Τα μέταλλα είναι μία από τις πέντε κύριες κατηγορίες καρκινογόνων ή τοξικών συστατικών που υπάρχουν στον καπνό και τον καπνό των τσιγάρων, πούρων, κλπ. Μεταξύ αυτών των μετάλλων περιλαμβάνεται και το κάδμιο, το οποίο είναι πολύ πτητικό βαρύ μέταλλο. Έχει αποδειχτεί ότι, ένα υψηλότερο ποσοστό της συνολικής περιεκτικότητας του καπνού σε κάδμιο μεταφέρεται αποτελεσματικά στον κανονικό καπνό των τσιγάρων, συγκριτικά με πολλά άλλα τοξικά μέταλλα του καπνού.
Το εισπνεόμενο κάδμιο βιοσυσσωρεύεται στους πνεύμονες και κατανέμεται πέρα από τους πνεύμονες και σε άλλους ιστούς, με συνολικό βιολογικό χρόνο ημιζωής μιας έως δύο δεκαετιών.
Η χρόνια έκθεση στο κάδμιο μέσω της χρήσης καπνού, οποιασδήποτε μορφής και χρήσης αυξάνει τις συγκεντρώσεις του καδμίου στο αίμα και στα ούρα.
Το κάδμιο είναι καρκινογόνο και προκαλεί προφλεγμονώδεις ανοσοαποκρίσεις.Η αυξημένη έκθεση στο κάδμιο σχετίζεται με μείωση της λειτουργίας των πνευμόνων, αποφρακτική πνευμονοπάθεια, βρογχογενές καρκίνωμα, καρδιαγγειακές παθήσεις, όπως έμφραγμα του μυοκαρδίου, περιφερική αρτηριακή νόσος, καρκίνος του προστάτη, καρκίνος του τραχήλου της μήτρας, καρκίνος του παγκρέατος και διάφορες παθολογικές καταστάσεις του στόματος.
Το κάδμιο και ο ψευδάργυρος έχουν μια τοξικολογικά αντίστροφη σχέση.Ο ψευδάργυρος είναι ένα απαραίτητο μέταλλο για τον ανθρώπινο οργανισμό και σύμφωνα με τις υπάρχουσες γνώσεις είναι ανταγωνιστικός σε ορισμένες εκδηλώσεις τοξικότητας προς το κάδμιο.
Ο ψευδάργυρος είναι απαραίτητος για τη δραστηριότητα περισσοτέρων από 300 ενζύμων, που καλύπτουν έξι τάξεις της ενζυματικής δραστηριότητας.
Συλλογικά, τα δεδομένα δείχνουν ότι οι λόγοι ή αναλογίες αίματος, ούρων και ιστών καδμίου και καδμίου / ψευδαργύρου είναι συχνά σημαντικά διαφορετικοί μεταξύ καπνιστών και μη καπνιστών και διαφέρουν επίσης στους καπνιστές, που πάσχουν από διάφορες ασθένειες και καρκίνους.
Πρόσθετα δεδομένα βιοπαρακολούθησης των επιπέδων του ψευδαργύρου και καδμίου, καθώς και των αναλογιών καδμίου/ψευδαργύρου στο αίμα ή τον ορό του αίματος και τα ούρα καπνιστών μπορεί να δώσουν περαιτέρω πληροφορίες για την ανάπτυξη και την εξέλιξη ασθενειών του πνεύμονα, του καρδιαγγειακού συστήματος και πιθανώς άλλων οργάνων [1].
Μηχανισμοί τοξικότητας του καδμίου και εξουδετέρωσής τους από τον ψευδάργυρο
Το κάδμιο είναι ένα τοξικό και καρκινογόνο βαρύ μέταλλο, ευρέως διαδεδομένο στο περιβάλλον, το οποίο σήμερα συνιστά έναν σοβαρό παράγοντα, που δημιουργεί προβλήματα υγείας.
Η δηλητηρίαση από κάδμιο (Cd), προκαλεί πολλούς θανάτους ετησίως, σε όλο τον κόσμο.
Έχει αναφερθεί ότι η χρόνια έκθεση σε Cd σχετίζεται με νεφρική νόσο, οστεοπόρωση, καρδιαγγειακές παθήσεις και καρκίνο.
