El cadmio es un metal tóxico natural con exposición común en lugares de trabajo industriales, suelos de plantas y por fumar. Debido a su baja exposición permitida en humanos, puede producirse una sobreexposición incluso en situaciones en las que se encuentran trazas de cadmio. El cadmio se utiliza ampliamente en la galvanoplastia , aunque la naturaleza de la operación generalmente no conduce a una sobreexposición. El cadmio también se encuentra en algunas pinturas industriales y puede representar un peligro cuando se rocía. Las operaciones que implican la eliminación de pinturas de cadmio mediante raspado o granallado pueden representar un peligro importante. El uso principal del cadmio es en la fabricación de baterías recargables de NiCd. La fuente principal de cadmio es el subproducto del refinado del zinc metálico. [1] Las exposiciones al cadmio se abordan en normas específicas para la industria general, el empleo en astilleros, la industria de la construcción y la industria agrícola. [2]
La exposición aguda a los vapores de cadmio puede causar síntomas similares a los de la gripe, incluidos escalofríos, fiebre y dolores musculares, a veces denominados "la tristeza del cadmio". Los síntomas pueden resolverse después de una semana si no hay daño respiratorio. Las exposiciones más graves pueden causar traqueobronquitis, neumonitis y edema pulmonar . Los síntomas de inflamación pueden comenzar horas después de la exposición e incluyen tos, sequedad e irritación de la nariz y la garganta, dolor de cabeza, mareos, debilidad, fiebre, escalofríos y dolor de pecho. [ cita necesaria ]
Las complicaciones del envenenamiento por cadmio incluyen tos, anemia e insuficiencia renal (que puede provocar la muerte). [3] La exposición al cadmio aumenta las posibilidades de desarrollar cáncer . [4] Al igual que el zinc , la exposición prolongada a los vapores de cadmio puede causar anosmia de por vida . [ cita necesaria ]
Uno de los principales efectos del envenenamiento por cadmio es la debilidad y fragilidad de los huesos. [3] Los huesos se vuelven blandos ( osteomalacia ), pierden densidad mineral ósea ( osteoporosis ) y se debilitan. Esto provoca dolor en las articulaciones y la espalda y aumenta el riesgo de fracturas. [ cita necesaria ] El dolor en la columna y las piernas es común, y a menudo se desarrolla una marcha como pato debido a las deformidades óseas causadas por la exposición prolongada al cadmio. El dolor eventualmente se vuelve debilitante y las fracturas se vuelven más comunes a medida que el hueso se debilita. Puede producirse una deformación permanente en los huesos. [3] En casos extremos de intoxicación por cadmio, el mero peso corporal provoca una fractura. [ cita necesaria ]
El daño renal causado por el envenenamiento por cadmio es irreversible. Los riñones pueden encogerse hasta un 30 por ciento. Los riñones pierden su función de eliminar ácidos de la sangre en la disfunción del túbulo renal proximal. La disfunción del túbulo renal proximal provoca hipofosfatemia , lo que lleva a debilidad muscular y, en ocasiones, coma. También se produce hipercloremia . La disfunción renal también provoca gota , una forma de artritis debida a la acumulación de cristales de ácido úrico en las articulaciones debido a la alta acidez de la sangre ( hiperuricemia ). La exposición al cadmio también se asocia con el desarrollo de cálculos renales. [ cita necesaria ]
Fumar es una fuente importante de exposición al cadmio. Incluso pequeñas cantidades de cadmio provenientes del tabaco son altamente tóxicas para los humanos, ya que los pulmones absorben el cadmio de manera más eficiente que el estómago. [5] El cadmio se emite en el aerosol del cigarrillo electrónico (EC), pero, según los datos actualmente disponibles, el riesgo de cáncer de por vida (LCR) calculado no excede el límite de riesgo aceptable. [6] [7]
