קדמיום היא מתכת עם זמן מחצית חיים ארוך שיכולה להיכנס לגוף תוך ניצול מנגנונים של מתכות אחרות ולהצטבר לאורך זמן. הרעלת קדמיום עלולה לפגוע במערכות שונות של הגוף - למשל הכליות או מע׳ הנשימה - ואף להוביל להתפתחות סרטן.
בשנות העשרה של המאה הקודמת התפרצה מגפה בקרב פועלי מכרות במחוז טויאמה ביפן. הסימפטום העיקרי היה כאבים עזים בפרקים ובעמוד השדרה, ושברים מרובים שנגרמו בקלות יתרה. השם שניתן למחלה היה בהתאם: Itai itai disease (אאוץ׳ = itai). רק כ-50 שנים מאוחר יותר, נמצא כי הגורם למחלה הוא הרעלת קדמיום.
קדמיום זו מתכת כבדה מקבוצה מספר 12 בטבלה המחזורית. בניגוד למתכות אחרות בעלות אותו מטען ואופי כימי דומה (כגון סידן, אבץ ומגנזיום), להן יש מגוון רחב של תפקידים פיזיולוגיים בגוף האדם, עד היום לא נמצא לקדמיום ולו תפקיד פיזיולוגי אחד.
למרות זאת, יש בגוף האדם קדמיום וזמן מחצית החיים שלו ארוך במיוחד - כ-30 שנים [1]. כלומר, אם היום יש בגופכם 100 מולקולות קדמיום ובהנחה שלא יכנס קדמיום נוסף, רק בעוד 30 שנים כמות הקדמיום בגופכם תרד ל-50 מולקולות. לשם השוואה, זמן מחצית חיים של אבץ בגופנו הוא פחות משנה. בנוסף, ההנחה שלא יכנס קדמיום נוסף הינה שגויה. מאחר וקדמיום יכנס, אך יצא לאט, ניתן להבין שלקדמיום יש פוטנציאל להצטבר.
הקדמיום נכנס לגוף כמו טרמפיסט מתוחכם. הדמיון הכימי שלו למתכות אחרות (בעיקר לסידן ואבץ) וחוסר היכולת של החלבונים בגופינו להבדיל ביניהם, משחק תפקיד חשוב בקליטת קדמיום בגוף [2]. הגוף לא מאפשר מעבר ״חופשי״ של חומרים אלא מווסת את התהליך על ידי חלבונים ספציפיים. ניקח את הסידן כדוגמה - ישנם חלבונים שתפקידם להכניס סידן לתאים וכאלה שתפקידם להוציא סידן (אלו יחדיו נקראים חלבוני נשא). ישנם חלבונים שתפקידם להוביל את הסידן בזרם הדם (למשל אלבומין) וישנם חלבונים בתאי העצם (אוסטאובלסטים ואוסטאוקלסטים) שעוברים בקרה בהתאם לרמות הסידן בגוף ומווסתים את בניית ופירוק העצם.
אם נחזור לכורים היפנים, הם שהו זמן רב במכרות ונחשפו לריכוזים גבוהים מאוד של קדמיום. הקדמיום ״ניצל״ את כל המנגנונים שתיארנו בכדי להיכנס לתאים שמווסתים את בניית ופירוק העצם, ושם הפריע לתהליך הוויסות שבין בניה לפירוק. בזרם הדם של הסובלים מהרעלת קדמיום אכן רואים ריכוז גבוה של סידן - תוצאה של פירוק מסיבי של העצם.
המנגנון המולקולרי המדויק שגורם לזה אינו ידוע, אך תחת ההנחה שהחלבונים שמעבירים וקושרים את הסידן והמתכות האחרות לא מבחינים בינן לבין הקדמיום, ניתן להסביר גם סימפטומים נוספים של ההרעלה:
אבץ, למשל, חשוב בתהליכים של שכפול DNA, אבל כאשר הקדמיום תופס את מקומו תהליך השכפול לא מבוקר כראוי, מה שעלול לגרום לסרטן. ואכן נמצא קשר בין ריכוזי קדמיום גבוהים לסוגי סרטן מסוימים, בין היתר סרטן הערמונית, השד והריאה [3].
חלק מחלבוני הנשא ינסו להעביר את הקדמיום אך יקשרו אותו באופן בלתי הפיך, ״ייתקעו״, ולמעשה יצאו משימוש, דבר שיגרום לפגיעה בתהליכים התלויים בחלבונים הללו. את הדוגמה הטובה ביותר לכך ניתן לראות בכליה שתפקידה לסננן את השתן. הקדמיום חוסם חלבונים שמעורבים בתהליך וכך פוגע בסינון הפסולת מהגוף.
לסיכום, הקדמיום הוא טרמפיסט לא רצוי שמנצל את מנגנוני הגוף ומשפיע על תהליכים פיזיולוגים בהם מעורבות מתכות אחרות. סימפטומים נוספים כוללים בעיות פוריות, בעיות פרקים, בעיות נשימה ועוד.
אם כך, אנו מבינים איך קדמיום נכנס לגוף וכיצד מתפתחים תסמיני הרעלת קדמיום, אבל למה זמן מחצית החיים שלו כל כך ארוך? הסיבה לכך נעוצה ככל הנראה בבררנות השונה של חלבוני הנשא המוציאים והמכניסים. ישנה הבחנה ברורה בין החלבונים המכניסים אבץ ואלו המוציאים אותו, ובעוד שהחלבונים המכניסים הם נתיב ההסתננות העיקרי של הקדמיום לתאים, מסתבר שהחלבונים מוציאי האבץ לא מסוגלים להוציא אותו [4], כך שהוא נשאר תקוע בתאים.
מקורות חשיפה לקדמיום כוללים בעיקר עישון סיגריות - ריכוז הקדמיום בדם גבוה פי שתיים בקרב מעשנים - ותעשייה כבדה שמזהמת מי תהום. מי התהום האלה משמשים לרוב לגידולים חקלאיים וכך גידולים שדורשים השקייה מרובה (אורז למשל) מכילים יותר קדמיום. חשוב לציין שעם ההכרה בבעיה וההבנה שיש להגביל חשיפה לקדמיום, הוגדרו הנחיות בטיחות לעבודה עם קדמיום ומקרים של הרעלה הינם נדירים.
בכל זאת, אם חלילה יש צורך בטיפול בהרעלת קדמיום - אין תרופת פלא. הטיפול הוא ע״י הפחתה של הקדמיום שהצטבר בגוף, בעזרת תזונה עשירה במתכות אחרות (כך שיחליפו את הקדמיום) ובויטמינים [5].