Кадмий (Cd) в моче: Клинико-диагностическое значение и интерпретация

Содержание

1. Общие сведения о кадмии и его токсичности
2. Что такое анализ на кадмий в моче?
3. Показания к определению уровня кадмия в моче
4. Противопоказания и ограничения метода
5. Подготовка пациента к исследованию
6. Методика сбора и анализа биоматериала
7. Интерпретация результатов анализа
8. Клиническое значение и тактика ведения пациентов
9. Заключение
10. Список сокращений
11. Краткий глоссарий
12. Список литературы

Общие сведения о кадмии и его токсичности

Химические свойства и источники поступления

Кадмий (Cd) - тяжелый металл, относящийся ко 2-й группе периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, с атомным номером 48. В чистом виде представляет собой мягкий, ковкий, серебристо-белый металл. Кадмий не имеет установленной биологической роли в организме человека и является токсикантом кумулятивного действия. Основными источниками поступления кадмия в окружающую среду являются промышленные процессы, такие как добыча и переработка цинковых, свинцовых и медных руд, производство никель-кадмиевых аккумуляторов, пигментов, стабилизаторов для пластмасс и гальванических покрытий [1]. В быту основными источниками хронического поступления кадмия в организм человека являются табачный дым (как для активных, так и для пассивных курильщиков) и употребление в пищу продуктов, выращенных на загрязненных почвах (зерновые, листовые овощи, корнеплоды, грибы) или морепродуктов из загрязненных акваторий [2].

Токсикокинетика и патогенез

Попав в организм, кадмий эффективно абсорбируется в легких (10-50%) и в меньшей степени в желудочно-кишечном тракте (около 5-10%). После всасывания он связывается с альбумином в крови и транспортируется в печень, где индуцирует синтез металлотионеинов - низкомолекулярных белков, богатых цистеином, которые обладают высоким сродством к ионам кадмия. Образовавшиеся комплексы "кадмий-металлотионеин" относительно стабильны и нетоксичны. Однако при длительном поступлении кадмия или истощении синтетических возможностей печени, эти комплексы попадают в системный кровоток и достигают почек. В почках они свободно фильтруются в клубочках и практически полностью реабсорбируются в проксимальных канальцах. Внутриклеточное высвобождение ионов кадмия из комплекса приводит к повреждению эпителия канальцев, что является ключевым звеном в патогенезе кадмиевой нефропатии [3], [4].

Что такое анализ на кадмий в моче?

Анализ на кадмий в моче - это лабораторное исследование, направленное на количественное определение концентрации кадмия в образце мочи. Данный тест является ключевым биомаркером для оценки хронической экспозиции и суммарной нагрузки кадмия на организм, в частности, на почки. В отличие от определения кадмия в крови, которое отражает преимущественно недавнее (последние несколько недель) поступление металла, уровень кадмия в моче коррелирует с общей кумулятивной дозой, накопленной в организме за годы [5]. Концентрация кадмия в моче начинает повышаться, когда его уровень в корковом слое почек достигает критических значений (около 50 мкг/г ткани), что предшествует клиническим проявлениям почечной дисфункции. Поэтому данный анализ является важным инструментом для ранней диагностики и мониторинга кадмиевой интоксикации.

Показания к определению уровня кадмия в моче

Определение концентрации кадмия в моче показано в следующих клинических и гигиенических ситуациях:

• Профессиональный мониторинг: Работники, занятые в отраслях с высоким риском контакта с кадмием (производство аккумуляторов, сварка, пайка, гальванотехника, производство пигментов и пластмасс) [6]. Исследование проводится в рамках периодических медицинских осмотров согласно действующим клиническим рекомендациям по профпатологии [7].
• Диагностика хронической интоксикации: При наличии у пациента неспецифических симптомов, которые могут быть связаны с токсическим действием кадмия: протеинурия (особенно низкомолекулярная), снижение функции почек неясной этиологии, остеопороз или остеомаляция (болезнь "Итай-итай"), анемия, аносмия.
• Оценка экологического воздействия: Лица, проживающие в районах с высоким уровнем загрязнения окружающей среды кадмием (вблизи промышленных предприятий, мусоросжигательных заводов).
• Мониторинг групп риска: Активные курильщики с большим стажем, у которых развивается хроническая болезнь почек (ХБП), для оценки вклада кадмиевой токсичности в прогрессирование заболевания [8].
• Дифференциальная диагностика тубулоинтерстициальных заболеваний почек: Для исключения токсической нефропатии как причины повреждения почечных канальцев.