La acumulación de niveles de cadmio en el agua, el aire y el suelo se ha producido especialmente en las zonas industriales. La exposición ambiental al cadmio ha sido particularmente problemática en Japón , donde muchas personas han consumido arroz cultivado en agua de riego contaminada con cadmio. Este fenómeno se conoce como enfermedad itai-itai . [8]
Las personas que viven cerca de sitios de desechos peligrosos o fábricas que liberan cadmio al aire tienen el potencial de exponerse al cadmio en el aire. Sin embargo, numerosas regulaciones estatales y federales en los Estados Unidos controlan la cantidad de cadmio que se puede liberar al aire desde los sitios de desechos e incineradores para que los sitios debidamente regulados no sean peligrosos. La población general y las personas que viven cerca de sitios de desechos peligrosos pueden estar expuestas al cadmio en alimentos, polvo o agua contaminados debido a liberaciones accidentales o no reguladas. Se aplican numerosas regulaciones y el uso de controles de contaminación para prevenir tales emisiones. [ cita necesaria ]
Algunas fuentes de fosfato en los fertilizantes contienen cadmio en cantidades de hasta 100 mg/kg, [9] [10] , lo que puede provocar un aumento de la concentración de cadmio en el suelo (por ejemplo, en Nueva Zelanda). [11]
Los alimentos son otra fuente de cadmio. Las plantas pueden contener cantidades pequeñas o moderadas en áreas no industriales, pero se pueden encontrar niveles altos en el hígado y los riñones de animales adultos. La ingesta diaria de cadmio a través de los alimentos varía según la región geográfica. Se informa que la ingesta es de aproximadamente 8 a 30 μg en Europa y Estados Unidos, frente a 59 a 113 μg en varias zonas de Japón. [12] Un pequeño estudio de muestras de chocolate amargo de primera calidad encontró que el 48% tenía altos niveles de cadmio, siendo la fuente comúnmente la presencia de cadmio en el suelo en el que se cultivaron. [13]
En las décadas de 1950 y 1960, la exposición industrial al cadmio era alta, pero a medida que los efectos tóxicos del cadmio se hicieron evidentes, los límites industriales a la exposición al cadmio se redujeron en la mayoría de las naciones industrializadas y muchos responsables políticos coinciden en la necesidad de reducir aún más la exposición. Al trabajar con cadmio, es importante hacerlo bajo una campana extractora para protegerse contra vapores peligrosos. Los rellenos para soldadura fuerte que contienen cadmio deben manipularse con cuidado. Se han producido graves problemas de toxicidad como resultado de la exposición prolongada a baños de cadmio.
Los trabajadores pueden estar expuestos al cadmio en el aire procedente de la fundición y refinación de metales , o del aire en plantas que fabrican productos con cadmio como baterías , revestimientos o plásticos . Los trabajadores también pueden estar expuestos al soldar o soldar metal que contiene cadmio. Aproximadamente 512.000 trabajadores en los Estados Unidos se encuentran cada año en entornos donde puede ocurrir exposición al cadmio. Sin embargo, se aplican regulaciones que establecen niveles permisibles de exposición para proteger a los trabajadores y garantizar que los niveles de cadmio en el aire estén considerablemente por debajo de los niveles que se cree que producen efectos nocivos. [ cita necesaria ]
Los artistas que trabajan con pigmentos de cadmio , que se usan comúnmente en naranjas, rojos y amarillos fuertes, pueden fácilmente ingerir accidentalmente cantidades peligrosas, particularmente si usan los pigmentos en forma seca, como con los pasteles de tiza , o al mezclar sus propias pinturas.
El cadmio se utiliza en baterías de níquel-cadmio ; Estos son algunos de los productos a base de cadmio más populares y comunes.
