Il rene è il principale organo colpito dall’esposizione cronica al cadmio. La nefrotossicità del cadmio può seguire l’inalazione o l’ingestione cronica. I dati dagli studi umani suggeriscono un periodo di latenza di circa 10 anni prima dell’insorgenza clinica del danno renale, a seconda dell’intensità dell’esposizione. Tuttavia, sottili alterazioni della funzione renale sono state descritte dopo un’esposizione acuta negli animali, e ci sono rare segnalazioni di necrosi corticale renale dopo un’esposizione acuta ad alte dosi negli esseri umani.
Classicamente, l’esposizione cronica al cadmio è associata a disfunzione tubulare renale progressiva. Il primo segno di anomalie renali si verifica a 2 μg/g di creatinina e sono proteinuria tubulare microscopica – i biomarcatori sono β2-microglobulina, ά1-microglobulina. A livelli di cadmio urinario di 4 μg/gCr, enzimi come N-acetil-B-glucosaminidasi (NAG) sono elevati nelle urine e segni di danno glomerulare tra cui aumento di albumina nelle urine e una diminuzione della velocità di filtrazione glomerulare sono visti. Nelle fasi finali della nefropatia da cadmio, si osservano glicosuria, spreco di calcio e fosfato, e metabolismo del calcio alterato con effetti secondari sullo scheletro di osteoporosi e osteomalacia (Roels et al. 1999; Jarup et al. 2000).
Alcuni esperti ritengono che la microproteinuria legata all’esposizione al cadmio non sia invariabilmente progressiva e il livello al quale la nefropatia indotta dal cadmio diventa progressiva e irreversibile, anche dopo la cessazione dell’esposizione si verifica a livelli di cadmio urinario di >4 ug Cd/g c reatinina o a valori di B2-microgloburia di > 1.000 µg/g creatinina (Ikeda et al. 2005; Kobayashi et al. 2006). Altri esperti ritengono che la disfunzione tubulare renale associata al cadmio sia irreversibile (Iwata et al. 1993). La nefropatia da cadmio è un importante fattore di mortalità nei lavoratori del cadmio.
Gli effetti tossici sul rene sono legati alla dose (Mueller et al. 1992). Per i lavoratori, il rischio di nefropatia clinica aumenta significativamente con esposizioni totali nell’aria maggiori di 300 mg/m3, livelli di cadmio nell’urina maggiori di 10 µg/g di creatinina e livelli di corteccia renale maggiori di 200 ppm (Roels et al. 1999).
Segni precoci di danno renale sono stati riportati in membri della popolazione generale a livelli di urina tra 2-4 nmol/mmol creatinina. Un certo numero di studi nel corso degli anni hanno esaminato gli effetti del cadmio sul rene in persone esposte a livello ambientale
Questi studi hanno trovato che anche livelli molto bassi di cadmio possono avere effetti avversi sul rene. L’OMS afferma attualmente che 200 μg/g di peso umido nel rene causano cambiamenti avversi nel 10% della popolazione (Satoh et al. 2002). In passato, diversi studi su popolazioni esposte per motivi professionali e ambientali hanno dimostrato che la soglia del danno renale si verificava a livelli di cadmio urinario di 2-4 nmol/mmol di creatinina (Buchet et al. 1990); tuttavia, lo studio OSCAR ha rilevato che coloro che avevano un livello di cadmio urinario di 1 nmol/mmol di creatinina avevano un rischio triplo di aumento della ά-1 microglobulina (Jarup et al. 2000). Tuttavia, al momento, non è noto se questi cambiamenti subclinici precoci nei biomarcatori renali associati a bassi livelli di esposizione ambientale al cadmio abbiano una correlazione con il continuo declino della funzione renale a livelli clinici preoccupanti (Noonan et al. 2002).
Si sta lavorando molto per definire la “concentrazione renale critica” alla quale si verifica il danno renale indotto dal cadmio. Studi recenti in Giappone stimano che la dose tollerabile di cadmio nel corso della vita sia di 2,0 grammi per uomini e donne (Trzcinka-Ochocka et al. 2004; Watanabe et al. 2004). C’è un margine di sicurezza molto basso tra il raggiungimento della concentrazione renale critica e i carichi corporei trovati nei fumatori (Satarug e Moore 2004). Un lavoro recente suggerisce anche che i bambini esposti potrebbero essere una popolazione suscettibile (Trzcinka-Ochocka et al. 2004).
A livelli di esposizione professionali moderati e usuali, l’escrezione aumentata di proteine ad alto peso molecolare, come albumina e transferrina, sono segni precoci di danno glomerulare da cadmio. Una volta iniziato, il danno glomerulare è ritenuto irreversibile e il grado di danno è dose-dipendente (Jarup 2002). La velocità di filtrazione glomerulare (GFR) diminuisce lentamente ma progressivamente, suggerendo che il cadmio accelera il normale declino legato all’età della funzione renale. L’uremia clinica è rara, ma una diminuita capacità di riserva di filtrazione può essere dimostrata nei lavoratori con cadmio con GFR e creatinina sierica normali. L’esposizione al cadmio può anche potenziare lo sviluppo di glomerulopatia in popolazioni diabetiche (Buchet et al. 1990).
Un’esposizione sufficiente al cadmio può anche portare a una diminuzione del GFR e a un’insufficienza renale cronica che si manifesta con:
- aminoaciduria,
- glucosuria,
- ipercalcuria,
- iperfosfaturia,
- poliuria, e
- ridotta capacità tampone per gli acidi (Jarup 2002).
I calcoli renali sono più comuni nelle popolazioni esposte al cadmio, specialmente nei lavoratori esposti. Sono stati trovati tassi di prevalenza nel corso della vita dal 18% al 44%, rispetto a tassi inferiori al 5% nelle popolazioni di controllo. La formazione di calcoli deriva probabilmente dal danno renale indotto dal cadmio che porta all’ipercalciuria e all’iperfosfaturia, ma altri fattori che contribuiscono possono includere l’aciduria urica, la riduzione del citrato urinario e l’acidosi tubulare renale.
