Cadmium (von Jack Norris)

This article in the English original: Cadmium (zuletzt aktualisiert: Juli 2013)

Zusammenfassung

Cadmium ist ein giftiges Schwermetall, das mit Osteoporose, Leber- und Nierenschäden im Zusammenhang steht. Es gibt nur eine Studie, in der die Cadmiumwerte von Veganern gemessen wurden. In dieser Studie aus der Slowakei wurde bei Veganern eine höhere Cadmiumbelastung als bei Mischköstlern dokumentiert. Ein paar der Veganer hatten Werte in einer Höhe, die von den untersuchenden Wissenschaftlern für bedenklich gehalten wurde. Einen bereits bestehenden Eisenmangel zu beheben kann dazu führen, dass der Körper die Absorption von Cadmium vermeiden kann. Die Einnahme eines mäßig dosierten Zinkpräparats ist gesundheitlich wahrscheinlich unbedenklich und könnte sowohl die Absorption von Cadmium verringern als auch die negativen körperlichen Auswirkungen des Cadmiums neutralisieren. 
(mehr über Zink)


Hintergrundinformationen zu Cadmium

Cadmium ist ein, aufgrund des Einsatzes von Phosphatdüngern, weitverbreitetes Schwermetall (1). Cadmium hat eine lange biologische Halbwertszeit und es kann 30 Jahre dauern bis der Körper das Cadmium wieder ausscheidet (2). Eine Cadmiumvergiftung kann zu schmerzhafter Osteoporose, einer Verringerung der Nierenfunktion (2) und zu Lebertoxizität (1) führen. Raucher haben tendenziell höhere Cadmiumwerte, aufgrund von hohen Cadmiummengen in Tabak.


Tabelle 1. Serum-Cadmiumwerte
Gruppe
µg/l
Referenz: Nichtraucher2
3-12
Referenz: Raucher2
6-48

Studie aus der Slowakei1
Nichtvegetarier
0,45
Halbvegetarier
1,34
Lacto-ovo-Vegetarier
1,75
Veganer
3,15
Um die Cadmium-Blutwerte von µg/l in nmol/l umzurechnen, bitte die angegebenen Werte mit 8,897 multiplizieren. Um die Cadmium-Urinwerte von µg/g Creatin in nmol/mmol Creatin umzurechnen, bitte die angegebenen Werte mit 1,006 multiplizieren. (3)


Cadmium und vegane Ernährungsformen

Eine Studie von 2006 mit Nichtrauchern aus der Slowakei, dokumentierte bei Veganern [n = 10] signifikant höhere Cadmium-Blutwerte als bei Nichtveganern (1) (Siehe Tabelle 1). Die Cadmiumwerte waren jedoch sowohl bei den Nichtveganern wie auch bei den Veganern, im Vergleich zu den Referenzwerten, relativ niedrig. Die Zeitspanne, wie lange jemand bereits Vegetarier war, stellte in Bezug auf Cadmiumkonzentrationen von über 5 µg/l einen Risikofaktor dar. Die untersuchenden Wissenschaftler hielten einen solchen Wert von 5 µg/l für gesundheitlich riskant. Sechs Vegetarier (8%) zeigten Werte über 5 µg/l und diese Vegetarier lebten im Durchschnitt seit elf Jahren vegetarisch, im Vergleich zu sechs Jahren bei den Vegetariern mit Werten unter 5 µg/l.

Die Cadmiumkonzentrationen standen ebenfalls im Zusammenhang mit der Zufuhr von Vollkornprodukten (Cadmium ist in der Kleie des Getreides gespeichert) und Samenkernen (Ölsaat), aber nicht mit der Zufuhr von Hülsenfrüchten. Ob die Studienteilnehmer an durch Cadmiumtoxizität hervorgerufenen gesundheitlichen Schäden litten, wurde nicht untersucht. Die Wissenschaftler gingen davon aus, dass die bessere Versorgung der Vegetarier mit Antioxidantien die Vegetarier vor oxidativer Schädigung durch Cadmium schützen könnte. (Oxidative Schädigung ist möglicherweise nicht die einzige Form von Schädigung, die Cadmium hervorrufen kann.)

