Seminarieuppgift Miljömedicin/epidemiologi Läkarprogrammet T4, Ht-08 Kadmium -hur farligt är det?



Relevanta dokument
Seminarierapport Miljömedicin/Epidemiologi. Basgrupp 7 C. Aulin, P. Eriksson, A. Hallén, M. Hultén, D. Lönn, C. Påhlman, K.

Seminarieuppgift Miljömedicin - Kadmium

Arbets- och miljömedicin Lund

Läkarprogrammet. Hälsouniversitetet KADMIUM. Basgrupp 2

Kadmium 1 (8) Z Alasadi, P Andersson, A Dahlqvist, L Hasselberg, K Ivars, E Levin, A Ravell-Jensen, E Zettersten

Kadmium Strimmagrupp 8, VT10

Patofysiologi vid kronisk njursvikt. Mathias Haarhaus Njurmedicinska kliniken Universitetssjukhuset Linköping

MHR13: Metaller i dricksvatten och livsmedel Marika Berglund

Nervsystemet hos diande råttungar påverkas av kadmium

Hälsouniversitetet, Linköping. Läkarprogrammet KADMIUM. Basgrupp 7

Lund. Biologisk övervakning av exponering för personal inom marksanering en pilotstudie. Rapport nr 17/2014

Cover Page. The handle holds various files of this Leiden University dissertation.

Vätskebalansen och syra-basbalansen. Vätske- och syra-basbalansen. Innehåll Människan: biologi och hälsa SJSE11

C Kol H Väte. O Syre. N Kväve P Fosfor. Ca Kalcium

Vilka mekanismer är viktiga för att upprätthålla rätt järnnivå i kroppen?

Ylva Sjöström 1) och Anna Lennquist 2)

Mineraler. Begreppen mineraler och spårämnen

Arbets- och miljömedicin vid Norrlands

SELENOPROTEINER. Elin Ander, Malin Andersson, Sara Franzén och Helena Skröder

Konstnärer - rena giftspridarna

Hotet från kadmium allt högre halter i den svenska åkermarken

Upplagring, överskott, dysfunktion, sjuk. Ingen kedja är starkare än den svagaste länken. Uttömning, brist, dysfunktion, sjuk

Arbets- och miljömedicin Lund

Invärtesmedicin för fysioterapeuter Njursjukdomar

MEDICINSK KONTROLL VID KADMIUMARBETE

VITAMINER MINERALER. Dagens program. Vitaminer

Äldre och njurfunktion - att tänka på vid val av läkemedel. Gudrun Malmsten Med kliniken USÖ

Farmakokinetik - distributionsvolym. Farmakokinetik - distributionsvolym. Farmakokinetik - distributionsvolym. Farmakokinetik - distributionsvolym

Miljömedicinsk bedömning av hälsorisker hos människa på grund av rödfyrshögar i Västra Götaland. Göteborg den 27 februari 2004

Centrala Barnhälsovården Skaraborg Primärvården,

Doknr. i Barium Dokumentserie Giltigt fr o m Version su/med RUTIN Magnesium, fosfat och calcium - riktlinjer på BIVA

och medelålders kvinnor

Farmakodynamik och Farmakokinetik

Hur står det till med matfisken i Norrbotten?

Anatomi -fysiologi. Anatomy & Physiology: Kap. 18 The endocrine system (s ) Dick Delbro. Vt-11

Uppföljning av patienter med nedsatt njurfunktion. Hur används Ferritin och PTH?

Lösningsmedel är farliga

År 2008 så kollar vi cancerregistret för att se i vilka av de i vår kohort som fått lungcancer.

GUIDE TILL FARLIGT AVFALL

Motstridiga mål och regler - vad gäller?(?) 22 november 2011 Annika Nilsson

Xenobiotikas öde i organismen

Anatomi -fysiologi. Anatomy & Physiology: Kap. 27 ( ): Fluid, Electrolyte, and Acid-Bace Balance. Dick Delbro. Vt-11

Farmakokinetik - distributionsvolym. Farmakokinetik - distributionsvolym. Farmakokinetik - distributionsvolym

Arsenik i dricksvatten i enskilda brunnar

Klinisk medicin somatisk ohälsa och sjukdom Provmoment: Tentamen 1 Ladokkod: Tentamen ges för: SSK14

Peter Fors Alingsås Lasare2

Molybden (Mb) Brist på molybden kan resultera i strupcancer, karies, impotens och depression, trötthet och förvirring.

