KadmKadm (symbol: Cd) to pierwiastek chemiczny należący do 12. grupy układu okresowego. Został odkryty w 1817 roku przez niemieckiego chemika Fredricha Stromeyera. Pierwiastek ten znajduje liczne zastosowania w wielu dziedzinach przemysłu, dla organizmu człowieka jest jednak niebezpieczny. Zalicza się go bowiem do grupy metali ciężkich.

Charakterystyka kadmu

Kadm posiada masę atomową 112,411 u, zaś jego liczba atomowa wynosi 48. Szacuje się, że temperatura topnienia wynosi około 320,9 stopni Celsjusza, natomiast temperatura jego wrzenia około 765 stopni Celsjusza. Na powietrzu spala się do tlenku CdO. W związkach chemicznych kadm występuje na +2 stopniu utlenienia. Pierwiastek ten nie występuje w stanie wolnym, najczęściej towarzyszy rudom cynku.

Zastosowanie kadmu

Kadm wykorzystuje się między innymi do otrzymywania powłok antykorozyjnych, łatwo topliwych stopów, elektrod w bateriach Ni-Cd oraz pochłaniaczy neutronów w reaktorach atomowych. Ponadto stanowi dodatek zwiększający wytrzymałość mechaniczną miedzianych przewodów elektrycznych. Kadm jest także składnikiem wielu pigmentów i barwników, a jego związki wykorzystuje się przy produkcji monitorów oraz jako stabilizatory PVC.

Toksyczność kadmu

W środowisku naturalnym kadm występuje przede wszystkim jako efekt uboczny spalania w sektorach komunalnych, mieszkaniowych i przemysłowych. Toksyczność kadmu wiąże się z jego dużym powinowactwem do wielu grup chemicznych. Tworzy on wiązania kowalencyjne i jonowe między innymi z atomami tlenu, wodoru czy siarki, które powszechnie występują w organizmie człowieka.

W przypadku roślin kadm przedostaje się do ich wnętrza poprzez system korzeniowy, a także liście. Niektóre rośliny wytworzyły system obronny chroniący je przed nadmiernym obciążeniem tym pierwiastkiem, a jeszcze inne posiadają mocny mechanizm detoksykacyjny, który pozwala na tolerancję wysokiego stężenia tego metalu wewnątrz komórek roślinnych. Niestety, większość roślin pozostaje wrażliwa na szkodliwe działanie kadmu, czego efektem jest:

  • obniżenie przepuszczalności błon komórkowych;
  • upośledzenie czynności większości enzymów roślinnych;
  • wypieranie niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania roślin jonów wapnia, co skutkuje znacznym zaburzeniem homeostazy;
  • znaczne nasilenie stresu oksydacyjnego w komórkach roślinnych.

Kadm może przedostawać się do zbiorników wodnych, przez co z łatwością dociera do coraz wyższych poziomów piramidy troficznej. Do organizmu ludzkiego kadm przedostaje się głównie drogą pokarmową, choć niektóre zawody narażone są na jego szkodliwe działanie w powietrzu. Sugeruje się również, że pewne ilości kadmu przenikają do organizmu podczas palenia papierosów.

Kadm w organizmie człowieka

Omawiany pierwiastek nie jest obojętny biologicznie. Łatwo gromadzi się w wątrobie i nerkach, mogąc uszkadzać te organy. Wprawdzie wątroba posiada pewne mechanizmy obronne, w efekcie których wiąże kadm z metalotioneinami (MT) w kompleksy, które następnie są neutralizowane. Jednak przy niewystarczającej syntezie MT kompleksy te mogą przedostać się do krwi i następnie do nerek. W nerkach kadm uszkadza proksymalne cewki nerkowe i obniża efektywność filtracji kłębuszkowej.

Wdychanie oparów kadmu może powodować poważne uszkodzenie płuc. Dłuższe wdychanie go przyczynia się do powstania zaburzeń oddechowych, obrzęku płuc i niewydolności oddechowej. Z kolei po przedostaniu się do układu trawiennego uszkadza błonę śluzową żołądka. Organizm wydala go bardzo powoli.

Dodatkowo uważa się, że kadm wykazuje działanie kancerogenne, czyli rakotwórcze. Podobnie jak w przypadku roślin, pierwiastek ten może aktywować reaktywne formy tlenu zwiększając stres oksydacyjny i prowadząc to zwiększenia ryzyka rozwoju wielu chorób. Pozostałe szkodliwe efekty działania kadmu w organizmie obejmują:

  • zaburzenia czynności komórek mięśni gładkich naczyń krwionośnych, a tym samym zwiększenie ryzyka m.in. miażdżycy;
  • obniżanie kurczliwości serca, zmniejszenie pojemności minutowej i wyrzutowej;
  • powstawanie reakcji zapalnych w jądrach, zmniejszenie syntezy testosteronu;
  • znaczne obniżanie syntezy kolagenu;
  • redukcję absorpcji wapnia w układzie pokarmowym.

Głównym źródłem tego metalu ciężkiego w diecie człowieka są ryby, mięso, owoce, warzywa i produkty zbożowe uprawiane i hodowane na narażonych obszarach. Szacuje się, że aż 75% kadmu w codziennej diecie pochodzi z produktów roślinnych. Ciekawostką jest, że obecność w codziennej diecie białka, a także innych metali, np. cynku lub miedzi, zmniejsza intensywność wchłaniania kadmu z przewodu pokarmowego.

Bibliografia

  1. Czeczot H., Majewska M., Kadm – zagrożenie i skutki zdrowotne, Praktyczna Fizjoterapia, 4/2010.
  2. Czeczot H., Skrzycki M., Kadm – pierwiastek całkowicie zbędny dla organizmu, Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej, 64/2010.
  3. Fischer A., Brodziak-Dopierała B., Steuer M., Rajczykowski K., Kowol J., Zawartość kadmu w roślinach przyprawowych dostępnych na rynku i uprawianych indywidualnie, 1/2017.
  4. Kaczyńska A., Zajączkowski M., Grzybiak M., Toksyczny wpływ kadmu na rośliny i człowieka, Annales Academiae Medicae Gedanensis, 45/2015.
Chlorella w tabletkach z rozerwaną ścianą komórkową
Chlorella posiada właściwości przeciwbakteryjne, przeciwwirusowe i przeciwgrzybiczne nie wpływając przy tym na florę fizjologiczną. Bardzo dokładnie usuwa toksyny z organizmu ...
Zobacz tutaj ...