КАДМІЙ

Група/призначення:

Хімічний елемент, метал. Кадмій є промисловим та екологічним забрудником. Крім того різна кількість кадмію може міститися в їжі, сигаретному димі, який значно піднімає вміст сполуки в організмі. З кожною пачкою сигарет організм отримує від 2 до 4 мкг кадмію. Біологічні властивості кадмію невідомі. Дослідження з визначення концентрації кадмію в яєчниках після хірургічного втручання з різних причин виявило, що концентрація кадмію корелює з віком 30-65 років, також підвищення вмісту кадмію виявлено в тканині яєчника курців в порівнянні з тими, хто не палить.

Альтернативні назви / синоніми: немає.

Діюча речовина: кадмій.

Рекомендації при вагітності:

Основний шлях впливу – паління, яке не рекомендоване при вагітності; впливає на змінення ваги та окружності голови.

Рекомендації при лактації:

Впливає на зменшення ваги та окружності голови.

Прийом під час вагітності (короткий висновок):

Виходячи  з даних від експериментальних тварин, кадмій перешкоджає нормальному розвитку вагітності після достатньо високого рівня негативного впливу на матерів. Один з механізмів токсичності полягає в пошкодженні плаценти, окрім того існують докази, що кадмій може пошкодити плаценту в людини і тим самим порушити розвиток плода. Основним джерелом впливу кадмію є сигаретний дим, але невідомо яку саме частку токсичності сигаретного диму можна віднести до впливу кадмію.

Інформація щодо досліджень на тваринах:

Експерименти над вагітними мишами, щурами та хом’яками виявили вади розвитку після застосування кадмію в різних варіаційних дозах та способах застосування. Мишам додавали 10 ppm (частин на мільйон, parts  per million) кадмію в питну воду, а через два покоління їхнє потомство мало дефекти хвоста, затримку розвитку  та зниження життєздатності, також це вплинуло на їхню плідність так, що третього покоління могло й не бути. Введення кадмію вагітним мишам підшкірно спричинило вади розвитку, такі як екзенцефалія, мікротія, дефекти кінцівок (розщеплення та мальротація кінцівок), розщілина піднебіння і дизморфії обличчя при застосуванні в різних дослідженнях доз в межах 2-10 мг/кг/день. Хом’якам вводили кадмій внутрішньовенно в розрахунку 2 мг/кг на 8 або 9 день вагітності і це викликало у потомства екзенцефалію, енцефалоцеле, анофтальмію/мікрофтальмію, амелію (відсутність кінцівки), мікромелію, ектродактілію, дефекти хвоста. Щурам вводили підшкірно 4-12 мг/кг кадмію і це призводило до загибелі плоду, мікрогнатії та розщілини піднебіння.

Ці досліди з введення ін’єкцій кадмію мишам, хом’якам та щурам можуть бути більш показовими щодо впливу кадмію на людину, аніж пероральне введення. Застосування кадмію методом примусового годування щурів (гаваж) в дозі 20 мг/кг/день на 6-14 день вагітності не вплинуло на плаценту або на розвиток, але збільшились випадки розщілини піднебіння, аномалій скелету, кавітації нирок, мікрофальмії у потомства. Новонароджені щури, над якими проводили експерименти пренатально, мали нормальні рефлекси, але в них були значно опущені яєчка, сповільнене відкриття піхви, зниження сексуальної активності у дорослому віці. Примусове годування вагітних щурів кадмієм дозами 1,8, 6,1, 18,4 та 61,3 мг/кг проявилося на етапі 6,1 мг/кг/день токсичним впливом на матерів. При цих дозах зменшилась вага плода і зросла частота вроджених вад розвитку, а саме розщілини піднебіння, дефектів кінцівок, дизморфій обличчя. В групі з впливом найвищої дози не було плодів взагалі. Коли вагітним щурам давали кадмій у дозі до 12 мг/кг/в день не було виявлено жодного негативного впливу на розвиток потомства, хоча проявлялась  токсичність у матерів при застосуванні найвищої дози кадмію. У щурів кадмій токсично впливав на плаценту, нирки та печінку плода. Затримка розвитку плода могла бути спричинена токсичним впливом на плаценту. Зниження життєздатності плодів проявилось після застосування 40 мкмоль/кг  кадмію хлориду щурам на пізніх термінах вагітності, але не після безпосереднього введення плодам. Тому автори дійшли висновку, що шкідливий вплив кадмію на плід міг бути опосередкованим токсичним впливом на матір або плаценту. Наступне дослідження даної лабораторії показало, що застосування кадмію вагітним щурам супроводжувалось зниженням маткового кровотоку. При введенні вагітним мишам і щурам дози кадмію в межах 50-100 ppm було виявлено підвищення в матерів і плодів концентрації кортикостероїдів, що пояснює несприятливий вплив кадмію на вагу плода. Інше припущення механізму токсичності, яке базується на дослідженнях над мишами, є порушення плацентарного транспорту фолієвої кислоти. У щурів застосовували кадмій перорально до 5 мг/кг/ в день протягом вагітності і лактації, що асоціювалось із порушеним  розвитком клітин Лейдига в потомства чоловічої статі.