Противопоказания и ограничения метода

Абсолютных противопоказаний к проведению анализа мочи на кадмий не существует, так как исследование является неинвазивным. Однако существуют важные ограничения и факторы, влияющие на интерпретацию результатов:

• Острая интоксикация: При остром ингаляционном или пероральном отравлении кадмием уровень в моче может не отражать тяжесть состояния. В таких случаях предпочтительным биоматериалом является цельная кровь.
• Выраженная почечная недостаточность: При значительном снижении скорости клубочковой фильтрации (СКФ
• Колебания диуреза: Концентрация кадмия в разовой порции мочи сильно зависит от степени гидратации пациента. Для нивелирования этого фактора результат обязательно должен быть скорректирован по уровню креатинина в моче и выражаться в мкг/г креатинина.
• Загрязнение образца: Внешнее загрязнение образца мочи пылью или водой, содержащей кадмий, может привести к ложноположительным результатам. Важно соблюдать строгую технику сбора биоматериала.

Подготовка пациента к исследованию

Для получения достоверных результатов анализа пациенту рекомендуется соблюдать следующие правила подготовки:

1. Диета: За 48-72 часа до сбора мочи следует исключить из рациона морепродукты (устрицы, мидии, крабы), субпродукты и грибы, так как они могут содержать повышенное количество кадмия и приводить к временному увеличению его экскреции.
2. Лекарственные препараты: Необходимо проинформировать лечащего врача о всех принимаемых лекарствах и биологически активных добавках. Некоторые препараты (например, содержащие цинк или другие металлы) теоретически могут влиять на метаболизм кадмия.
3. Курение: Рекомендуется воздержаться от курения в течение как минимум 12 часов до сбора мочи, так как это может повлиять на текущий уровень экскреции.
4. Сбор биоматериала: Сбор мочи должен производиться в специальный стерильный контейнер, полученный в лаборатории, чтобы избежать внешнего загрязнения. Предпочтительнее собирать среднюю порцию утренней мочи.

Методика сбора и анализа биоматериала

Сбор и хранение образца

Для исследования используется разовая порция мочи (предпочтительно утренняя) объемом не менее 10 мл. Сбор производится после тщательного туалета наружных половых органов в стерильный пластиковый контейнер без консервантов. Для оценки суточной экскреции может быть использована суточная моча, однако на практике для скрининга чаще используется разовая порция с последующей коррекцией на креатинин. Собранный биоматериал должен быть доставлен в лабораторию в течение 2-3 часов. Если немедленная доставка невозможна, образец можно хранить в холодильнике при температуре +2...+8 °C не более 24 часов. Для длительного хранения требуется замораживание при -20 °C [9].

Методы лабораторного анализа

Основными методами количественного определения кадмия в моче являются высокочувствительные спектрометрические методы:

• Атомно-абсорбционная спектрометрия (ААС) с электротермической атомизацией (графитовая печь): Классический, высокочувствительный и точный метод, являющийся "золотым стандартом" для определения следовых количеств металлов.
• Масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС): Современный метод, обладающий еще более высокой чувствительностью и специфичностью, позволяющий одновременно определять несколько элементов в одном образце. Является предпочтительным в современных токсикологических лабораториях [10].

Интерпретация результатов анализа

Интерпретация уровня кадмия в моче должна проводиться комплексно, с учетом анамнеза (профессиональный, курение), клинической картины и результатов других лабораторных и инструментальных исследований.

Референсные значения

Референсные значения могут незначительно варьироваться в зависимости от лаборатории и используемого метода. Общепринятые пороговые уровни (согласно рекомендациям ВОЗ и ATSDR) [2], [5]:

Таблица 1. Ориентировочные референсные и пороговые значения концентрации кадмия в моче.

Повышенные значения (гиперкадмиурия)

Повышение концентрации кадмия в моче является маркером избыточной нагрузки на организм и указывает на высокий риск развития токсических эффектов.