KOST. Fredrik Claeson, Leg. Sjukgymnast Winternet

Njurinflammation/ glomerulonefrit av typen IgA-nefrit och IgA-vaskulit

Information om ersättningsbehandling med hydrokortison vid binjurebarksvikt.

Njuren Blodtryck. Peter Fors Alingsås Lasarett

ÄR DET FARLIGT ATT VALLA SKIDOR? Helena Nilsson MTM Forskningscentrum Örebro universitet

Radon och dess hälsoeffekter

Leverns Struktur. Leverlobulus. Portatrakt. Centralven. V. Porta tillför Näringsämnen Hormoner. A.hepatica Tillför O 2.

TUNGMETALLER RAKT UT I FARSTAVIKEN INFORMATIONSMÖTE OM FARSTAVIKEN OCH UTSLÄPP AV MILJÖGIFTER

SÅ TAR DU FOSRENOL (lantankarbonathydrat)

Att ha kunskap om immunsystemets uppbyggnad och funktion

MAT OCH HÄLSA. Hem- och konsumentkunskap år 8

Patologi Robbins Basic Pathology

Symptom. Stamcellsforskning

Vad har njurmedicinare för nytta av att analysera proteiner i urin? Gregor Guron, docent, överläkare Njurmedicin, Sahlgrenska universitetssjukhuset

Målbeskrivning i Njurmedicin för blivande internmedicinare

Njurfunktionsskattning och njursjukdomsepidemiologi i SLL (SCREAM) Peter Bárány

Information om strålskydd vid kärnkraftsolycka

Exponering och hälsoeffekter i Glasriket

Farmakokinetik. Innehåll - Farmakokinetik. Farmakokinetik 9/7/2016. Definition Administrationsvägar ADME

Metaller i dricksvatten: Hur kan det påverka vår hälsa? Maria Kippler

Hälsorisker med kadmium hos barn

Makrocytär anemi. Diagnostik och behandling

Utbildning oljeavskiljare Åke Stenqvist

Inflammationsanemi. Torbjörn Karlsson. Uppsala Universitet HT 2015

Xxxxx Medicinska kontroller i arbetslivet

Riktlinjer för behandling av kronisk njursvikt

Miljömedicinskt yttrande: Förorenad mark på Fjugesta 2:212 Lekebergs kommun

förstå din katts njurhälsa

Vitaminer, mineraler och Antioxidanter

PRODUKTRESUMÉ. 1 LÄKEMEDLETS NAMN Addaven koncentrat till infusionsvätska, lösning

, Version 1.1 OFFENTLIG SAMMANFATTNING AV RISKHANTERINGSPLANEN

Bilaga 4. Riskfraser som gör ämnen till utfasningsämnen eller prioriterade riskminskningsämnen

1. NAMN PÅ ÄMNET/PREPARATET OCH BOLAGET/FÖRETAGET

Kemiska ämnen som vi behöver

Basgrupp 9. Jenny Berggren Nina Fjellström Joakim Hansson Jerker Karlsson Oskar Lundgren Elise Vallberg Susanne Wilhelms

2. Klimatförändringar hänger ihop med rättvisa och fred i världen. År 2009 samlades FN för ett möte om klimatförhandlingar. Var hölls det mötet?

Apotekets råd om. Vitaminer och mineraler

Bly MILJÖFÖRVALTNINGEN. Handläggare: Maria Pettersson Telefon: Till Miljö- och hälsoskyddsnämnden p.23

Obefintligt stöd för slamspridning

Bilaga 6.1. Metodbeskrivning för beräkning av riktvärden

ARBETARSKYDDSSTYRELSENS FÖRFATTNINGSSAMLING

Omtentamen NMET1 vt-2012, datum 16/ (totalt 61 p)

Aktuell forskning och behandling av AAT-brist. Eeva Piitulainen Adj professor/överläkare Lung-och allergisektionen Skånes universitetssjukhus Malmö

4.1 Terapeutiska indikationer Lindrig och medelsvår ulcerös kolit. Proktit och proktosigmoidit.

Exponering för svavelväte och bestående effekter en riskvärdering

egfr NÅGOT ATT RÄKNA MED

Bipacksedel: Information till patienten. Duosol Kalium 2 mmol/l hemofiltrationsvätska

OFFENTLIG SAMMANFATTNING AV RISKHANTERINGSPLANEN

Farmakokinetik - 2-kompartment modell. Farmakokinetik - 2-kompartment modell

Dricksvatten. Kristina Jakobsson Arbets-och miljömedicin, Lund. Skånes miljö- och hälsoskyddsförbund Åkersberg

Information till dig som får behandling med ZALTRAP (aflibercept)

Systematisk information-ett blytungt argument?

