Ledviny jsou hlavním orgánem, na který se zaměřuje chronická expozice kadmiu. Nefrotoxicita kadmia může následovat po chronické inhalaci nebo požití. Údaje ze studií na lidech naznačují latentní dobu přibližně 10 let před klinickým nástupem poškození ledvin v závislosti na intenzitě expozice. Po akutní expozici u zvířat však byly popsány jemné změny renálních funkcí a existují vzácné zprávy o nekróze ledvinné kůry po akutní expozici vysokým dávkám u lidí.
Klasicky je chronická expozice kadmiu spojena s progresivní renální tubulární dysfunkcí. První známky renálních abnormalit se objevují při 2 μg/g kreatininu a jedná se o mikroskopickou tubulární proteinurii – biomarkery jsou β2-mikroglobulin, ά1-mikroglobulin. Při hladinách kadmia v moči 4 μg/gCr jsou v moči zvýšeny enzymy, jako je N-acetyl-B-glukosaminidáza (NAG), a objevují se známky glomerulárního poškození včetně zvýšeného obsahu albuminu v moči a snížení rychlosti glomerulární filtrace. V konečných stadiích kadmiové nefropatie se objevuje glykosurie, ztráta vápníku a fosfátů a změna metabolismu vápníku se sekundárními účinky na skelet v podobě osteoporózy a osteomalacie (Roels et al. 1999; Jarup et al. 2000).
Někteří odborníci se domnívají, že mikroproteinurie související s expozicí kadmiu není vždy progresivní a úroveň, při které se kadmiem indukovaná nefropatie stává progresivní a nevratnou i po ukončení expozice, nastává při hladinách kadmia v moči >4 ug Cd/g c reatininu nebo při hodnotách B2-mikrogloburie >1 000 µg/g kreatininu (Ikeda et al. 2005; Kobayashi et al. 2006). Jiní odborníci se domnívají, že renální tubulární dysfunkce spojená s kadmiem je ireverzibilní (Iwata et al. 1993). Nefropatie způsobená kadmiem je důležitým faktorem určujícím úmrtnost pracovníků pracujících s kadmiem.
Toxické účinky na ledviny jsou závislé na dávce (Mueller et al. 1992). U pracovníků se riziko klinické nefropatie významně zvyšuje při celkové expozici v ovzduší vyšší než 300 mg/m3, při hladinách kadmia v moči vyšších než 10 µg/g kreatininu a při hladinách v kůře ledvin vyšších než 200 ppm (Roels et al. 1999).
U příslušníků běžné populace byly zaznamenány časné příznaky poškození ledvin při hladinách kadmia v moči mezi 2-4 nmol/mmol kreatininu. Řada studií se v průběhu let zabývala účinky kadmia na ledviny u osob vystavených vlivům prostředí, včetně
Tyto studie zjistily, že i velmi nízké hladiny kadmia mohou mít nepříznivé účinky na ledviny. WHO v současné době uvádí, že hladina 200 μg/g mokré hmotnosti v ledvinách způsobuje nepříznivé změny u 10 % populace (Satoh et al. 2002). V minulosti několik studií na populacích vystavených profesní a environmentální expozici ukázalo, že práh pro poškození ledvin nastává při hladinách kadmia v moči 2-4 nmol/mmol kreatininu (Buchet et al. 1990); studie OSCAR však zjistila, že u osob s hladinou kadmia v moči 1 nmol/mmol kreatininu bylo riziko zvýšení hladiny ά-1 mikroglobulinu trojnásobné (Jarup et al. 2000). V současné době však není známo, zda tyto časné subklinické změny ledvinových biomarkerů spojené s nízkou úrovní expozice kadmiu v životním prostředí mají nějakou souvislost s pokračujícím poklesem funkce ledvin na klinické úrovně (Noonan et al. 2002).
V současné době se pracuje na definování „kritické koncentrace ledvin“, při které dochází k poškození ledvin způsobenému kadmiem. Nedávné studie v Japonsku odhadují, že celoživotní tolerovatelná dávka kadmia je 2,0 g pro muže i ženy (Trzcinka-Ochocka et al. 2004; Watanabe et al. 2004). Mezi dosažením kritické koncentrace v ledvinách a tělesnou zátěží zjištěnou u kuřáků je velmi nízké rozpětí bezpečnosti (Satarug a Moore 2004). Nedávné práce také naznačují, že citlivou populací mohou být exponované děti (Trzcinka-Ochocka et al. 2004).
Při mírných, obvyklých pracovních úrovních expozice je zvýšené vylučování vysokomolekulárních proteinů, jako je albumin a transferin, časným příznakem glomerulárního poškození kadmiem. Předpokládá se, že jednou započaté glomerulární poškození je nevratné a stupeň poškození je závislý na dávce (Jarup 2002). Rychlost glomerulární filtrace (GFR) klesá pomalu, ale postupně, což naznačuje, že kadmium urychluje normální pokles funkce ledvin související s věkem. Klinická urémie je vzácná, ale u pracovníků s kadmiem s normální výchozí GFR a sérovým kreatininem lze prokázat sníženou filtrační rezervní kapacitu. Expozice kadmiu může také potencovat rozvoj glomerulopatie u diabetické populace (Buchet et al. 1990).
Dostatečná expozice kadmiu může také vést ke snížení GFR a chronickému selhání ledvin, které se projevuje:
- aminoacidurie,
- glukosurie,
- hyperkalcurie,
- hyperfosfaturie,
- polyurie a
- snížená pufrovací kapacita pro kyseliny (Jarup 2002).
Kameny v ledvinách jsou častější v populaci vystavené kadmiu, zejména u exponovaných pracovníků. Byla zjištěna celoživotní prevalence 18 % až 44 % ve srovnání s mírou menší než 5 % u kontrolní populace. Tvorba kamenů je pravděpodobně důsledkem kadmiem indukovaného poškození ledvin, které vede k hyperkalciurii a hyperfosfaturii, ale dalšími přispívajícími faktory mohou být acidurie močové kyseliny, snížený močový citrát a renální tubulární acidóza.
.
