Njuren är det organ som främst drabbas av kronisk exponering för kadmium. Kadmiumnefrotoxicitet kan följa på kronisk inandning eller intag. Uppgifter från studier på människor tyder på en latenstid på cirka 10 år före klinisk uppkomst av njurskador, beroende på exponeringsintensitet. Subtila förändringar av njurfunktionen har dock beskrivits efter akut exponering hos djur, och det finns sällsynta rapporter om njurkortikal nekros efter akut exponering med hög dos hos människor.
Klassiskt sett är kronisk kadmiumexponering förknippad med progressivt nedsatt tubulär njurfunktion. De första tecknen på njuravvikelser uppträder vid 2 μg/g kreatinin och är mikroskopisk tubulär proteinuri – biomarkörerna är β2-mikroglobulin, ά1-mikroglobulin. Vid kadmiumnivåer i urinen på 4 μg/gCr är enzymer som N-acetyl-B-glukosaminidas (NAG) förhöjda i urinen och tecken på glomerulär skada, inklusive ökat albumin i urinen och minskad glomerulär filtrationshastighet, ses. I slutskedet av kadmiumnefropati ses glykosuri, förlust av kalcium och fosfat samt förändrad kalciummetabolism med sekundära effekter på skelettet i form av osteoporos och osteomalaci (Roels et al. 1999; Jarup et al. 2000).
En del experter anser att mikroproteinuri i samband med kadmiumexponering inte alltid är progressiv och att den nivå vid vilken kadmiuminducerad nefropati blir progressiv och irreversibel, även efter avslutad exponering, inträffar vid kadmiumnivåer i urinen på >4 ug Cd/g c reatinin eller vid värden för B2-mikrogloburi på > 1 000 µg/g kreatinin (Ikeda et al. 2005; Kobayashi et al. 2006). Andra experter anser att den njurtubulära dysfunktion som är förknippad med kadmium är irreversibel (Iwata et al. 1993). Kadmiumnefropati är en viktig faktor för dödligheten hos kadmiumarbetare.
Toxiska effekter på njurarna är dosrelaterade (Mueller et al. 1992). För arbetare ökar risken för klinisk nefropati signifikant med totala luftburna exponeringar större än 300 mg/m3, kadmiumnivåer i urinen större än 10 µg/g kreatinin och njurbarknivåer större än 200 ppm (Roels et al. 1999).
Främsta tecken på njurskador har rapporterats hos medlemmar av den allmänna befolkningen vid urinnivåer mellan 2-4 nmol/mmol kreatinin. Ett antal studier har under årens lopp undersökt effekterna av kadmium på njurarna hos miljöexponerade personer, bland annat
Dessa studier har visat att även mycket låga kadmiumnivåer kan ha negativa effekter på njurarna. WHO anger för närvarande att 200 μg/g våtvikt i njurarna orsakar skadliga förändringar hos 10 % av befolkningen (Satoh et al. 2002). Tidigare har flera studier av yrkesmässigt och miljömässigt exponerade befolkningar visat att tröskeln för njurskador inträffade vid urinkadmiumnivåer på 2-4 nmol/mmol kreatinin (Buchet et al. 1990); i OSCAR-studien konstaterades dock att de med en urinkadmiumnivå på 1 nmol/mmol kreatinin hade en tredubbelt så hög risk för förhöjt ά-1-mikroglobulin (Jarup et al. 2000). För närvarande vet man dock inte om dessa tidiga subkliniska förändringar i njurbiomarkörer som förknippas med låga nivåer av miljökadmiumexponering har något samband med fortsatt försämring av njurfunktionen till kliniska nivåer som ger anledning till oro (Noonan et al. 2002).
Det pågår mycket arbete för att definiera den ”kritiska njurkoncentrationen” där kadmiuminducerad njurskada uppstår. I nyligen genomförda studier i Japan uppskattas att den tolerabla dosen av kadmium under hela livet är 2,0 gram för både män och kvinnor (Trzcinka-Ochocka et al. 2004; Watanabe et al. 2004). Det finns en mycket liten säkerhetsmarginal mellan att nå den kritiska njurkoncentrationen och de kroppsbelastningar som finns hos rökare (Satarug och Moore 2004). Nya arbeten tyder också på att exponerade barn kan vara en mottaglig population (Trzcinka-Ochocka et al. 2004).
Vid måttliga, vanliga yrkesmässiga exponeringsnivåer är ökad utsöndring av proteiner med hög molekylvikt, t.ex. albumin och transferrin, tidiga tecken på glomerulär skada av kadmium. När den glomerulära skadan väl har påbörjats tros den vara irreversibel och graden av skada är dosberoende (Jarup 2002). Den glomerulära filtrationshastigheten (GFR) minskar långsamt men progressivt, vilket tyder på att kadmium påskyndar den normala åldersrelaterade försämringen av njurfunktionen. Klinisk uremi är sällsynt, men minskad filtrationsreservkapacitet kan påvisas hos kadmiumarbetare med normal utgångs-GFR och serumkreatinin. Kadmiumexponering kan också förstärka utvecklingen av glomerulopati hos diabetiker (Buchet et al. 1990).
En tillräcklig kadmiumexponering kan också leda till minskad GFR och kronisk njursvikt som manifesteras av:
- aminoaciduri,
- glukosuri,
- hyperkalcuri,
- hyperfosfaturi,
- polyuri och
- minskad buffertkapacitet för syror (Jarup 2002).
Njursten är vanligare i kadmiumexponerade populationer, särskilt hos exponerade arbetstagare. Man har funnit en livstidsprevalens på 18 till 44 %, jämfört med en prevalens på mindre än 5 % i kontrollpopulationer. Stenbildning är troligen ett resultat av kadmiuminducerad njurskada som leder till hyperkalciuri och hyperfosfaturi, men andra bidragande faktorer kan vara urinsyrauri, minskat citrat i urinen och renal tubulär acidos.