WHO = World Health Organization

Transkript:

Seminarieuppgift Miljömedicin/epidemiologi Läkarprogrammet T4, Ht-08 Kadmium -hur farligt är det? Niclas Gran Ylva Hannerz Camilla Magnhagen Marcus Permert Emma Salander Mårten Svensson

Kadmium (Cd) Vad är kadmium och var finns det Kadmium (Cd) är ett metalliskt grundämne som finns spritt i jordskorpan, ofta i låga halter i förening med zink och i mineralet zinkblände samt fosfor. Kadmium är mjukt, smidbart och silvervitt och finns naturligt som åtta stabila isotoper som alla är motståndskraftiga mot nedbrytning (1). Till skillnad mot flera andra metalliska miljöföroreningar är kadmium ett relativt modernt toxiskt agens (2). Användningen av kadmium har varierat beroende på tekniska, ekonomiska och miljömässiga faktorer. Tidigare användes metallen framförallt används till ytbehandling, framställning av nickel-kadmiumceller i uppladdningsbara batterier, som färgpigment, och som stabilisatorer för plaster och legeringar. Sedan 1982 är det dock förbjudet att använda kadmium och dess föreningar i plaster, färgpigment och för ytbehandling. Detta har lett till att kadmiumutsläpp från svenska källor har avtagit och den största förorenande kadmiumkällan idag i Sverige kommer från nickel-kadmiumbatterier som felaktigt slängts i hushållssoporna men kadmium utgör också en komponent i en del biobränslen (1, 3). Kadmium är inte ett livsnödvändigt grundämne för organismer utan är giftigt för alla former av liv vid för höga koncentrationer. Både metallen, särskilt i finfördelad form, dess ånga och dess salter är giftiga. Åkerjordar kan utsättas för höga koncentrationer av metallen genom förorenat fosfatgödsel och bevattningsvatten eller genom att förorenad luft deponeras i marken. Den tas upp i växternas rotsystem i jonform, antingen passivt eller i utbyte mot bly. Markens surhetsgrad har betydelse för upptaget genom att kadmiums löslighet ökar med sjunkande ph vilket gör att mer kadmium kan lösas i grundvattnet i en sur miljö, och därmed också tas upp av växter i större omfattning. Metallen har en stor förmåga att anrikas uppåt i näringskedjan (1). Absorption och omsättning i kroppen En absorberad tungmetall transporteras främst i är blodet. Hur den exakt beter sig (dess kinetik) beror av metallens diffunderingförmåga, proteinbindning, hastighet för biotransformation, tillgänglighet för intracellulära ligander och en del andra faktorer (9). De två huvudsakliga vägarna människor får i sig kadmium är via inhalering (lungor) och intag via födan (gastrointestinalkanalen, GI-kanalen). Upptaget via luftvägarna är effektivare än det via GI-kanalen. Ungefär 50% av inhalerat kadmium tas upp jämfört med 3-8% av det som äts (4). Eftersom kadmium anrikas i växter kan människor få i sig stora mängder via födan, tex från vete, ris, rotfrukter och andra grönsaker, men en betydande del kan också tas upp via intag av skaldjur, inälvsmat, svamp, kakao och olika fröer som alla kan innehålla stora mängder kadmium (3). Yrkesmässig exponering för kadmium via inandning bidrar inte längre till någon betydande del av kadmiumintaget hos människor. Men eftersom tobaksplantan är en växt med hög benägenhet att anrika kadmium exponeras vi fortfarande för stora mängder kadmium via tobaksrök (1). Till följd av detta har rökare visat sig ha 4-5 gånger högre kadmiumhalt i blodet än icke-rökare.(3) Absorptionen av kadmium via GI-kanalen sker primärt i duodenum och tidiga jejunum. Flera olika dietära element t.ex. Fe, Zn, Ca och matens proteininnehåll, kan starkt påverka absorptionen av kadmium, eftersom en hypotes säger att kadmium tas upp från GI-kanalen mha samma transportproteiner som medverkar vid upptaget av in olika dietära metaller och

