El cadmio es un metal tóxico que se encuentra en la naturaleza y que se expone con frecuencia a él en lugares de trabajo industriales, suelos de plantas y a través del tabaco. Debido a su baja exposición permisible en humanos, puede producirse una sobreexposición incluso en situaciones en las que solo se encuentran trazas de cadmio. El cadmio se utiliza ampliamente en galvanoplastia , aunque la naturaleza de la operación no suele provocar una sobreexposición. El cadmio también se encuentra en algunas pinturas industriales y puede representar un peligro cuando se pulveriza. Las operaciones que implican la eliminación de pinturas de cadmio mediante raspado o chorro de arena pueden suponer un peligro importante. El cadmio se utiliza principalmente en la fabricación de baterías recargables de NiCd. La principal fuente de cadmio es como subproducto del refinado del metal zinc. [1] Las exposiciones al cadmio se abordan en normas específicas para la industria en 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, como escalofríos, fiebre y dolores musculares, a los que a veces se denomina "la tristeza del cadmio". Los síntomas pueden desaparecer 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 en el pecho. [ cita requerida ]
Las complicaciones de la intoxicación por cadmio incluyen tos, anemia e insuficiencia renal (que puede provocar la muerte). [3] La exposición al cadmio aumenta las probabilidades de desarrollar cáncer . [4] De manera similar al zinc , la exposición prolongada a los vapores de cadmio puede causar anosmia de por vida . [ cita requerida ]
Uno de los principales efectos del envenenamiento por cadmio es la debilidad y fragilidad de los huesos. [3] Los huesos se ablandan ( osteomalacia ), pierden densidad mineral ósea ( osteoporosis ) y se debilitan. Esto produce dolor en las articulaciones y la espalda y aumenta el riesgo de fracturas. [ cita requerida ] El dolor en la columna y en las piernas es común, y a menudo se desarrolla una marcha de pato debido a las deformidades óseas causadas por la exposición prolongada al cadmio. El dolor finalmente 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 envenenamiento por cadmio, el mero peso corporal causa una fractura. [ cita requerida ]
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 tubular renal proximal. La disfunción tubular renal proximal causa hipofosfatemia , que conduce a debilidad muscular y, a veces, coma. También se produce hipercloremia . La disfunción renal también causa gota , una forma de artritis debido 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 está asociada con el desarrollo de cálculos renales. [ cita requerida ]
Fumar es una fuente importante de exposición al cadmio. Incluso pequeñas cantidades de cadmio provenientes del tabaco son altamente tóxicas para los seres humanos, ya que los pulmones absorben el cadmio con mayor eficiencia que el estómago. [5] El cadmio se emite al aerosol del cigarrillo electrónico (EC), pero, según los datos disponibles actualmente, el riesgo de cáncer a lo largo de la vida (LCR) calculado no supera 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 zonas industriales. La exposición ambiental al cadmio ha sido especialmente problemática en Japón , donde muchas personas han consumido arroz cultivado en agua de riego contaminada con cadmio. Este fenómeno se conoce como enfermedad de itai-itai . [8]
Las personas que viven cerca de vertederos de residuos peligrosos o fábricas que liberan cadmio al aire tienen el potencial de estar expuestas al cadmio presente en el aire. Sin embargo, numerosas regulaciones estatales y federales en los Estados Unidos controlan la cantidad de cadmio que puede liberarse al aire desde vertederos de residuos e incineradores, de modo que los sitios debidamente regulados no sean peligrosos. La población en general y las personas que viven cerca de vertederos de residuos peligrosos pueden estar expuestas al cadmio en alimentos, polvo o agua contaminados debido a liberaciones no reguladas o accidentales. Se aplican numerosas regulaciones y se utilizan controles de contaminación para prevenir dichas liberaciones. [ cita requerida ]
Algunas fuentes de fosfato en 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 los Estados Unidos, frente a 59 a 113 μg en varias áreas de Japón. [12] Un pequeño estudio de muestras de chocolate negro de primera calidad encontró que el 48% tenía altos niveles de cadmio, la fuente comúnmente era la presencia de cadmio en el suelo en el que se cultivaban. [13]
En los años 1950 y 1960, la exposición industrial al cadmio era alta, pero a medida que se hicieron evidentes los efectos tóxicos del cadmio, los límites industriales de exposición al cadmio se han reducido en la mayoría de los países industrializados y muchos responsables de las políticas coinciden en la necesidad de reducir aún más la exposición. Al trabajar con cadmio, es importante hacerlo bajo una campana extractora para protegerse de los humos peligrosos. Los rellenos de soldadura fuerte que contienen cadmio deben manipularse con cuidado. La exposición prolongada a los baños de galvanoplastia con cadmio ha provocado graves problemas de toxicidad.
