Cadmium und Cadmiumverbindungen

 

2. Quellen

Akute Cadmiumvergiftungen werden bei Tieren kaum beobachtet. Als mögliche Quelle für chronische Cadmiumvergiftungen sind kontaminierte Futter- und Düngemittel in Betracht zu ziehen.
 

3. Kinetik

Cadmiumverbindungen werden nach oraler Aufnahme nur langsam und in begrenztem Umfang resorbiert. Ein Calcium-, Eisen-, Kupfer-, Zink oder Manganmangel kann die Resorptionsrate von Cadmiumsalzen erhöhen. Zum Teil ist dieser Effekt dadurch zu erklären, dass diese Elemente die gleichen Aufnahmemechanismen verwenden. Über die Lungen ist eine höhere Resorptionsrate als über den Darm zu beobachten. Im Gewebe wird Cadmium als Komplex mit einem cysteinreichen Speicherprotein (Metallothionein) eingelagert. Zur stärksten Anreicherung von Cadmium kommt es in den Tubuluszellen der Nieren. Dort beträgt die Halbwertszeit von Cadmium mehrere Jahre, beim Menschen etwa 30 Jahre. Erst nach Überschreiten der Speicherkapazitäten erfolgt eine Ausscheidung über den Harn.
 

4. Toxisches Prinzip

Trotz einer Vielzahl von Studien konnte der toxische Wirkungsmechanismus von Cadmium bis heute nicht gänzlich geklärt werden. Diskutiert wird die Blockade von Sulfhydrylgruppen von Proteinen, eine Verdrängung anderer Metalle aus Strukturproteinen, Enzymen oder Ionenkanälen sowie eine Entkopplung der oxidativen Phosphorylierung. In den fünfziger Jahren wurde in Japan eine Massenvergiftung durch cadmiumkontaminierte Nahrungsmittel ausgelöst, die "Itai-Itai"-Erkrankung. Dabei wurden cadmiumhaltige Abwässer auf Reisfelder geleitet, was die Aufnahme von Cadmium über die Nahrung zur Folge hatte. Dies führte mehrheitlich bei Frauen zu unerträglichen Schmerzen im Rücken und in den Beinen. Die Patientinnen litten unter einer massiven Osteoporose mit nachfolgenden Skelettdeformationen, Knochenbrüchen und Schrumpfung der Körpergrösse.
 

5. Toxizität bei Labortieren

Akute orale LD₅₀ (in mg/kg Körpergewicht):

	Maus	Ratte	Kaninchen	Huhn
Cadmium	890	225
Cadmiumchlorid	60-93.7	88	70-150
Cadmiumiodid	166	166
Cadmiumoxid	72	72
Cadmiumstearat	590	1'125
Cadmiumsuccinat	312	660
Cadmiumsulfat	46-47

 

6. Umwelttoxikologie

Die Einsatzgebiete für Cadmium haben sich seit Bewusstwerden der Toxizität dieses Stoffes drastisch reduziert. Früher benutzte man Cadmium aufgrund seiner Korrosionsfestigkeit als Legierungszusatz und als Überzug in der Metallurgie. Cadmiumsalze wurden auch in Malerfarben, Kunststoffen und Halbleitern eingemischt. Heute fliesst die grösste Cadmiummenge in die Herstellung von Batterien und Akkumulatoren. Infolge dieser vielseitigen Anwendung resultieren Cadmiumemissionen aus Industrie- und Müllverbrennungsanlagen. Auch der Klärschlamm enthält erhebliche Mengen von Cadmium, ebenso Phosphatdünger und fossile Brennstoffe. Diese Einträge gehen mit einer bedeutenden Speicherung von Cadmium in den oberen Bodenschichten einher, wobei Cadmium in einem grösseren Ausmass als andere Schwermetalle durch Pflanzen aufgenommen wird. Daraus lässt sich eine Umweltbelastung ableiten, deren langfristige Folgen noch ungenügend untersucht sind.
 