mineraler. En brist på dessa ämnen skulle därmed öka upptaget av kadmium genom uppreglering av transportproteiner. Detta gör att personer med tex en järnbristanemi har lättare att ta upp kadmium. Vid låga järnvärden ökar kadmiumupptaget varför kvinnor i barnafödande ålder kan vara extra utsatta. In i enterocyten spelar DMT1 (divalent metalltransportör) en viktig roll (4). Därför tar kvinnor i fertil ålder upp kadmium 3 gånger lättare än män (4). Låga järndepåer är särskilt vanligt hos kvinnor under graviditeten men kan även förekomma hos barn och tonåringar under perioder med kraftig tillväxt (3, 6). En annan hypotes är att kadmium formar S-konjugat med lågmolekylära thioler, tex GSH och cystin, vilket leder till att de blir homologer till, eller härmar olika proteiner, och därför kan binda in till transportproteiner som är inblandade i transporten av aminosyror, oligopeptider mm. Efter intag av kadmium, antigen via GI-kanalen eller lungorna, förs det in i systemiska cirkulationen, där det i huvudsak binds till albumin och hamnar i levern. Där binds kadmium till metallothionein (MT), vilket är ett lågmolekylärt protein som är rikt på SH-grupper vilka har förmågan att binda metalljoner. Genuttrycket av MT induceras av kadmium och oxidativ stress. Detta är kroppens försök skydda sig genom att binda in det giftiga ämnet och göra det overksamt (6). Då intaget överskrider kroppens cellers kapacitet att syntetisera MT kan kadmium skada kroppens vävnader (1). Detta genom att kadmiumet binder till cellulära sulfhydrylgrupper och konkurrerar om bindningsställen för zink och kalcium i cellen (9). En del MT-bundet kadmium når blodplasman och på grund av den låga molekylstorleken (6500Da) filtreras det effektivt genom njurens glomeruli men återresorberas i proximala tubuli. MT-bundet kadmium har alltså en avgörande betydelse för transporten till njuren och därmed i förlängningen för utvecklandet av njurskador och tubulär proteinuri (13). I proximala tubuli tas MT-bundet kadmium tas främst upp via apikal endocytos, men upptaget kan vara delvis receptormedierat. Efter upptaget bryts MT ned i endolysosomer och kadmiumet frisätts i cellen (14). Utsöndring ur kroppen Den primära exkretionen av kadmium från kroppen sker via feces, genom att kadmium ansamlas i gallan. Utsöndringen av kadmium från njuren sker relativt långsamt, därav kadmiumets biologiska halveringstid på över 10 år. Vid kronisk exponering sker därför en livslång upplagring av kadmium i njurbarken (4,13). Men även uppbindningen till MT tros påverka halveringstiden genom att binda upp metallen i kroppen och därmed minska både storleken och hastigheten på elimineringen. Detta gör MTs roll en smula dubbel, den både skyddar mot och förlänger förgiftningen (10). Kadmiums skadeeffekt i cellen Kadmium har flera effekter i kroppens celler. Det påverkar cellcykelprogression, proliferation, differentiering, DNA-replikation och reparation samt de apoptotiska vägarna. Cellcykeln påverkas genom aktivering av cellulära signaler, inhibering av DNA-metylering, och interferens med E-cadherin medierad celladhesion. Kadmium ökar även nivåerna av kinaser i RAS-vägen, inducerar överuttryck av protoonkgenerna C-FOS, C-MYC och C-JUN samt andra viktiga proteiner som verkar vid cellulär stress tex. heat shock proteiner. Kadmium inducerar single-strand breaks i DNA vilka tros bero på den oxidativa stress som ämnet orsakar. Kadmium påverkar ROS (reactive oxygen species) produktionen indirekt, men