Um einen Vergleich zu haben, welche Cadmiumwerte eine toxische Wirkung haben können:

In einer Fallstudie mit einem männlichen Nichtraucher, der an starker Osteoporose und beeinträchtigter Nierenfunktion litt, wurde bei diesem Mann ein Cadmium-Blutwert von 420 µg/l dokumentiert (2) [Indien]. Es wurde festgestellt, dass er in seinem Beruf als Schmuckhersteller von Silberschmuck, Cadmium ausgesetzt worden war.

Bereits bei Cadmium-Blutwerten im Bereich von 0,5 bis 0,8 µg/l wurde ein Zusammenhang mit chronischen Erkrankungen hergestellt. Eine Untersuchung in den USA von 2012 mit 8.989 Erwachsenen (United States National Health and Nutrition Examination Survey, NHANES, 1999-2004) befand, nachdem diese Personen nach 4,8 Jahren nocheinmal befragt worden und nachdem die Ergebnisse hinsichtlich vieler potenzieller Störvariablen bereinigt worden waren, dass solche Werte [0,5 bis 0,8 µg/l] im Zusammenhang mit erhöhtem allgemeinem Sterblichkeitsrisiko (1,50 ; 1,07-2,10), erhöhtem Risiko für Herzkreislauferkrankungen (1,69 ; 1,03-2,77) und für Herzkrankheiten (1,98 ; 1,11-3,54) standen (3).

Der Cadmiumgehalt in Lebensmitteln hängt von der Menge an Cadmium in den Böden ab. Generell wird davon ausgegangen, dass in „weniger entwickelten“ Ländern der Cadmiumgehalt der Böden höher ist. Zusätzlich scheint die Cadmiumbelastung in der Slowakei höher zu sein als in den meisten anderen europäischen Ländern (12). 
In den USA gab es Anstrengungen, die Cadmiummengen in der Umwelt zu reduzieren, indem man die Entsorgung von Giftmüll besser kontrolliert (4).


Cadmium und Zink

Was sollte man als Veganer also tun? Sollten man sich darüber Sorgen machen?

In einem Artikel von 2012 im medizinischen Journal Medical Hypotheses schreibt Mark McCarty über die Gefahren durch Cadmium und empfiehlt Mineralstoffe (besonders Zink) in Präparatform einzunehmen (5), um den von Cadmium verursachten Schäden entgegen zu wirken.

Als Hintergrundinformation: Die empfohlene Tageszufuhr für Zink (RDA) liegt in den USA bei 11 mg für Männer und 8 mg für Frauen [Deutschland, laut DGE: 10 mg Männer, 7 mg Frauen] und die Veganer in der EPIC-Oxford-Studie hatten eine durchschnittliche Zufuhr von 7,9 mg bei Männern und 7,2 mg bei Frauen (Zufuhr in Präparatform nicht miteingerechnet).

McCarty hat bisherige Studien zum Thema untersucht und kommt zu dem Schluss, dass Cadmium-Blutwerte im oberen Normalbereich mit Gefäßerkrankung, Diabetes und Krebs im Zusammenhang stehen. Er weist darauf hin, dass Schalenweichtiere [Krebstiere und Muscheln] und Innereien (Leber und Nieren) tendenziell relativ viel Cadmium enthalten, aber abgesehen davon sind die Hauptquellen für Cadmium in der Ernährung grünes Blattgemüse, Vollkorngetreide, Spross- und Wurzelknollen.

Laut McCarty wird Cadmium mittels derselben Mechanismen absorbiert, die für die Eisenabsorption verantwortlich sind. Diese Mechanismen werden vom Körper, wenn ein Eisenmangel vorliegt, hochreguliert. Aus diesem Grund kann ein Eisenmangel die Cadmiumabsorption erhöhen. Ich habe bereits zu einem früheren Zeitpunkt darüber geschrieben, wie dies auch in Bezug auf Mangan der Fall sein kann (siehe Manganese). McCarty argumentiert, basierend hauptsächlich auf Ergebnissen aus Tierversuchsstudien, dass Cadmium mit Zink und Calcium in Absorptionsmechanismen konkurriere und dass in Folge dessen eine konsistente Supplementierung mit beiden Mineralstoffen [Calcium und Zink] „signifikanten Schutz vor einer durch Cadmium hervorgerufenen, pathologischen Symptomatik gewähren“ würde.

