A vese a fő szerv, amelyet a krónikus kadmiumexpozíció érint. A kadmium nefrotoxicitás krónikus belégzést vagy lenyelést követhet. Humán vizsgálatokból származó adatok szerint a vesekárosodás klinikai megjelenése előtt – az expozíció intenzitásától függően – körülbelül 10 év a lappangási idő. Azonban állatokban akut expozíciót követően a vesefunkció finom változásait írták le, és emberekben nagy dózisú akut expozíciót követően ritka jelentések szólnak a vese kérgének elhalásáról.
Klasszikusan a krónikus kadmiumexpozíció progresszív vese tubuláris diszfunkcióval jár. A vese rendellenességek első jele 2 μg/g kreatininnél jelentkezik és mikroszkopikus tubuláris proteinuria – a biomarkerek a β2-mikroglobulin, ά1-mikroglobulin. 4 μg/gCr vizelet-kadmiumszintnél a vizeletben megemelkednek az olyan enzimek, mint az N-acetil-B-glükozaminidáz (NAG), és a glomeruláris károsodás jelei, beleértve a vizeletben megnövekedett albuminszintet és a glomeruláris szűrési sebesség csökkenését. A kadmiumnefropátia végső stádiumában glikozuria, kalcium- és foszfátvesztés, valamint megváltozott kalcium-anyagcsere figyelhető meg, amelynek másodlagos hatása a csontvázra csontritkulás és csontlágyulás formájában jelentkezik (Roels és mtsi. 1999; Jarup és mtsi. 2000).
Egyes szakértők szerint a kadmiumexpozícióval összefüggő mikroproteinuria nem változatlanul progresszív, és az a szint, amelyen a kadmium okozta nefropátia progresszívvé és irreverzibilissé válik, még az expozíció megszűnése után is >4 ug Cd/g c reatinin vizelet kadmiumszintnél vagy > 1000 µg/g kreatinin B2-mikrogloburia értékeknél jelentkezik (Ikeda et al. 2005; Kobayashi et al. 2006). Más szakértők úgy vélik, hogy a kadmiummal kapcsolatos vesetubuláris diszfunkció visszafordíthatatlan (Iwata és mtsai. 1993). A kadmium nefropátia a kadmiummal dolgozók halálozásának fontos meghatározója.
A vesére gyakorolt toxikus hatások dózisfüggőek (Mueller et al. 1992). Munkások esetében a klinikai nefropátia kockázata jelentősen megnő 300 mg/m3 -nél nagyobb teljes légköri expozíció, 10 µg/g kreatinin feletti vizelet kadmiumszint és 200 ppm feletti vesekéregszint esetén (Roels et al. 1999).
A vesekárosodás korai jeleit jelentették az általános lakosság tagjainál 2-4 nmol/mmol kreatinin közötti vizeletszinteknél. Az évek során számos tanulmány vizsgálta a kadmium vesére gyakorolt hatását a környezetnek kitett személyeknél, többek között
Ezek a tanulmányok megállapították, hogy még nagyon alacsony kadmiumszintek is káros hatással lehetnek a vesére. A WHO jelenleg azt állítja, hogy a vese 200 μg/g nedves súlyú szintje a lakosság 10%-ánál okoz káros elváltozásokat (Satoh et al. 2002). A múltban a foglalkozási és környezeti expozíciónak kitett népességen végzett számos vizsgálat kimutatta, hogy a vesekárosodás küszöbértéke 2-4 nmol/mmol kreatinin vizelet kadmiumszintnél következett be (Buchet et al. 1990); az OSCAR vizsgálat azonban azt találta, hogy azoknál, akiknél a vizelet kadmiumszintje 1 nmol/mmol kreatinin volt, háromszoros volt az ά-1 mikroglobulin emelkedésének kockázata (Jarup et al. 2000). Jelenleg azonban nem ismert, hogy a vese biomarkerek e korai szubklinikai változásai, amelyek a környezeti kadmiumexpozíció alacsony szintjéhez kapcsolódnak, összefüggésben vannak-e a vesefunkció klinikai szempontból aggályos szintre történő folyamatos romlásával (Noonan és mtsi. 2002).
Sok munka folyik annak a “kritikus vesekoncentrációnak” a meghatározására, amelynél a kadmium okozta vesekárosodás bekövetkezik. A közelmúltban Japánban végzett vizsgálatok becslése szerint a kadmium egész életen át tolerálható dózisa 2,0 gramm mind férfiak, mind nők esetében (Trzcinka-Ochocka et al. 2004; Watanabe et al. 2004). A kritikus vesekoncentráció elérése és a dohányosoknál tapasztalt testterhelés között nagyon kicsi a biztonsági tartalék (Satarug és Moore 2004). A legújabb munkák arra is utalnak, hogy az expozíciónak kitett gyermekek érzékeny populációt alkothatnak (Trzcinka-Ochocka et al. 2004).
Mérsékelt, szokásos foglalkozási szintű expozíció esetén a nagy molekulatömegű fehérjék, például az albumin és a transzferrin fokozott kiválasztása a kadmium okozta glomeruláris károsodás korai jelei. Ha egyszer elkezdődött, a glomeruláris károsodás feltehetően visszafordíthatatlan, és a károsodás mértéke dózisfüggő (Jarup 2002). A glomeruláris szűrési ráta (GFR) lassan, de fokozatosan csökken, ami arra utal, hogy a kadmium felgyorsítja a vesefunkció normális, korral járó hanyatlását. Klinikai urémia ritkán fordul elő, de csökkent szűrési tartalékkapacitás mutatható ki a kadmiummal dolgozóknál normális kiindulási GFR és szérumkreatinin mellett. A kadmiumexpozíció fokozhatja a glomerulopátia kialakulását cukorbetegeknél is (Buchet et al. 1990).
A kadmiumexpozíció szintén csökkent GFR-hez és krónikus veseelégtelenséghez vezethet, amely a következőkben nyilvánul meg:
- aminoaciduria,
- glükoszuria,
- hiperkalkuria,
- hiperfoszfaturia,
- poliuria, és
- csökkent pufferkapacitás a savak számára (Jarup 2002).
A vesekövek gyakoribbak a kadmiumnak kitett populációkban, különösen a kitett munkavállalóknál. Az élethosszig tartó prevalencia 18%-44% közötti arányt találtak, míg a kontrollpopulációkban ez az arány kevesebb, mint 5%. A kőképződés valószínűleg a kadmium okozta vesekárosodás eredménye, amely hiperkalciuriához és hiperfoszfatúriához vezet, de egyéb hozzájáruló tényezők lehetnek a húgysavuria, a csökkent vizeletcitrát és a vese tubuláris acidózis.