Το κάπνισμα προκαλεί έκθεση σε σημαντικά υψηλότερα επίπεδα καδμίου στους ανθρώπους. Ο καπνός του καπνίσματος μεταφέρει κάδμιο στους πνεύμονες. Στη συνέχεια, το αίμα το μεταφέρει στο υπόλοιπο σώμα, όπου αυξάνονται τα αποτελέσματά του, καθώς αυξάνει τις ποσότητες του συσσωρευμένου καδμίου, που προσλαμβάνεται από διάφορα τρόφιμα.
Άλλες υψηλές εκθέσεις σε κάδμιο μπορεί να συμβούν σε άτομα που ζουν κοντά σε χώρους επικίνδυνων αποβλήτων ή εργοστάσια που απελευθερώνουν κάδμιο στον αέρα και άτομα που εργάζονται στη βιομηχανία μεταλλουργείων.
Η εισπνοή του καδμίου Cd μπορεί να βλάψει σοβαρά τους πνεύμονες και μπορεί ακόμη και να προκαλέσει θάνατο [2].
Υπάρχουν ισχυρές ενδείξεις που υποστηρίζουν ότι το κάδμιο προκαλεί την παραγωγή προφλεγμονωδών κυτοκινών, δρα ως καρκινογόνο και ως ουσία που προκαλεί ασθένεια σε πολλούς ιστούς στο σώμα, συμπεριλαμβανομένων των πνευμόνων και των νεφρών[3].
Το κάδμιο είναι ένα από τα πιο τοξικά μέταλλα που συσσωρεύεται στο ανθρώπινο σώμα μέσω της τροφικής αλυσίδας και των βιομηχανικών / γεωργικών δραστηριοτήτων.
Έχει επίσης αρνητικές επιπτώσεις σε όργανα, όπως ο εγκέφαλος, το ήπαρ και το κεντρικό νευρικό σύστημα.Ως εκ τούτου, ο Διεθνής Οργανισμός Έρευνας για τον Καρκίνο (IARC) χαρακτήρισε το κάδμιο, το 1993, ως «καρκινογόνο για τον άνθρωπο, Ομάδα 1» (Group 1 humancarcinogen) [4].
Ο IARC κατέληξε στο συμπέρασμα ότι, το κάδμιο και οι χημικές ενώσεις καδμίου προκαλούν καρκίνο του πνεύμονα και ότι υπάρχουν θετικές συσχετίσεις μεταξύ της έκθεσης στο κάδμιο και του καρκίνου των νεφρών και του προστάτη [5].
Όμως ο καρκίνος του προστάτη από έκθεση στο κάδμιο δεν έχει επιβεβαιωθεί από πρόσφατες δημοσιεύσεις [6].
Η έκθεση του IARC περιγράφει έναν πιθανό μηχανισμό συν-καρκινογένεσης του καδμίου που περιλαμβάνει την ανταγωνιστική μετατόπιση του ψευδαργύρου από το κάδμιο, από διάφορα ένζυμα επιδιόρθωσης του DNA.
Εκτός από την αναστολή των ενζύμων επιδιόρθωσης DNA, η έκθεση στο κάδμιο προκαλεί φλεγμονώδη απόκριση, διεγείροντας την παραγωγή αντιδραστικών ειδών οξυγόνου από ανθρώπινα πολυμορφοπύρηνα λευκοκύτταρα και φαγοκύτταρα [5].
Αλληλεπίδραση του καδμίου και του ψευδαργύρου μέσα στο ανθρώπινο σώμα
Είναι πολύ γνωστό ότι πολλές τοξικές επιδράσεις της δράσης του καδμίου (Cd) προκύπτουν από αλληλεπιδράσεις με βασικά στοιχεία, συμπεριλαμβανομένου του ψευδαργύρου (Zn).
Αυτές οι αλληλεπιδράσεις μπορούν να πραγματοποιηθούν σε διαφορετικά στάδια απορρόφησης, κατανομής στον οργανισμό και απέκκρισης και των δύο μετάλλων και στο στάδιο των βιολογικών λειτουργιών του Zn.
Η έκθεση σε Cd οδηγεί σε διαταραχή του Zn στον οργανισμό από τη μία πλευρά, ενώ η διατροφική πρόσληψη Zn έχει σημαντική επίδραση στην απορρόφηση, τη συσσώρευση και την τοξικότητα από το Cd από την άλλη.