Los trabajadores pueden estar expuestos al cadmio en el aire proveniente 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 metales que contienen cadmio. Aproximadamente 512.000 trabajadores en los Estados Unidos están cada año en entornos en los que puede haber exposición al cadmio. Sin embargo, se aplican normas 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 requerida ]
Los artistas que trabajan con pigmentos de cadmio , que se usan comúnmente en naranjas, rojos y amarillos fuertes, pueden ingerir fácilmente y por accidente cantidades peligrosas, en particular si usan los pigmentos en forma seca, como con 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 más comunes.
En febrero de 2010, se encontró cadmio en toda una línea de joyas exclusivas de Miley Cyrus en Wal-Mart . Los dijes fueron analizados a pedido 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 analizar los productos que ya estaban en sus estanterías". [14]
El 4 de junio de 2010, se detectó cadmio en la pintura utilizada en vasos promocionales de la película Shrek Forever After , vendidos por McDonald's Restaurants, lo que provocó el retiro 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 sobre el Cáncer ; [4] Grupo 2a, según la Agencia de Protección Ambiental (EPA); y un carcinógeno 1B según la clasificación de la Agencia Europea de Sustancias Químicas . [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 al ADN nuclear. Este estrés oxidativo hace que la célula afectada fabrique grandes cantidades de citocinas inflamatorias . [18] [19]
La inhalación de polvo cargado de cadmio provoca rápidamente problemas en las vías respiratorias y los riñones que pueden ser fatales (a menudo debido a insuficiencia renal ). La ingestión de cualquier cantidad significativa de cadmio causa intoxicación inmediata y daños al hígado y los riñones. Los compuestos que contienen cadmio también son cancerígenos . [20]
El aumento de las concentraciones de beta-2 microglobulina urinaria puede ser un indicador temprano de disfunción renal en personas expuestas crónicamente a niveles bajos pero excesivos de cadmio ambiental. La prueba de beta-2 microglobulina urinaria es un método indirecto para medir la exposición al cadmio. En algunas circunstancias, la Administración de Seguridad y Salud Ocupacional requiere la 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 tejido orgánico (pulmón, hígado, riñón) pueden ser útiles en muertes resultantes de intoxicación aguda o crónica. Las concentraciones de cadmio en personas sanas sin exposición excesiva al cadmio son generalmente 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 suelen tener niveles de cadmio en sangre u orina de entre 25 y 50 μg/L o de entre 25 y 75 μg/g de creatinina, respectivamente. Estos rangos suelen ser de entre 1000 y 3000 μg/L y de entre 100 y 400 μg/g, respectivamente, en los supervivientes de una intoxicación aguda y pueden ser sustancialmente más altos en los casos mortales. [22] [23]
Una persona con intoxicación por cadmio debe buscar atención médica inmediata, tanto para tratamiento como para cuidados de apoyo . [24]
En caso de exposición no crónica por ingestión , los eméticos o el lavado gástrico poco después de la exposición pueden descontaminar de forma beneficiosa el sistema gastrointestinal. El carbón activado sigue sin demostrarse. [25] Los CDC de EE. UU. no recomiendan la terapia de quelación , [25] en parte porque la quelación puede acentuar el daño renal . [24]
En el caso de una exposición prolongada, hay pruebas considerables de que el quelante tradicional EDTA puede reducir la carga total de cadmio del organismo. Los antioxidantes administrados de forma conjunta , incluido el glutatión nefroprotector , parecen mejorar la eficacia. En el caso de los pacientes con riñones extremadamente frágiles, hay pruebas limitadas que sugieren que el sudor de la sauna puede excretar el metal de forma diferencial. [24]
En un caso de intoxicación masiva por cadmio ocurrido en Japón, se observó una marcada prevalencia de complicaciones óseas en mujeres mayores posmenopáusicas ; sin embargo, la causa de este fenómeno no se entiende completamente y se está investigando. La intoxicación por cadmio en mujeres posmenopáusicas puede dar lugar a 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 apuntan al daño de las mitocondrias de las células renales por el cadmio como un factor clave de la enfermedad. [27]
Un experimento realizado a principios de la década de 1960 que incluyó la pulverización de cadmio sobre Norwich fue desclasificado en 2005 por el gobierno del Reino Unido, como lo documenta un artículo de BBC News. [28]