Причины повышенных значений:

• Хроническое профессиональное воздействие: наиболее частая причина высоких концентраций.
• Интенсивное и длительное курение: у заядлых курильщиков уровень может достигать значений, близких к профессионально обусловленным.
• Проживание в экологически неблагоприятных районах.
• Употребление продуктов с высоким содержанием кадмия.
• Нарушение функции почек: на начальных стадиях повреждения канальцев экскреция кадмия может временно увеличиваться из-за высвобождения его из поврежденных клеток.

Нормальные и низкие значения

Нормальный или низкий уровень кадмия в моче свидетельствует об отсутствии значительной хронической экспозиции и накопления металла в организме. У некурящего человека, не имеющего профессионального контакта с кадмием, концентрация обычно не превышает 1 мкг/г креатинина. Однако нормальный результат не исключает возможности острой интоксикации в прошлом или недавнего кратковременного воздействия, так как для отражения этого лучше подходит анализ крови.

Клиническое значение и тактика ведения пациентов

Основные клинические проявления хронической интоксикации

Хроническая интоксикация кадмием - системный процесс, затрагивающий несколько органов и систем:

• Почки (кадмиевая нефропатия): Основной орган-мишень. Характеризуется поражением проксимальных канальцев, что приводит к тубулярной протеинурии (экскреция бета-2-микроглобулина, альфа-1-микроглобулина), глюкозурии, аминоацидурии и фосфатурии (синдром Фанкони). В дальнейшем это приводит к снижению СКФ, развитию тубулоинтерстициального нефрита и терминальной почечной недостаточности [11].
• Костная система (остеопороз, остеомаляция): Кадмий нарушает метаболизм кальция и витамина D, что приводит к деминерализации костей. В тяжелых случаях развивается болезнь "Итай-итай" ("больно-больно" по-японски), характеризующаяся сильными болями в костях и множественными патологическими переломами.
• Респираторная система (при ингаляционном пути): Эмфизема легких, хронический ринит, аносмия.
• Канцерогенность: Международное агентство по изучению рака (IARC) относит кадмий к канцерогенам 1-й группы (доказанная канцерогенность для человека). Установлена связь с раком легких, предстательной железы и почек [12].

Сравнительная таблица биомаркеров экспозиции кадмия

Таблица 2. Сравнение основных биомаркеров для оценки воздействия кадмия.

Тактика ведения пациентов с повышенным уровнем кадмия

1. Прекращение контакта с источником: Самый важный и первоочередной шаг. Для работников - временное или постоянное отстранение от работы, связанной с кадмием. Для населения - выявление и устранение источника (отказ от курения, изменение рациона).
2. Мониторинг функции почек: Регулярное определение уровня креатинина в сыворотке (с расчетом СКФ), общего белка и альбумина в моче, а также маркеров канальцевой дисфункции (бета-2-микроглобулин).
3. Симптоматическая и поддерживающая терапия: Лечение артериальной гипертензии, коррекция анемии, лечение остеопороза препаратами кальция, витамина D и бисфосфонатами.
4. Хелаторная терапия: Применение хелатирующих агентов (например, ЭДТА, ДМПС) при хронической интоксикации кадмием не рекомендуется и может быть опасным, так как мобилизация кадмия из депо может усилить его нефротоксичность. Хелаторы применяются только в редких случаях острой интоксикации под строгим врачебным контролем [3].

Заключение

Анализ на содержание кадмия в моче является незаменимым инструментом в клинической токсикологии, профпатологии и нефрологии. Он позволяет оценить кумулятивную нагрузку этого токсичного металла на организм и является ранним предиктором развития поражения почек, костной ткани и других органов. Правильная интерпретация результатов, учитывающая анамнез пациента (особенно курение и профессиональный контакт), в сочетании с оценкой маркеров повреждения почек, позволяет своевременно диагностировать хроническую интоксикацию и принять меры по прекращению экспозиции, что является ключом к предотвращению развития тяжелых и необратимых последствий для здоровья.

Список сокращений

Cd

Кадмий

ААС

Атомно-абсорбционная спектрометрия

ИСП-МС

Масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой

СКФ

Скорость клубочковой фильтрации

ХБП

Хроническая болезнь почек

ВОЗ

Всемирная организация здравоохранения

ATSDR

Agency for Toxic Substances and Disease Registry (Агентство по регистрации токсичных веществ и заболеваний, США)

IARC

International Agency for Research on Cancer (Международное агентство по изучению рака)

BEI

Biological Exposure Index (Биологический предел экспозиции)

Краткий глоссарий

Биомаркер экспозиции

показатель, используемый для оценки контакта организма с определенным химическим веществом.

