preparatları Bazı raporlar, C vitamini ve E vitamini gibi antioksidanların, farklı deney hayvanlarında kadmiyum kaynaklı toksisiteye karşı koruyucu etkiye sahip olduğunu göstermiştir (8) Askorbik asit, alfa-tokoferol ve selenyum kombinasyonu sıçandaki kadmiyum toksisitesine karşı etkili olabilir. Sonuç olarak, sıçanların bağırsaklarında lipit peroksidasyonu artmış ve glutatyon seviyeleri azalmıştır. Bu kombinasyon, kombinasyonun bağırsakta kadmiyum toksisitesine karşı koruyucu bir etkisi olduğunu gösterildi (9).

Zn ve Mg, Cd ile indüklenen renal toksisiteyi tersine çevirebilir. Kadmiyum toksisitesi antioksidan enzimlerin azalmasına neden olur, reaktif oksijen türleri ve lipit peroksidasyonu üretir. Aslında, Zn ve Mg reaktif oksijen türleriyle ve lipit peroksidasyonuyla yüzleşebilir (10)

Kadmiyum zehirlenmesinin tedavisinde nanoparçacık uygulaması:

Kadmiyum Al2O3 nanoparçacıkları tarafından adsorbe edilebilir. Genel olarak, Al203 nanoparçacıkları Zn ve Cd’yi çözelti / emici sistemlerden çıkarmak için uygundur. Kirlenmiş çözeltilerden Cd ve Zn’yi uzaklaştırmak için düşük sitrat konsantrasyonlu Al203 nanoparçacıkları kullanılır (11). Karbon nanotüpler (CNT’ler) metal iyonlarını sulu çözeltilerden uzaklaştırır (12). Kadmiyum, nanosize Ti02 partikülleri ile atık sudan uzaklaştırılabilir (13).

Plazma değişimi-hemodiyaliz-plazmaferez: Plazma değişimi, klinik belirti ve semptomların ortaya çıkmasından 24-36 saat sonra, hayatı tehdit eden toksisite olduğunda ve sağlık ekibi alternatif bir tedavi seçilemediğinde başlanabilir. Plazma değişimi sadece acil durumlarda kullanılmalıdır. Bu nedenle, ağır metal toksisitesinde potansiyel olarak yardımcı olabilir (14).

Prognoz
Kadmiyum zehirlenmesine bağlı proteinüri ve böbrek fonksiyon bozukluğu genellikle yavaş gelişir ve böbrek yetmezliğine neden olabilir. Maruziyetin sonlanmasından sonra proteinürinin düzelip düzelmediği konusundaki bilgiler yeterli değildir.

Kaynaklar

1. Nand V, Maata M, Koshy K, Sotheeswaran S. Water purification using moringa oleifera and other locally available seeds in Fiji for heavy metal removal. Int J Appl Sci Technol. 2012;2:125–9. 
2. Wu X, Su S, Zhai R, et al. Lack of reversal effect of EDTA treatment on cadmium induced renal dysfunction: a fourteen-year follow-up. Bio Metals. 2004;17:435–41.
3. Jalilehvand F, Leung BO, Mah V. Cadmium(II) complex formation with cysteine and penicillamine. Inorg Chem. 2009;48:5758–71.
4. Vilensky JA, Redman K. British anti-Lewisite (dimercaprol): an amazing history. Ann Emerg Med. 2003;41:378–83.
5. Karmaker RN. Forensic medicine and toxicology. 3rd ed. . Kolkata: Bimal Kumar Dhur of Academic Publishers; 2010. 65 pp.
6. Seth SD, Seth V. Textbook of pharmacology. 3rd ed. Noida: Elsevier, a division of Reed Elsevier India; 2009. pp. XIV–8.
7. Nabilaldine FS, Tubafard S, Jamilaldine FS, Nadi B. Evaluation of ATC as an orally administered drug in treatment of cadmium toxicity of rat organs. E-J Chem. 2009;6:504–10.
8. Flora SJ, Mittal M, Mehta A. Heavy metal induced oxidative stress & its possible reversal by chelation therapy. Indian J Med Res. 2008;128:501–23.
9. Bolkent S, Koyuturk M, Bulan OK, et al. The effects of combined alpha-tocopherol, ascorbic acid, and selenium against cadmium toxicity in rat intestine. J Environ Pathol Toxicol Oncol. 2007;26:21–7.
10. Babaknejad N, Moshtaghie AA, Shahanipour K, Bahrami S. The protective roles of zinc and Magnesium in Cadmium-induced renal toxicity in male wistar rats. Iran J Toxicol. 2015;8:1160–7.
11. Stietiya MH, Wang JJ. Zinc and Cadmium adsorption to Alumium Oxide Nanoparticles affected by naturally occurring ligands. J Environ Qual. 2014;43:498–506.
12. Gadhave A, Waghmare J. Removal of heavy metals ions from wastewater by Carbon nanotubes (CNTs) Int J Chem Sci App. 2014;5:66–77.
13. Bora T, Dutta J. Applications of nanotechnology in wastewater treatment–a review. J Nanosci Nanotechnol. 2014;14:613–26.
14. Russi G, Marson P. Ürgent plasma exchange: how, where and when. Blood Transfus. 2011;9:356–61.