den kan även påverka antioxidantsystemen (5) Njuren har en förmåga att reabsorbera och ansamla divalenta metaller. Därför ackumuleras toxiska tungmetaller (bla kadmium) där som kroppen på andra sätt har misslyckats med att oskadliggöra. Andra organ som delar njurens ödesdigra uppgift att lagra toxiska metaller, är lever och benvävnad. (12) Cytosoliskt kadmium i njurens proximala tubuli genererar reaktiva syresorter, ROS, och gör slut på cellens lager av scavenger antioxidanter. ROS skadar en rad olika transportproteiner, bl a Na/K-ATPaser som sedan ytterligare bryts ned av proteosomer och endolysomala proteaser. Lipidperoxidation är ytterligare en negativ effekt av ROS. Om den ROS-medierade stressen på cellen inte balanseras med reparation tvingas den proximala tubulicellen att genomgå apoptos (14). På grund av sättet kadmium absorberas, via GI-kanalen och lungorna, ses de huvudsakliga akuta effekterna av intag i lunga och GI-kanalen,. Kroniska effekter av kadmiumförgiftning ses främst i lungor och njurar, och genom olika sekundära effekter av njurskadan (13). Akut kadmiuminhalation orsakar pneumonit redan efter 4-24 timmar. Vid inhalering av kadmiumkontaminerad luft uppstår bröstsmärta i pleura, dyspné, cyanos, feber, takykardi, illamående och pulmonella ödem utan kardiellt ursprung. Ett stort kadmium intag via födan ger upphov till akut gastroenterit. Patienten upplever illamående, kräkningar, kramper, och diarré. Både akut och kronisk förgiftning har visat sig orsaka nefropati av varierande allvarlighetsgrad. Nefropatin orsakar allt från tubulär dysfunktion, fanconiliknande syndrom med rubbad protein-, aminosyra-, glukos-, bikarbonat- och fosfatreabsorption, till betydligt mer allvarlig livshotande njursvikt (15).

Vid kronisk exponering observeras anosmia (förlust av luktsinnet), gula tänder, emfysem, mikrocytisk hypokrom anemi som inte svarar på järnterapi, protein-, Ca - och β 2 - mikroglobulinläckage (β 2 -m) i urinen. Vid läckage av kalcium till urinen ökar benägenheten att bilda Ca-njurstenar och i förlängningen sker en urkalkning och uppmjukning av skelettet. En sekundär rubbning av vitamin D-omsättningen bidrar ytterligare till skelettuppmjukningen. Detta innebär ökad benägenhet för frakturer, framför allt i ryggkotorna (1). Kadmiumkontaminerad mat och vatten tros kunna vara en starkt bidragande orsak till den osteoporos som ses i den generella populationen (12). Prevention Det genomsnittliga kadmiumintaget är 10-20 ug/dag. En liten del av populationen tar in mer än 50 ug/dag. Sedan 70-talet har högsta tolererbara veckointaget av kadmium satts till 7 ug/kg, vilket skulle motsvara 60-70 ug/dag för en vuxen person. (3) Preventionen kan delas in i två grupper, där den ena delen består av att minimera kadmium i vår omgivning och den andra av att förhindra människans upptag av metallen. För att minimera människans upptag av kadmium som redan finns spridd i naturen, kan man tänka sig flera preventiva åtgärder. Som tidigare nämnts är tobaksrökning en stor källa för exponering och därför skulle ett minskat tobaksbruk ha stor potential (1). För att minimera kadmiumexponering har EU bestämt gränsvärden för kadmium i olika livsmedel. För de flesta livsmedel är gränsvärdet för kadmium mellan 0,05-0,2 mg/kg, medan gränsvärdet är något högre för kadmiumrika livsmedel som skaldjur, lever och njure 0,5-1,0 (EUförordning 1881/2006). Det finns också gränsvärden för dricksvatten (0,005 mg/l) samt för material som kommer i kontakt med livsmedel och för livsmedelstillsatser (3, 16). Vid känd yrkesexponering är det angeläget att individens hälsa följs upp med biologiska periodiska kontroller som bäst inriktar sig på njurfunktionen men även mätning av Kadmium i blod och urin. Njuskador har visats kunna orsakas av så låga halter Kadmium i urinen som 1-3 µmol Kadmium/mol kreatinin. Vid en halt av 2 µmol/mol vid en periodisk kontroll är det angeläget att utreda orsaken till exponeringen och vidta åtgärder för att minska den (17). För att minimera kadmium i vår omgivning är globala restriktioner för användandet av metallen en väg att gå. Bättre tillvaratagande av kadmiumhaltiga batterier samt bättre deponeringsmetoder av kadmiumhaltigt avfall, är också ett möjligt sätt att minska utsläppen (1, 3). Behandling och skydd mot kadmiumförgiftning För att behandla tungmetallförgiftning används ämnen som kallas chelatorer, vilka har en förmåga att bilda komplex med tungmetallerna och därmed hindra eller reversera bindningen av tungmetallernas katjoner med kroppens cellulära ligander. Effektiviteten av behandling mot tungmetallförgiftningen beror på flera faktorer: chelatorns relativa affinitet för tungmetallen jämfört med viktiga metaller (eller mineraler) i kroppen, fördelningen av chelatorn i kroppen jämfört med fördelningen av tungmetallen, och kapaciteten hos chelatorn att mobilisera tungmetallen när de väl bildat ett komplex. En ideal chelator vore en som är starkt vattenlöslig, inte genomgår oönskade kemiska biotransformationer i kroppen, har förmåga att ta sig dit metallen lagras, kan bilda icke toxiska komplex med metallen, bibehåller sin förmåga att binda metallen vid kroppens ph, samt snabbt utsöndrar metall-chelatorkomplexet från kroppen (via urinen, faeces mm). En låg