Η ύπαρξη επαρκών επιπέδων ψευδαργύρου στο ανθρώπινο σώμα είναι σημαντική σε σχέση με την ανάπτυξη τοξικών επιπέδων καδμίου.Πολλά δεδομένα δείχνουν ότι η αυξημένη παροχή Zn μπορεί να μειώσει την απορρόφηση και τη συσσώρευση Cd και να αποτρέψει ή να μειώσει τις ανεπιθύμητες ενέργειες του Cd, ενώ η ανεπάρκεια Zn μπορεί να εντείνει τη συσσώρευση και τοξικότητα του Cd [7].
Σχέση των επιπέδων του ψευδαργύρου και της νεφρικής δυσλειτουργίας συνεπεία έκθεσης στο κάδμιο
Μελέτες in vivo και in vitro έχουν δείξει μια προστατευτική επίδραση του ψευδαργύρου έναντι της νεφρικής δυσλειτουργίας που προκαλείται από την έκθεση στο κάδμιο.
Η έρευνα έδειξε ότι το υψηλό σωματικό φορτίο ψευδαργύρου σχετίζεται με μειωμένο κίνδυνο νεφρικής σωληναριακής δυσλειτουργίας που προκαλείται από κάδμιο.
Συνεπώς θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη τα επίπεδα συγκέντρωσης του ψευδαργύρου στο αίμα, λαμβάνοντας υπόψη τη νεφρική βλάβη που μπορεί να προκληθεί από το κάδμιο [8].
Τα αποτελέσματα της αλληλεπίδρασης καδμίου ψευδαργύρου
Είναι ενδιαφέρον ότι, ο μηχανισμός μέσω των οποίων δρα το κάδμιο και προκαλεί ασθένειες σχετίζεται στην αλληλεπίδρασή του με τον ψευδάργυρο (Zn).
Το κάδμιο ανταγωνίζεται τον ψευδάργυρο στην κυτταρική πρόσληψη και τη μεταλλοθειονίνη και λόγω της υψηλότερης χημικής συγγένειας του, για τη μεταλλοθειονίνη, το κάδμιο αντικαθιστά τον ψευδάργυρο. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την αυξημένη σύνθεση της μεταλλοθειονίνης και της απορρόφησης καδμίου [7].
Ο αυξημένος κορεσμός του καδμίου σε θέσεις δέσμευσης στο νεφρό μπορεί να οδηγήσει σε μικροσκοπική σωληναριακή πρωτεϊνουρία (είναι γνωστό ότι αυτό συμβαίνει σε συγκεντρώσεις καδμίου των ούρων με επίπεδα 2 μg / g κρεατινίνης) και νεφρική δυσλειτουργία (σε συγκεντρώσεις καδμίου στα ούρα 10 μg / g κρεατινίνης) [9].
Λόγω του ανταγωνισμού μεταξύ καδμίου και ψευδαργύρου για αρκετές βασικές θέσεις σύνδεσης, ο διατροφικός ή ο συμπληρωματικά χορηγούμενος ψευδάργυρος μπορεί να επηρεάσει την απορρόφηση, τη συσσώρευση και τη βιοδιαθεσιμότητα του καδμίου στο σώμα.
Αυτό έχει αποδειχθεί σε αρκετές μελέτες σε ζώα όπου, η συμπληρωματική χορήγηση ψευδαργύρου προστατεύει από την τοξικότητα του καδμίου στον σπλήνα, το ήπαρ και τους νεφρούς [10, 11, 12].
Επιδημιολογικά στοιχεία δείχνουν ότι η πρόσληψη ψευδαργύρου συνδέεται με χαμηλότερο φορτίο καδμίου σε ενήλικες των ΗΠΑ, πιθανώς λόγω της ανταγωνιστικής πρόσληψης και της δέσμευσης μεταλλοθειονίνης με κάδμιο [13].
Μεταξύ των ανδρών στις ΗΠΑ με χαμηλή κατανάλωση Zn και υψηλές συγκεντρώσεις Cd που απεκκρίνονται στα ούρα, αυξήθηκε το ολικό ειδικό για τον προστάτη αντιγόνο (PSA), το οποίο είναι ένας βιοδείκτης ενδεικτικός του καρκίνου του προστάτη, υποδηλώνοντας μια σχέση μεταξύ του διατροφικού Zn, του Cd των ούρων και του καρκίνου του προστάτη[14].
Ο κίνδυνος θνησιμότητας από καρκίνο φαίνεται να είναι υψηλότερος μεταξύ εκείνων που προσλαμβάνουν ανεπαρκείς ποσότητες ψευδαργύρου [15].