En febrero de 2010, se encontró cadmio en una línea completa de joyas exclusivas de Miley Cyrus de Wal-Mart . Los amuletos fueron probados a instancias de Associated Press y se descubrió que contenían altos niveles de cadmio. Wal-Mart no dejó de vender las joyas hasta el 12 de mayo porque "sería demasiado difícil probar los productos que ya están en sus estanterías". [14]
El 4 de junio de 2010, se detectó cadmio en la pintura utilizada en los vasos promocionales de la película Shrek Forever After , vendidos por los restaurantes McDonald's , lo que provocó una retirada del mercado de 12 millones de vasos. [15]
El cadmio es un contaminante industrial y ambiental extremadamente tóxico clasificado como carcinógeno humano: Grupo 1, según la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer ; [4] Grupo 2a, según la Agencia de Protección Ambiental (EPA); y un carcinógeno 1B según la clasificación de la Agencia Europea de Productos Químicos . [16] [17]
Dentro de las células, los iones de cadmio actúan como un generador catalítico de peróxido de hidrógeno . Este aumento repentino de peróxido de hidrógeno citosólico provoca un aumento de la peroxidación lipídica y, además, agota las reservas de ascorbato y glutatión . El peróxido de hidrógeno también puede convertir los grupos tiol de las proteínas en ácidos sulfónicos no funcionales y también es capaz de atacar directamente el ADN nuclear. Este estrés oxidativo hace que la célula afectada fabrique grandes cantidades de citoquinas inflamatorias . [18] [19]
La inhalación de polvo cargado de cadmio provoca rápidamente problemas en las vías respiratorias y en los riñones que pueden ser mortales (a menudo por insuficiencia renal ). La ingestión de cualquier cantidad significativa de cadmio causa envenenamiento inmediato y daño al hígado y los riñones. Los compuestos que contienen cadmio también son cancerígenos . [20]
Las concentraciones elevadas de microglobulina beta-2 en orina pueden ser un indicador temprano de disfunción renal en personas crónicamente expuestas a niveles bajos pero excesivos de cadmio ambiental. La prueba de microglobulina beta-2 en orina es un método indirecto para medir la exposición al cadmio. En algunas circunstancias, la Administración de Seguridad y Salud Ocupacional exige pruebas de detección de daño renal en trabajadores con exposición prolongada a altos niveles de cadmio. [21] Las concentraciones de cadmio en sangre u orina proporcionan un mejor índice de exposición excesiva en situaciones industriales o después de una intoxicación aguda, mientras que las concentraciones de cadmio en los tejidos de órganos (pulmones, hígado, riñones) pueden ser útiles en muertes resultantes de una intoxicación aguda o crónica. Las concentraciones de cadmio en personas sanas sin exposición excesiva al cadmio generalmente son inferiores a 1 μg/L en sangre u orina. Los índices de exposición biológica de la ACGIH para los niveles de cadmio en sangre y orina son 5 μg/L y 5 μg/g de creatinina, respectivamente, en muestras aleatorias. Las personas que han sufrido daño renal debido a la exposición crónica al cadmio a menudo tienen niveles de cadmio en sangre u orina en un rango de 25 a 50 μg/L o 25 a 75 μg/g de creatinina, respectivamente. Estos rangos suelen ser de 1.000 a 3.000 μg/l y de 100 a 400 μg/g, respectivamente, en los supervivientes de una intoxicación aguda y pueden ser sustancialmente mayores en casos mortales. [22] [23]
Una persona con intoxicación por cadmio debe buscar atención médica inmediata, tanto para tratamiento como para cuidados de apoyo . [24]
Para una exposición ingerida no crónica , los eméticos o el lavado gástrico poco después de la exposición pueden descontaminar beneficiosamente el sistema gastrointestinal. El carbón activado aún no ha sido probado. [25] Los CDC de EE. UU. no recomiendan la terapia de quelación , [25] en parte porque la quelación puede acentuar el daño renal . [24]
Para una exposición a largo plazo, hay evidencia considerable que indica que el quelante tradicional EDTA puede reducir la carga total de cadmio del cuerpo. Los antioxidantes coadministrados , incluido el glutatión nefroprotector , parecen mejorar la eficacia. Para pacientes con riñones extremadamente frágiles, la evidencia limitada sugiere que el sudor de la sauna puede excretar el metal de manera diferente. [24]
En una intoxicación masiva por cadmio en Japón, se ha observado una marcada prevalencia de complicaciones esqueléticas en mujeres posmenopáusicas de mayor edad ; sin embargo, la causa del fenómeno no se comprende completamente y está bajo investigación. La intoxicación por cadmio en mujeres posmenopáusicas puede provocar un mayor riesgo de osteoporosis. Las investigaciones actuales han señalado una desnutrición general, así como un metabolismo deficiente del calcio relacionado con la edad de las mujeres. [26] Los estudios señalan que el daño de las mitocondrias de las células renales por el cadmio es un factor clave de la enfermedad. [27]
Un experimento realizado a principios de la década de 1960 que involucraba la fumigación de cadmio sobre Norwich fue desclasificado en 2005 por el gobierno del Reino Unido, como se documenta en un artículo de BBC News. [28]