affinitet för Ca är också önskvärt, eftersom Ca finns i plasma och gärna bildar komplex, och drogen annars skulle kunna ge hypokalcemi. För behandling av kadmiumförgiftning finns idag ingen riktigt effektiv terapi. Att avbryta exponeringen är naturligtvis viktigt. Om exponeringen skett via luftvägarna bör lungfunktionen övervakas (pga de skador kadmiumet akut ger, se ovan) och eventuellt kan steroider ges. Trots att ingen bevisad effekt finns används ibland kalciumdinatriumedetat (CaNa 2 EDTA), som eventuellt skulle fungera som en chelator (vilket den gör för bly) och komplexbinda kadmium. Ämnet ges intravenöst eller genom intramuskulära injektioner. Djurstudier visar att chelationsterapin bör sättas in så fort som möjligt efter exponeringen, innan kadmiumet hinner omfördelas till platser i kroppen dit kalciumdinatriumedetatet inte når (12). Framtida strategier Försök på djur har visat att oralt givna antioxidanter (vitamin C, vitamin E och selen) minskade serumnivåerna av ASAT, ALAT, leverglutation och LPO vilket skulle kunna tyda på att antioxidanter har en skyddande effekt mot kadmiums levertoxicitet. Eftersom hälften av kroppens kadmium fördelas till levern och njurarna är detta en potentiellt viktig upptäckt (7). Intressanta resultat uppnåddes när en annan antioxidant, en flavonoid (quercetin) testades för eventuell skyddande verkan på levern hos kadmiumförgiftade möss. Resultatet visade, trots förbättringar av nivån på den oxidativa stressen och ett ökat uttryck av metallothionein och enos, inget skydd mot leverskador. Detta tolkas som att andra mekanismer än oxidativ stress kan påverka den kadmiuminducerade leverskadan (9). Kadmium har också en toxisk effekt på benmärgen och blodbildningen, men lovande försök på möss har gjorts med en kalciumkanalblockerare (diltiazim, en drog som vanligtvis behandlar hypertoni och angina). Mössen som behandlades med drogen visade sig ha signifikant fler celler i benmärgen och mer av flera viktiga hematologiska parametrar. De uppvisade dessutom normala nivåer av flera leverparametrar (8). Trots att flera möjliga vägar för framtida behandling av kadmiumförgiftning/kadmiuminducerad skada framkommit genom forskningen, är fortfarande den viktigaste behandlingsvägen att skydda människor från att exponeras överhuvudtaget. Studiedesign Vår arbetshypotes är att kadmium orsakar skador på njurens proximala tubuli. För att undersöka om det finns något samband mellan kadmium-exponering och njurskador har vi valt att lägga upp en fall-kontrollstudie bestående av två delar. Första delen består av identifierande av fallen och bestämning av deras exponeringsnivå. Andra delen kommer att vara att retrospektivt via frågeformulär undersöka både fall och kontrollers potentiella kadmium-exponering utifrån cigarrettrökning, yrkesexponering eller bostadsområde. Valet av fall-kontroll som studiedesign baserar vi på att utfallet som vi vill undersöka är relativt ovanligt medan exponering för kadmium är relativt vanlig men med stora individuella variationer beroende på bland annat yrkesexponering och cigarrettrökning. Våra fall kommer att inhämtas från Njurmedicinska mottagningen vid Sjukhuset i Staden där inklusionskriterierna för deltagande i studien är följande: i) i urin påvisad mängd β 2 -m överstigande 300 mg/l urin, ii) en ålder vid besökstillfället mellan 50 och 65 år och iii) kvinna eller man. Exklusionskriterier är tidigare diagnosticerad njursjukdom, tubuliskador som efter