Є деякі запитання щодо того, наскільки плацента є  проникливою для кадмію. Хоча плацентарний трансфер у щурів вважається низьким ближче до пологів, дослідження у хом’яків показало трансфер кадмію до ембріону на 9-12 дні вагітності. В цей період часу трансфер проходить через жовтковий мішок плаценти, яка забезпечує його на ранніх термінах вагітності у гризунів та кроликів, але не має аналогів у людини. Концентрація кадмію в пуповині і крові матері однакова, що припускає плацентарний трансфер перед пологами.

Інформація щодо впливу на плід:

Наводимо дані різних досліджень.

Концентрація кадмію в пуповині та крові матерів однакова, це припускає плацентарний трансфер перед пологами.

Дослідники з Сієтлу повідомили, що високий рівень концентрації кадмію в сечі на ранніх строках вагітності супроводжувався ризиком гестаційного діабету. Корекція на самоповідомлення про паління не змінює цієї асоціації, але неможливо скорегувати вплив кадмію з тютюнового диму ззовні. Дослідження іn vitro припустили, що кадмій може бути токсичним для людської плаценти. Одна група дослідників припустила, що кадмій може відігравати певну роль у виникненні прееклампсії, в 2015 році повідомили про зв’язок кадмію в плаценті з ризиком прееклампсії. Підвищення концентрації кадмію в плаценті жінок, які палять з експериментальним поєднанням зі зниженням функції плаценти підвищило ймовірність того, що кадмій був одним із факторів, який відіграв роль в зменшенні ваги новонароджених при палінні матерів. Ця теорія підтримується  тим, що концентрація кадмію в крові матерів протягом вагітності мала зворотній зв’язок з вагою новонароджених і прямий з внутрішньоутробною затримкою розвитку у жінок, які палять в порівнянні з жінками без такої шкідливої звички.

Наявність кадмію у новонароджених визначалась у волоссі, крові матері, пуповинній крові та плаценті і мала зворотній зв’язок з вагою новонароджених. При відсутності кальцифікації плаценти нижчу вагу новонароджених спостерігали при концентрації кадмію 0,3 ppm, а при наявності кальцифікації вага дітей зменшувалась з підвищенням концентрації кадмію у волоссі.

У вагітних жінок з Бангладеш  спостерігався зворотній зв’язок між підвищеною концентрацією кадмію в сечі та розміром плоду, визначеному за допомогою ультразвуку. Дослідники припустили, що в Бангладеш кадмій міститься у рисі, тому підвищена концентрація сполуки в сечі була спричинена преважним споживанням цього продукту.

Китайське когортне дослідження у 2009 році описало приблизно 100 дітей віком 4,5 років, у матерів яких перед тим визначали концентрацію кадмію в плаценті, крові, пуповині. Концентрація кадмію в пуповинній крові була вища у новонароджених з вагою менше 2500 грам.

Дослідники з Тайваню отримали схожі результати, беручи до уваги 289 пар мати-дитина. Підвищена концентрація кадмію в пуповинній крові пов’язувалась з маленьким розміром голови при народженні та зменшеним ростом, вагою, окружністю голови до віку 3 років. Інше дослідження показало, що кадмій в пуповинній крові призвів у новонароджених до зменшення росту, ваги та малості для гестаційного віку.

Дослідники з Південної Африки показали зворотній зв’язок між пренатальним впливом кадмію та низькою вагою при народженні в дівчат, але не в хлопчиків. Виявлено зворотній зв’язок між вмістом кадмію у сечі матерів в першому триместрі вагітності та розміром при народженні дівчаток, але не хлопчиків.

Китайські вчені не знайшли істотного зв’язку між вмістом кадмію в сечі матерів та маленькою вагою при народженні або маленькими параметрами при вагітності у плода. Був зв’язок між кадмієм і передчасними пологами. Інше дослідження в Китаї повідомило про зв’язок між рівнем кадмію в сироватці матері при вагітності та передчасними пологами, також зв’язок між концентрацією кадмію в сечі матерів та меншим розміром новонароджених дівчат, але не хлопчиків.

­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­Дослідження випадок-контроль з вивчення вроджених вад серця виявило зв’язок між вмістом кадмію у волоссі матерів від 25,85 нг/г або вище (співвідношення шансів 1,96, 95% ДІ 1,24-3,09).

