Nyren er det vigtigste organ, der rammes af kronisk eksponering for cadmium. Cadmiumnefrotoksicitet kan følge af kronisk indånding eller indtagelse. Data fra undersøgelser på mennesker tyder på en latensperiode på ca. 10 år før klinisk indtræden af nyreskader, afhængigt af eksponeringsintensiteten. Der er imidlertid beskrevet subtile ændringer af nyrefunktionen efter akut eksponering hos dyr, og der er sjældne rapporter om nyrekortikal nekrose efter akut højdosiseksponering hos mennesker.
Klassisk er kronisk cadmiumeksponering forbundet med progressiv tubulær dysfunktion i nyrerne. Det første tegn på nyreanomalier opstår ved 2 μg/g kreatinin og er mikroskopisk tubulær proteinuri – biomarkørerne er β2-mikroglobulin, ά1-mikroglobulin. Ved et cadmiumindhold i urinen på 4 μg/gCr er enzymer som N-acetyl-B-glucosaminidase (NAG) forhøjet i urinen, og der ses tegn på glomerulær skade, herunder øget albumin i urinen og et fald i den glomerulære filtrationshastighed. I de sidste stadier af cadmiumnefropati ses glykosuri, spild af calcium og fosfat og ændret calciummetabolisme med sekundære virkninger på skelettet i form af osteoporose og osteomalaci (Roels et al. 1999; Jarup et al. 2000).
Nogle eksperter mener, at mikroproteinuri i forbindelse med cadmiumeksponering ikke altid er progressiv, og at det niveau, hvor cadmiuminduceret nefropati bliver progressiv og irreversibel, selv efter ophør af eksponeringen, forekommer ved urinkadmiumniveauer på >4 ug Cd/g c reatinin eller ved værdier for B2-mikrogloburi på > 1.000 µg/g kreatinin (Ikeda et al. 2005; Kobayashi et al. 2006). Andre eksperter mener, at den tubulære dysfunktion i nyrerne, der er forbundet med cadmium, er irreversibel (Iwata et al. 1993). Cadmiumnefropati er en vigtig faktor for dødelighed hos cadmiumarbejdere.
Toksiske virkninger på nyrerne er dosisrelaterede (Mueller et al. 1992). For arbejdstagere stiger risikoen for klinisk nefropati betydeligt ved en samlet luftbåren eksponering på mere end 300 mg/m3, cadmiumniveauer i urinen på mere end 10 µg/g kreatinin og nyrebarkniveauer på mere end 200 ppm (Roels et al. 1999).
Der er rapporteret om tidlige tegn på nyreskader hos medlemmer af den almindelige befolkning ved urineniveauer på mellem 2-4 nmol/mmol kreatinin. En række undersøgelser har i årenes løb undersøgt virkningerne af cadmium på nyrerne hos miljømæssigt udsatte personer, herunder
Disse undersøgelser har vist, at selv meget lave niveauer af cadmium kan have skadelige virkninger på nyrerne. WHO anfører i øjeblikket, at 200 μg/g vådvægt i nyrerne forårsager skadelige ændringer hos 10 % af befolkningen (Satoh et al. 2002). Tidligere har flere undersøgelser af erhvervsmæssigt og miljømæssigt udsatte befolkningsgrupper vist, at tærsklen for nyreskader opstod ved urinkadmiumniveauer på 2-4 nmol/mmol kreatinin (Buchet et al. 1990); OSCAR-undersøgelsen viste imidlertid, at personer med et urinkadmiumniveau på 1 nmol/mmol kreatinin havde en tredobbelt risiko for øget ά-1 mikroglobulin (Jarup et al. 2000). På nuværende tidspunkt vides det imidlertid ikke, om disse tidlige subkliniske ændringer i nyrebiomarkører, der er forbundet med lave niveauer af miljømæssig cadmiumeksponering, har nogen sammenhæng med fortsat nedgang i nyrefunktionen til kliniske niveauer, der giver anledning til bekymring (Noonan et al. 2002).
Der arbejdes meget på at definere den “kritiske nyrekoncentration”, ved hvilken cadmiuminduceret nyreskade opstår. Nylige undersøgelser i Japan anslår, at den tolerable livstidsdosis af cadmium er 2,0 gram for både mænd og kvinder (Trzcinka-Ochocka et al. 2004; Watanabe et al. 2004). Der er en meget lille sikkerhedsmargen mellem det tidspunkt, hvor den kritiske koncentration i nyrerne nås, og den kropsbelastning, der findes hos rygere (Satarug og Moore 2004). Nyere arbejde tyder også på, at eksponerede børn kan være en modtagelig population (Trzcinka-Ochocka et al. 2004).
På moderate, sædvanlige erhvervsmæssige eksponeringsniveauer er øget udskillelse af proteiner med høj molekylvægt, såsom albumin og transferrin, tidlige tegn på glomerulær skade fra cadmium. Når først den glomerulære skade er påbegyndt, menes den at være irreversibel, og graden af skade er dosisafhængig (Jarup 2002). Den glomerulære filtrationshastighed (GFR) falder langsomt, men progressivt, hvilket tyder på, at cadmium fremskynder det normale aldersrelaterede fald i nyrefunktionen. Klinisk uræmi er sjælden, men der kan påvises nedsat filtrationsreservekapacitet hos cadmiumarbejdere med normal baseline GFR og serumkreatinin. Cadmiumeksponering kan også forstærke udviklingen af glomerulopati i diabetiske befolkningsgrupper (Buchet et al. 1990).
Tilstrækkelig cadmiumeksponering kan også føre til nedsat GFR og kronisk nyresvigt manifesteret ved:
- aminoaciduri,
- glukosuri,
- hypercalcuria,
- hyperphosphaturia,
- polyuria, og
- reduceret bufferkapacitet for syrer (Jarup 2002).
Nyresten er mere almindelige i cadmiumeksponerede befolkninger, især hos eksponerede arbejdstagere. Der er fundet livstidsprævalensrater på 18%til 44% sammenlignet med rater på mindre end 5% i kontrolpopulationer. Stendannelse skyldes sandsynligvis cadmiuminduceret nyreskade, der fører til hyperkalciuri og hyperfosfaturi, men andre medvirkende faktorer kan omfatte urinsyreuræmi, nedsat urincitrat og renal tubulær acidose.