II. Spezielle Toxikologie - Pferd

1. Toxizität

Chronische Vergiftungen werden ab 1-5 mg/kg Futter beobachtet.
 

2. Latenz

Es kommen fast nur chronische Vergiftungen vor. Dabei treten die Symptome meist erst 24 Stunden vor dem Tod auf.
 

3. Symptome

Die in der Literatur bei Pferden beobachteten Symptome sind auf kombinierte Vergiftungen durch Cadmium zusammen mit mindestens einem anderen Schwermetall wie zum Beispiel Zink, Kupfer oder Blei zurückzuführen. Akute Cadmiumvergiftungen gehen mit degenerativen Veränderungen der Leber, Lungen und Hoden einher, chronisch Vergiftungen verursachen Nieren- und Skelettschäden. Im einzelnen sind bei Cadmiumvergiftungen folgende Symptome zu erwarten:
 

3.1	Allgemeinzustand, Verhalten
	Apathie, Ataxie, Festliegen
3.2	Nervensystem
	Keine Symptome
3.3	Oberer Gastrointestinaltrakt
	Salivation, Stomatitis, gelber Zahnfleischsaum (Cadmiumsulfid)
3.4	Unterer Gastrointestinaltrakt
	Kolik, Durchfall
3.5	Respirationstrakt
	Lungenemphysem, Bronchopneumonie
3.6	Herz, Kreislauf
	Keine Symptome
3.7	Bewegungsapparat
	Demineralisation des Knochens, Osteoporose und Osteomalazie mit Knochenbrüchen und Knochendeformationen, Lahmheit
3.8	Augen, Augenlider
	Keine Symptome
3.9	Harntrakt
	Polyurie, Oligurie, Anurie, Proteinurie
3.10	Fell, Haut, Schleimhäute
	Keine Symptome
3.11	Blut, Blutbildung
	Keine Symptome
3.12	Fruchtbarkeit, Jungtiere, Laktation
	Fertilitätsstörungen wegen reduzierter Spermiogenese bei männlichen Tieren

 

4. Sektionsbefunde

In Zusammenhang mit Cadmiumvergiftungen sind Lungenödem, interstitielle Pneumonie (nach inhalativer Aufnahme), Gastroenteritis, Osteoporose, Nephrocalcinose, Nierendegeneration mit Tubulusnekrosen und Keimdrüsennekrosen zu erwarten.
 

5. Weiterführende Diagnostik

Der Cadmiumnachweis in Haaren, Nieren oder Leber kann mittels Atomabsorptionspektrometrie durchgeführt werden. Dabei ist jedoch zu beachten, dass die Cadmiumkonzentrationen im Gewebe von gesunden Pferden höher sind als bei anderen Tierarten wie Rind, Schaf oder Schwein. Bei der Beurteilung der Cadmiumanreicherung in den Nieren ist das Lebensalter zu berücksichtigen.
 

6. Differentialdiagnosen

Bornasche Krankheit, Zink- und Bleivergiftung, andere Ursachen von Kolik oder Durchfall.
 

7. Therapie

Neben einer umfangreichen symptomatischen Therapie wird die sofortige Entfernung der Giftquelle als einzig mögliche Massnahme angesehen. Dimercaprol erhöht die Nierentoxizität von Cadmium und darf deshalb nicht angewendet werden. Für den Nutzen andererer Komplexbildner fehlen hinreichende klinische Erfahrungen.
 

8. Fallbeispiel

Die in der Literatur bei Pferden beobachteten Fälle beruhen auf kombinierten Vergiftungen von Cadmium zusammen mit anderen Schwermetallen (siehe zum Beispiel Koizumi et al., 1989 oder Kowalczyk et al., 1986).
 

9. Literatur

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Koizumi N, Inoue Y, Ninomiya R, Fujita D & Tsukamoto T (1989) Relationship of cadmium accumulation to zinc or copper concentration in horse liver and kidney. Environ Res 49, 104-114
 
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