Деякі дослідники зробили припущення, що цинкова добавка може бути корисною в зменшенні випадків малої ваги при народженні, пов’язаної з палінням. Цей підхід передбачає, що підвищена концентрація кадмію в плаценті витісняє з неї цинк, створюючи відносний дефіцит цинку, цим самим погіршуючи функції печінки. Інша група дослідників проаналізувала рівень кадмію та заліза протягом вагітності та перших двох років життя і припустила, що дефіцит заліза протягом вагітності, пов’язаний із зростанням навантаження вмісту кадмію на організм може підвищити поглинання кадмію.

Виявлено зворотний зв’язок між вмістом кадмію в сечі жінок, які палять та когнітивним розвитком дітей до 4 років. Серед 100 дітей віком 4,5 років від жінок, в яких  концентрація кадмію в плаценті, сироватці та пуповинній крові була вища IQ було зниженим. Інша група дослідників не знайшла обгрунтованого зв’язку між впливом кадмію протягом першого та третього триместрів вагітності та результатами тестування (пізнання, виконавча функція, увага) дітей віком 4 років. Вміст кадмію в крові матері протягом вагітності асоціювався з ожирінням у дітей. Динаміку ваги у дітей аналізували протягом перших 5 років.

Застосування препарату під час вигодовування:

У мишей кадмій, який передавався через молоко, вплинув на погіршення пам’яті та засвоєння, коли мишенята були протестовані в дорослому віці. У грудному молоці людини кадмій був виявлений в невеликих концентраціях, але цей вміст підвищувався, якщо мама або батько палили, або кадмій впливав на них при професійній діяльності.

Одне з досліджень повідомило, що концентрація кадмію в грудному молоці перші два місяці післяродового періоду була вищою у матерів, які не приймали залізо чи вітаміни. В дослідженні, яке вивчало молоко 57 жінок, концентрація кадмію в молоці корелювала з концентрацією кадмію в сечі матері. Одна група дослідників припустила, що концентрація 5 мкг/л або вище має розглядатися як індикатор підвищеного рівня кадмію (нормальний вміст менше 1 мкг/л). Дослідження в групі 170 жінок в Китаї на другому місяці лактації не виявило зв’язок між концентрацією кадмію в молоці та вагою немовлят, гестаційним віком чи статтю.  Однак, у новонароджених дівчат концентрація кадмію в молоці негативно корелювала з окружністю голови та вагою при народженні.

Вплив на фертильність (чоловіків та жінок):

Експерименти над тваринами дослідили токсичність кадмію для репродуктивної функції жінок. На високому рівні дозування та після тривалого впливу кадмій викликав судинні зміни та ішемічний некроз в яєчках. Дослідження з одноразовими низькими дозами виявило, що кадмій мав вибірковий вплив на формування сперматозоїдів, порушував вивільнення сперматозоїдів із  насіннєвого епітелію у щурів. Також в незначних дозах, що не пошкоджують функції яєчок, вплив кадмію на щурів асоціювався із зростанням кількості випадків пухлин простати.

Вчені з Бразилії в 2012 році,  експериментуючи на щурах, дослідили вплив кадмію на матір (10мг/л в питній воді) протягом всієї вагітності та лактації. Це негативно вплинуло на якість сперми самців в зрілому віці, виходячи з оцінки морфології, рухливості, підвищенням загибелі клітин в яєчках.

Дослідження щодо функції яєчок та ендокринної функції у чоловіків при професійному впливі кадмію досить обмежені і не дають чіткої оцінки токсичності  в цих робітників.

Одна група дослідників оцінила попередні дані і підтримала припущення про потенційну роль кадмію в етіології безпліддя, пов’язаного з варикоцеле. У чоловіків в Індії, які звернулись до репродуктивної клініки, концентрація кадмію в спермі не асоціювалась з порушенням показників сперми після корекції на вік, паління, індекс маси тіла, вміст свинцю, фталатів, вживання алкоголю.

У жінок та чоловіків, від яких наступила вагітність, преконцепційний рівень кадмію в сечі та крові не впливав на втрати вагітностей. В 37 неплідних чоловіків з Нігерії виявили асоціацію між концентрацією кадмію в плазмі та спермі і азооспермією/олігоспермією.

Адаптовано за матеріалами:

1. Інформаційна система Центру репродуктивної токсикології “Reprotox” (http://www.reprotox.org).

Адаптовано 03.06.2018 р.:
Перекладач – К.В. Колядко.
Перевірено – Е.Й. Пацкун, лікар-генетик, кандидат медичних наук, доцент кафедри неврології, нейрохірургії та психіатрії Ужгородського національного університету.

Переглянуто редакційною колегією 04.06.2018 р.