Mikrodawki na co dzień: kadm jako czynnik przedwczesnego starzenia się

Artykuł opublikowany w czasopiśmie „Current Developments in Nutrition” wykazał, że nawet niskie spożycie kadmu w diecie prowadzi do jego odkładania się w organizmie i nasilenia oznak starzenia, w tym pogorszenia funkcji poznawczych i wzrostu stresu oksydacyjnego. Nie jest to jednak historia o ostrym zatruciu: autorzy symulowali codzienne „mikrodawki” z diety, a i tak uzyskali przyspieszenie fenotypów „starczych”.

Tło

Kadm jest toksyczny w sposób kumulacyjny, charakteryzujący się bardzo długim ogonem. Kumuluje się głównie w nerkach i wątrobie, a jego biologiczny okres półtrwania szacuje się na dziesiątki lat. Dlatego organy regulacyjne uważają, że skumulowana dawka (miesięczna/tygodniowa) ma istotne znaczenie. WHO/FAO (JECFA) ustaliła PTMI na poziomie 25 µg/kg mc. miesięcznie, a EFSA potwierdza TWI na poziomie 2,5 µg/kg tygodniowo jako próg związany przede wszystkim z ryzykiem toksyczności nerkowej.

• Skąd bierze się kadm u „przeciętnej” osoby? Dla osób niepalących głównym źródłem jest żywność (uprawy, które absorbują kadm z gleby/nawozów), dla palaczy – również dym tytoniowy (tytoń aktywnie akumuluje kadm). Według EFSA i WHO, znaczącymi źródłami są: zboża i produkty zbożowe, warzywa (zwłaszcza liściaste), kakao/czekolada, mięczaki wodne, a lokalnie – ryż; palacze mają zazwyczaj dwukrotnie więcej biomarkerów kadmu.
• Kto jest bardziej podatny? W przypadku niedoboru żelaza w jelitach zwiększa się liczba transporterów metali dwuwartościowych (DMT1), a wchłanianie kadmu wzrasta; ciąża i dzieciństwo zwiększają wrażliwość. Palenie tytoniu wielokrotnie zwiększa całkowitą dawkę.
• Jak mierzyć „obciążenie kadmem”. W badaniach klinicznych i populacyjnych stosuje się dwa proste wskaźniki: stężenie kadmu we krwi odzwierciedla niedawne spożycie, a stężenie kadmu w moczu odzwierciedla skumulowaną dawkę/„zapas” w organizmie (zwłaszcza w nerkach). To właśnie U-Cd jest częściej stosowany w długoterminowych badaniach kohortowych oraz do obliczania „progów” ryzyka dla nerek.
• Dlaczego temat jest powiązany ze starzeniem się i funkcjami poznawczymi. Przewlekłe narażenie na kadm wywołuje stres oksydacyjny, dysfunkcję mitochondriów, utrzymuje stan zapalny o niewielkim nasileniu i może indukować starzenie się komórek (↑SA-β-gal, p16^INK4a). Mechanizmy te są podstawowymi „czynnikami napędowymi” starzenia się tkanek i pogorszenia funkcji poznawczych. W badaniach przeglądowych i modelowych kadm był wielokrotnie wiązany z upośledzeniem pamięci/uczenia się, a w badaniach kohortowych na ludziach (NHANES itp.) wyższe poziomy Cd (we krwi/moczu) wiązały się z gorszymi wynikami testów poznawczych, a nawet z ryzykiem zgonu z powodu demencji/choroby Alzheimera.
• Sytuacja regionalna i progi. Według szacunków EFSA, w przypadku niektórych Europejczyków spożycie w diecie jest bliskie TWI, a w przypadku dzieci względne obciążenie (na kg masy ciała) jest wyższe; w Chinach i niektórych regionach Azji osoby spożywające duże ilości ryżu mogą przekraczać miesięczny próg JECFA. To wyjaśnia zainteresowanie nawet „niskimi” dawkami w diecie dla gospodarstw domowych.
• Dlaczego „niskie dawki w diecie” są ważne z naukowego punktu widzenia? Ze względu na wyjątkowo długi okres półtrwania, nawet śladowe ilości przyjmowane codziennie mogą, po „rozpuszczeniu”, powodować mierzalny stres i skutki biologiczne – nie ostre zatrucie, ale przyspieszenie procesów starzenia (poprzez stres związany z ROS, mitochondriami, stanem zapalnym i starzeniem się komórek). Stąd pomysł na nową pracę: symulacja realistycznego spożycia oraz analiza fenotypów starzenia i testów poznawczych.
• Praktyczny kontekst opieki zdrowotnej. Spójne ustalenia:
  • Zakaz palenia jest najskuteczniejszym sposobem na ograniczenie ilości kadmu zawartego w żywności.
  • Zróżnicowanie diety (zboża/źródła kakao i zielonych warzyw liściastych z kontrolowanych sieci), zróżnicowanie geograficzne dostaw.
  • Zapobieganie i korygowanie niedoboru żelaza, co ogranicza wchłanianie kadmu.
  • W monitorowaniu U-Cd jest priorytetem jako marker długotrwałego kontaktu.