Αυτές οι μελέτες υποδηλώνουν ότι ο διατροφικός ψευδαργυρος μπορεί να προστατεύσει από την τοξικότητα του Cd τον άνθρωπο, υποδεικνύοντας ότι ο διατροφικός ψευδάργυρος πρέπει να εξεταστεί κατά τη διερεύνηση της σχέσης μεταξύ έκθεσης Cd και αποτελεσμάτων στην υγεία, συμπεριλαμβανομένης της θνησιμότητας.
Σχέση της ογκογένεσης και της αλληλεπίδρασης καδμίου-ψευδαργύρου στους καπνιστές
Η χρόνια φλεγμονώδης απόκριση εμπλέκεται στην καρκινογένεση και στην ανάπτυξη και εξέλιξη αποφρακτικών και ινωτικών πνευμονικών παθήσεων συμπεριλαμβανομένης της χρόνιας αναπνευστικής ανεπάρκειας (ΧΑΠ) [16, 17, 18].
Σε πλήρη αντίθεση, ο διατροφικός ψευδάργυρος είναι ένα ευεργετικό και θρεπτικό απαραίτητο στοιχείο.
Ο ψευδάργυρος αποδείχθηκε με μελέτες που έγιναν σε ζώα , ότι είναι ανταγωνιστικός προς την ογκογένεση από κάδμιο [19].
Στους ανθρώπους, οι μειωμένες συγκεντρώσεις ψευδαργύρου σχετίζονται με δυσμενείς επιπτώσεις στην υγεία, συμπεριλαμβανομένης της μειωμένης λειτουργίας του ανοσοποιητικού συστήματος και ενός πιθανού ρόλου στην καρκινογένεση [20, 21, 22].
Έχει αναφερθεί αντίστροφη σχέση για τα επίπεδα καδμίου και ψευδαργύρου στον ορό μεταξύ των καπνιστών τσιγάρων [23].
Κατά συνέπεια, η αναλογία καδμίου / ψευδαργύρου μπορεί να παρέχει ακόμη περισσότερες πληροφορίες ως ένδειξη αυξημένου κινδύνου ασθένειας από ότι οι μετρήσεις του κάθε μετάλλου μεμονωμένα [24].
Βάσει των ανωτέρω δεδομένων θα πρέπει να εξετάζονται τα επίπεδα καδμίου και ψευδαργύρου στους καπνιστές και να αξιολογούνται οι συσχετίσεις μεταξύ των συγκεντρώσεων καδμίου στο αίμα, στα ούρα και στους ιστούς με ασθένειες που καπνίζουν ή χρησιμοποιούν προϊόντα καπνού.
Σημαντική διαγνωστικά δεν είναι η μέτρηση μόνο του ψευδαργύρου και του καδμίου μεμονωμένα, αλλά πρέπει να αξιολογούνται οι πληροφορίες για τις αναλογίες καδμίου / ψευδαργύρου [1].
Αντιμετώπιση της τοξικότητας του καδμίου του καπνίσματος με τη συμπληρωματική λήψη ευδαργύρου
Πρακτικά, να διατρέφονται και με τροφές πλούσιες σε ψευδάργυρο, να μετρούν δύο φορές το χρόνο τα επίπεδα του ψευδαργύρου και του καδμίου στο αίμα και στα ούρα τους και αν αυτά είναι ελλιπή ή βρίσκονται σε χαμηλά επίπεδα να παίρνουν καθημερινά την απαραίτητη για τη λειτουργία του οργανισμού τους, ποσότητα ψευδαργύρου , που είναι για τους άνδρες 11mgκαι για τις γυναίκες 9mg.
H πλέον ευαπορρόφητη μορφή ψευδαργύρου είναι ο πικολινικός ψευδάργυρος, όταν φέρεται μαζί με βιταμίνη C [Zincobell], xωρίς άλλες πρόσθετες ουσίες και χημικά συντηρητικά.
Η κάθε κάψουλα του συμπληρώματος διατροφής Zincobellπεριέχει 10mg πικολινικού ψευδαργύρου και 110mg βιταμίνης C.
H μεγίστη ημερήσια δόση του ψευδαργύρου είναι τα 40mg. Αναλόγως με τα επίπεδα του ψευδαργύρου, που θα βρεί ο κάθε καπνιστής ή καπνίστρια στο αίμα του, ρυθμίζει τη δόση του Zincobell, που θα χρησιμοποιήσει, φροντίζοντας, οπωσδήποτε να εφαρμόσει στην πράξη, οποιαδήποτε μέθοδο διακοπής του καπνίσματος.