Кумулятивный эффект

накопление токсического вещества в организме при длительном его поступлении, приводящее к усилению токсического действия.

Металлотионеины

семейство низкомолекулярных белков, богатых цистеином, связывающих ионы тяжелых металлов.

Нефротоксичность

способность химических веществ вызывать структурные и функциональные повреждения почек.

Период полувыведения

время, за которое концентрация вещества в организме уменьшается на 50%.

Тубулярная протеинурия

появление в моче низкомолекулярных белков вследствие нарушения их реабсорбции в проксимальных канальцах нефрона.

Хелаторная терапия

метод лечения отравлений, основанный на введении в организм веществ (хелаторов), которые связывают токсины в прочные, нетоксичные комплексы и выводят их из организма.

Список литературы

1. [1] World Health Organization. Exposure to Cadmium: A Major Public Health Concern. - URL: https://www.who.int/publications/i/item/9789240084364 (дата обращения: 15.01.2025).
2. [2] Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR). Toxicological Profile for Cadmium. - URL: https://www.atsdr.cdc.gov/toxprofiles/tp5.pdf (дата обращения: 20.01.2025).
3. [3] Genchi G, Sinicropi MS, Lauria G, Carocci A, Catalano A. The Effects of Cadmium Toxicity. Int J Environ Res Public Health. 2020;17(11):3782. doi:10.3390/ijerph17113782. - URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7312803/ (дата обращения: 22.01.2025).
4. [4] Satarug S, Garrett SH, Sens MA, Sens DA. Cadmium, environmental exposure, and health outcomes. Environ Health Perspect. 2010;118(2):182-190. doi:10.1289/ehp.0901234. - URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20123610/ (дата обращения: 01.02.2025).
5. [5] Лабораторная служба Хеликс. Кадмий в моче. - URL: https://helix.ru/kb/item/06-233 (дата обращения: 05.02.2025).
6. [6] NICE (National Institute for Health and Care Excellence). Occupational health: the prevention and management of occupational ill health. - URL: https://www.nice.org.uk/guidance/qs147 (дата обращения: 10.02.2025).
7. [7] Клинические рекомендации "Профессиональные заболевания почек и мочевых путей". Министерство Здравоохранения Российской Федерации. - URL: https://cr.minzdrav.gov.ru/schema/718_1 (дата обращения: 11.02.2025).
8. [8] Navas-Acien A, Tellez-Plaza M, Guallar E. Cadmium and lead exposure and cardiovascular disease. JAMA. 2007;298(22):2623-2633. - URL: https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/209513 (дата обращения: 15.02.2025).
9. [9] K-Lab | Клинико-диагностическая лаборатория. Кадмий (моча). - URL: https://k-lab.su/analizy/toksikologiya/kadmiy-moch (дата обращения: 18.02.2025).
10. [10] CMD - Центр молекулярной диагностики. Определение содержания химических элементов в моче (23 показателя), метод ИСП-МС. - URL: https://www.cmd-online.ru/analizy-i-tseny/opredelenie-soderzhaniya-khimicheskikh-elementov-v-moche-23-pokazatelya-metod-isp-ms/ (дата обращения: 20.02.2025).
11. [11] Почечная токсичность кадмия: патофизиология и биомаркеры. Журнал "Нефрология и диализ". - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/pochechnaya-toksichnost-kadmiya-patofiziologiya-i-biomarkery (дата обращения: 01.03.2025).
12. [12] IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans, Volume 100C. Arsenic, Metals, Fibres, and Dusts. - URL: https://publications.iarc.fr/Book-And-Report-Series/Iarc-Monographs-On-The-Identification-Of-Carcinogenic-Hazards-To-Humans/Arsenic-Metals-Fibres-And-Dusts-2012 (дата обращения: 05.03.2025).

Проверено врачом

Мусин Ульфат Камилович

Поделиться статьей

скопировать ссылку

Теги

Медицина

Диагностика

Токсикология

Профилактика

ПочечныеЗаболевания

ПрофессиональныеЗаболевания

Экология

КлиническиеИсследования

★ ★ ★ ★ ★

0,0 0 оценок