utredning fastställts vara av autoimmun genes eller annan icke-kadmium inducerad glomeruliskada som orsakat förhöjda β 2 -m nivåer. Hos dessa personer kommer vi även att mäta koncentrationen av kadmium i urinen för att få ett mått på kroppsbördan och således ett indirekt mått på kadmium-exponeringen (17). Vi har för avsikt att på detta sätt samla in data från 50 män och 50 kvinnor deltagande i studien. Dessa 100 personer kommer att utgöra våra fall och med hjälp av deras sammansättning kommer vi att kunna definiera vår studiebas ur vilken vi kommer att hämta våra kontroller. Studiebasen kommer således att vara män och kvinnor bosatta inom mottagningens upptagningsområde i och runt Staden som är i åldrarna 50 och 65 år under studietiden. Kontrollerna kommer att väljas ut slumpvis ur befolkningsregistret (med studiebasens begränsande kriterier avseende ålder och kön) för att minimera selektionsbias. Exklusion av deltagare i kontrollgruppen sker om dessa har en tidigare diagnosticerad njurskada eller njursjukdom. Stickprovet ur studiebasen består av 200 män och 200 kvinnor vilket ger oss en kontrollgrupp fyra gånger större än fallgruppen och totalt 500 deltagande i studien. Vi kommer att inhämta data från våra kontroller för samma parametrar som för fallgruppen i form av laboratorieanlayser av koncentrationer av β 2 -m och Kadmium från urinprov. Detta kommer att ge oss data att bearbeta och förhoppningsvis ge oss svar på om högre kadmium-halter i urin och således kadmium-exponering kan kopplas till högre utsöndring av β 2 -m i urin indikerande skada på njurens proximala tubuli. Identifiering och inkludering av våra fall är tänkt att pågå i maximalt ett år eller tills målet om 100 individer nåtts. Skulle inte målet vara nått vid den satta tidsgränsen kommer vi att justera kontrollgruppen proportionellt mot fallens sammansättning. I del två av studien vill vi åstadkomma en klarläggning av bakomliggande orsaker till en eventuell kadmium-exponering. För detta kommer vi att utforma ett frågeformulär som i allt väsentligt går ut på att ge svar på frågorna hur mycket individen har rökt alternativt varit exponerad för cigarrettrök, var hon har arbetat och med vad samt var hon har varit bosatt. Dessa data kommer att tillåta att vi stratifierar våra tidigare resultat med den nya informationen och kanske kommer vi då att upptäcka den vanligaste/viktigaste exponeringskällan för deltagande individer i studien. Del två i studien kommer även att stå för tidsaspekten i studien eftersom enbart del ett i stort sett bara är en tvärsnittstudie av hur halterna β 2 -m och kadmium i urin ser ut hos besökare på njurmedicinsk mottagning jämfört med en likvärdig kontrollgrupp. Den exponeringstid som vi har valt att undersöka är 20 år från deltagandet i studien. Denna tidsangivelse baseras på den långa halveringstid som kadmium uppvisar i människor och det faktum att den exponering som vi är mest intresserad av, rökningen, bör ha pågått ganska länge för att potentiellt generera något detekterbar effekt. Halveringstiden är uppskattad till ungefär 15 år varför åtminstone hälften av mängden i kroppen borde finnas kvar även om exponeringen låg längre tillbaka i tiden. Tidsaspekten är även viktig för utvecklandet de eventuella symptom som föranlett besöket på mottagningen och således avgörande för deltagande i studien. Gränsvärdet för laboratorieanalyserna av β 2 -m för definition av tubuliskada i vår studie är satta till 300 mg/l urin. Detta värde baseras på att ett referensvärde för icke yrkesexponerade individer är mindre än den satta gränsen 300 mg/l urin (17, 18). För att avgöra om det föreligger någon signifikant kadmium-exponering bland våra studiedeltagare har vi valt att analysera kadmium i urin (µmol Cd/mol Creatinin). Utifrån dessa data kommer vi att stratifiera deltagarnas exponering som hög, medel eller låg. Gränserna för dessa grupper är