9.Roels H.A., Hoet P., Lison D. Usefulness of biomarkers of exposure to inorganic mercury, lead, or cadmium in controlling occupational and environmental risks of nephrotoxicity. Ren. Fail. 1999;21:251–262. doi: 10.3109/08860229909085087. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
10.Brzoska M.M., Roszczenko A., Galazyn-Sidorczuk M., Majewska K. Zinc supplementation can protect from enhanced risk of femoral neck fracture in male rats chronically exposed to cadmium. Exp. Toxicol. Pathol.2011;63:491–498. doi: 10.1016/j.etp.2010.03.010. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
11. Rogalska J., Pilat-Marcinkiewicz B., Brzoska M.M. Protective effect of zinc against cadmium hepatotoxicity depends on this bioelement intake and level of cadmium exposure: A study in a rat model. Chem. Biol. Interact.2011;193:191–203. doi: 10.1016/j.cbi.2011.05.008. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
12. Bulat Z.P., Djukic-Cosic D., Malicevic Z., Bulat P., Matović V. Zinc or magnesium supplementation modulates cd intoxication in blood, kidney, spleen, and bone of rabbits. Biol. Trace Elem. Res. 2008;124:110–117. doi: 10.1007/s12011-008-8128-5. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
13.Vance T.M., Chun O.K. Zinc Intake Is Associated with Lower Cadmium Burden in U.S. Adults. J. Nutr.2015;145:2741–2748. doi: 10.3945/jn.115.223099. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
14.Van Wijngaarden E., Singer E.A., Palapattu G.S. Prostate-specific antigen levels in relation to cadmium exposure and zinc intake: Results from the 2001–2002 National Health and Nutrition Examination Survey.Prostate. 2008;68:122–128. doi: 10.1002/pros.20668. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
15.Lin Y.S., Caffrey J.L., Lin J.W., Bayliss D., Faramawi M.F., Bateson T.F., Sonawane B. Increased risk of cancer mortality associated with cadmium exposures in older Americans with low zinc intake. J. Toxicol. Environ. Health A. 2013;76:1–15. doi: 10.1080/15287394.2012.722185. [PubMed] [CrossRef][Google Scholar]
16. Feron V.J., Arts J.H.E., Kuper C.F., Slootweg P.J., Woutersen R.A. Health risks associated with inhaled nasal toxicants. Crit. Rev. Toxicol. 2001;31:313–347. doi: 10.1080/20014091111712. [PubMed] [CrossRef][Google Scholar]
17. Mueller M.M. Inflammation in epithelial skin tumours: Old stories and new ideas. Eur. J. Cancer.2006;42:735–744. doi: 10.1016/j.ejca.2006.01.014. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
19. The International Agency for Research on Cancer (IARC) Cadmium and Cadmium Compounds. Volume 100C. World Health Organization International Agency for Research on Cancer; Lyon, France: 2012. pp. 121–145. IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans. [Google Scholar
20. Bernhard D., Rossman A., Wick G. Metals in cigarette smoke. IUBMB Life. 2005;57:805–809. doi: 10.1080/15216540500459667. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
21. Ibs K.-H., Rink L. Zinc-altered immune function. J. Nutr. 2003;133:1452S–1456S. [PubMed][Google Scholar]
22. Costello L.C., Franklin R.B., Feng P., Tan M., Bagasra O. Zinc and prostate cancer: A critical scientific, medical, and public interest issue (United States) Cancer Causes Control. 2005;16:901–915. doi: 10.1007/s10552-005-2367-y. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
23. Anetor J.I., Ajose F., Iyanda A.A., Babalola O.O., Adeniyi F.A.A. High cadmium/zinc ratio in cigarette smokers: Potential implications as a biomarker of risk of prostate cancer. Niger. J. Physiol. Sci. 2008;23:41–49. doi: 10.4314/njps.v23i1-2.54921. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar
24.. National Academies of Sciences Institute of Medicine . Clearing the Smoke: Assessing the Science Base for Tobacco Harm Reduction, in Committee to Assess the Science Base for Tobacco Harm Reduction, Board on Health Promotion and Disease Prevention. Institute of Medicine; Washington, DC, USA: 2001. p. 656.[Google Scholar]