Co dokładnie zrobili?

Naukowcy stworzyli model długotrwałej, niskiej ekspozycji na kadm w diecie, a następnie sprawdzili, jak wpłynie ona na „biologię starzenia się”: testy behawioralne/poznawcze oraz biomarkery stresu oksydacyjnego. Równocześnie sprawdzili, czy kadm kumuluje się w tkankach przy tak „niskich” dawkach. Wniosek jest jasny: tak, kumuluje się, a to wystarczy, aby zmienić fenotypy starzenia się na naszą niekorzyść.

Główne wyniki

• Funkcje poznawcze były upośledzone pod wpływem małych dawek kadmu w porównaniu do grupy kontrolnej.
• Zaobserwowano wzrost stresu oksydacyjnego (uszkodzenia spowodowane reaktywnymi formami tlenu), co jest klasycznym mechanizmem związanym ze starzeniem się i neurodegeneracją.
• Kadm odkładał się w organizmie nawet przy „niewielkich” dawkach podawanych w diecie, co potwierdza, że długotrwałe spożywanie go ma efekt kumulacyjny.

Dlaczego to jest ważne?

Kadm jest jedną z najbardziej zdradliwych toksyn środowiskowych: kumuluje się przez dziesięciolecia (biologiczny okres półtrwania szacuje się na 16–30 lat) i jest powiązany z uszkodzeniami nerek, kości, naczyń krwionośnych i układu nerwowego. Nowe badania stanowią zagadkę: nawet poziomy zbliżone do tych, które występują w codziennej diecie, mogą przyspieszać starzenie się mózgu i zwiększać ogólnoustrojowy stres oksydacyjny.

Skąd bierze się „kadm w diecie”?

Najczęściej wykorzystuje się produkty, w których gleba/woda jest bogata w kadm lub odpowiednie nawozy: ryż, zboża, warzywa liściaste, kakao i skorupiaki; osobny, duży udział ma palenie tytoniu (dym tytoniowy jest bogaty w kadm). Przeglądy przeprowadzone w ostatnich latach podkreślają potrzebę rewizji dopuszczalnych poziomów i uwzględnienia różnic regionalnych.

Jak to się ma do szerszego obrazu?

Niezależne badania powiązały przewlekłą ekspozycję na kadm z demencją/obniżoną sprawnością poznawczą u osób starszych, a w przypadku organizmów modelowych (much, gryzoni) z przedwczesnym starzeniem się i neurodegeneracją poprzez dysfunkcję mitochondriów, stan zapalny i procesy przypominające ferroptozę. Nowa publikacja potwierdza ten tok rozumowania, nawet przy niskim poziomie narażenia na kadm w diecie.

Co robić „w praktyce” dzisiaj

Nie ma powodu do paniki, ale istnieją rozsądne sposoby na zmniejszenie skumulowanej dawki:

• Zaprzestanie palenia (lub rzucenie nałogu) to jeden z najskuteczniejszych sposobów na ograniczenie stężenia kadmu w organizmie.
• Jedz różnorodne zboża (nie tylko ryż), dokładnie myj/mocz warzywa liściaste, nie podawaj dzieciom w nadmiarze kakao/czekolady.
• Staraj się wybierać produkty pochodzące z regionów, w których monitoruje się obecność metali ciężkich.
• Wspieranie obrony antyoksydacyjnej poprzez dietę (warzywa/owoce, źródła selenu i cynku) nie jest „detoksem”, ale pomaga kontrolować stres oksydacyjny, jeden z głównych czynników powodujących uszkodzenia wywołane kadmem. (Niniejsze wskazówki nie zastępują zaleceń klinicznych; skonsultuj dietę z lekarzem, jeśli masz chorobę nerek itp.).
  Przegląd kadmu w diecie przypomina, że liczy się nie tylko średnie stężenie w produkcie, ale także częstotliwość jego spożycia – ryzyko rośnie „z każdym groszem”.

Ograniczenia i co dalej

Autorzy badali niewielkie, ale kontrolowane narażenie; kolejnym krokiem są długoterminowe badania kohortowe z precyzyjnym spożyciem pokarmu, biomarkerami akumulacji (mocz/krew) i wynikami neuropoznawczymi, a także oceną, o ile ryzyko można zmniejszyć, dostosowując kluczowe źródła kadmu w diecie.

Źródło: Go YM i in. Wpływ niskiego poziomu narażenia na kadm w diecie na fenotypy starzenia się. Aktualne Rozwój Żywienia, maj 2025.