satta till >3,0 µmol/mol (hög exponering), 0,5-3,0 µmol/mol (medel) och <0,5 µmol/mol (låg) och är baserade på tidigare studier om kadmium-exponering i svenska populationer (19). Eventuella felkällor och orsaker till att resultatet inte blir relevant är bland annat definitionerna gällande tubuliskada och exponeringsnivåer där vi inte kan säkerställa orsak eller verkan på individnivå medan i gruppen som sådan hoppas kunna få ett signifikant resultat. Vidare kan vi inte heller säkerställa att alla deltagare i första delen av studien kommer att svara på vår enkät i del två. Vi ser dock ingen allvarlig risk med detta då vi inte bedömer att någon grupp skulle ge lägre svarsfrekvens än någon annan och kommer således inte inverka på studiens validitet. Vad gäller confounder-problematiken så är vi medvetna om att andra tillstånd än kadmiumexponering kan förorsaka ett förhöjt β 2 -m värde. Att justera dessa genom snävare inklusionskriterier eller mer specificerade exklusionskriterier skulle vara en framkomlig väg men för att få tag i ett lämpligt antal deltagare i studien har vi valt att enbart exkludera på grund av tidigare diagnosticerad njursjukdom, fastställd autoimmun genes eller fastställd glomerulär påverkan som orsak till förhöjda β 2 -m nivåer. För att beakta detta i studiedesignen kunde man alternativt tänka sig att deltagarna identifierades via besök i primärvården där man lämnade ett urinprov av någon anledning. Vår studie har självklart granskats av erforderliga instanser exempelvis etiska kommittéer vid Sjukhuset och Universitetet, och befunnits riktiga från etisk synpunkt. Alla deltagande individer har naturligtvis lämnat skriftligt informerat samtycke om deltagande i studien. Baserat på våra kommande data, som naturligtvis kommer att peka på ett synnerligen starkt samband mellan kadmium-exponering och skador på njurens proximala tubuli, kommer vi även att kunna presentera den största sannolika exponeringskällan för kadmium för boende i Staden och vi räknar även med att utifrån detta kunna ge välgrundande förslag på preventiva åtgärder. Referenser 1. http://www.ne.se/ (om kadmium) 2. Abbas A.K., Kumar V., Fausto N. (2007). Robbins Basic Pathology 8th edition, Saunders, Philadelphia, ISBN10: 1416029737 3. Institutet för Miljömedicin, KI, Riskbedömning, kadmium http://ki.se/ki/jsp/polopoly.jsp?a=5726&d=2506&l=sv besöktes 20081110 4. Rudolfs K. Zalups and Sarfaraz Ahmad - Molecular handling of cadmium in transporting epithelia, Toxicology And Appied Pharmacology, 186 (2003) 163-188 5. G. Bertin, D. Averbeck - Cadmium: cellular effects, modifications of biomolecules, modulation of DNA repair and genotoxic consequences (a review) Biochimie 88 (2006) 1549 1559 6. Miljöhälsorapport 2005, ISBN: 91-7201-931-X 7. Koyuturk M, Yanardag R, Bolkent S, Tunali S - The potential role of combined antioxidants against cadmium toxicity on liver of rats, Toxicolo Ind Health. 2007 Aug;23(7):393-401 8. Nunia V, Goyal PK - Protective effect of diltiazem (a calcium channel blocker) against cadmium-induced toxicity in mice, J Environ Pathol Toxicol Oncol, 2007;26(3):185-93

9. Vicente-Sánchez C, Egido J, Sánchez-González PD, Pérez-Barriocanal F, López- Novoa JM, Morales AI - Effect of the flavonoid quercetin on cadmium-induced hepatotoxicity, Food Chem Toxicol. 2008 Jun;46(6):2279-87. Epub 2008 Mar 14 10. Klaassen CD, Liu J - Role of metallothionein in cadmium-induced hepatotoxicity and nephrotoxicity, Drug Metab Rev. 1997 Feb-May;29(1-2):79-102 11. Liu Y, Liu J, Habeebu SS, Klaassen CD - Metallothionein protects against the nephrotoxicity produced by chronic CdMT exposure Toxicol Sci. 1999 Aug;50(2):221-7 12. Harrison's Online > Chapter e34. Heavy Metal Poisoning > Heavy Metal Poisoning 13. Edling C, Nordberg G, Nordberg M, Arbets- och miljömedicin- en lärobok om hälsa och miljö, studentlitteratur, 2:a upplagan, ISBN 91-44-02399-5 14. Thévenod F - Nephrotoxicity and the proximal tubule. Insights from cadmium. Nephron Physiol. 2003;93(4):p87-93 15. Barbier O, Jacquillet G, Tauc M, Cougnon M, Poujeol P - Effect of heavy metals on, and handling by, the kidney. Nephron Physiol. 2005;99(4):p105-10 16. SLVFS 2001:30, Livsmedelsverket 17. AFS 2005:6, Arbetsmiljöverket 18. Bernard A Renal dysfunction induced by cadmium: biomarkers of critical effects. BioMetals 2004;17:519-23 19. Satarug S and Moore MR Adverse health effects of chronic exposure to low-level cadmium in foodstuffs and cigarette smoke. Eviron Health Persp. 2004;112(10):1099-1103