McCarty nennt ein weiteres Argument für eine Supplementierung mit Zink: „Es scheint, dass Cadmium unschädlich ist, solange es an das [Metall bindende Protein] Metallothionein gebunden bleibt. Diese Erkenntnis ist besonders faszinierend in Anbetracht der Tatsache, dass die zelluläre Expression von Metallothionein mit zunehmender Zinkzufuhr tendenziell zunimmt.“ Eine Zinksupplementierung in einem Bereich von 15 bis 50 mg täglich, zeigte bei gesunden jungen Männern einen Anstieg von Metallothionein.


McCarty erwähnt dann mehrere Humanstudien, die darauf hinweisen, dass Zink Schutz bieten kann:

  • Eine Studie dokumentierte, dass der Zusammenhang zwischen Serum-Cadmiumwerten und der Verdickung der Halsschlagader bei Personen mit Serum-Zinkwerten in den unteren zwei Tertilen, aber nicht bei Personen im obersten Tertil, ausgeprägt war. 
  • Eine Studie zu Urin-Cadmiumwerten und prostataspezifischem Antigen (PSA) zeigte einen signifikanten Zusammenhang bei Männern, deren tägliche Zinkzufuhr unter dem Medianwert von 12,7 mg lag. 
  • Eine Fall-Kontroll-Studie stellte einen Zusammenhang her zwischen Zinksupplementierung über einen längeren Zeitraum und reduziertem Brustkrebsrisiko bei Frauen vor und nach der Menopause. 
  • Eine klinische Studie zeigte, dass 45 mg Zink pro Tag einen entzündungshemmenden Effekt im Körper bewirken. 
  • Zinksupplementierung kann bei älteren Menschen die Immunfunktion verbessern.


Der einzige Nachteil einer Zinksupplementierung, die McCarty erwähnt, ist eine verringerte Kupferaufnahme, etwas, das für Veganer möglicherweise kein Problem ist. Die einzige verlässliche Studie, die die Kupferzufuhr von Veganern untersucht hat (eine Studie aus den USA), zeigte bei den Veganern eine Zufuhr von 3,1 mg (Männer) und 2,2 mg (Frauen), im Vergleich zu 1,3 mg (Männer) und 1,5 mg (Frauen) bei den Nichtvegetariern. Die empfohlene Kupfer-Tageszufuhr (RDA) liegt in den USA bei 0,9 mg sowohl für Männer als auch für Frauen (6) [DGE-Empfehlung (Schätzwerte): 1 bis 1,5 mg/Tag].

Ein Bedenken, das in Bezug auf Zinksupplementierung besteht, ist, ob sie zu Alzheimer-Erkrankung führen könnte. Es gibt einige Belege dafür, dass Eisen, Kupfer und Zink in hohen Konzentrationen in den Ablagerungen, die sich im Gehirn von Alzheimer-Kranken befinden, vorkommen. Ob Kupfer Alzheimer verursachen könnte, wurde bereits heftig diskutiert, aber es scheint, falls überhaupt, nur wenige veröffentlichte Studien zu geben, die einen Zusammenhang zwischen Zinkzufuhr und Alzheimer nahelegen. Tatsächlich scheint eher das Gegenteil der Fall zu sein.


Zink und Alzheimer

Erst einmal steht nicht fest, dass irgendwelche Metalle die Ursache für Alzheimer sind. Eine Meta-Analyse von 2011, durchgeführt von Wissenschaftlern der Loma Linda University und der George Mason University [beide USA] bestreitet die Vorstellung eines Zusammenhangs von Zink und Alzheimer (7). Die Autoren stellen fest, dass die Beobachtungen von höheren Mineralstoffwerten im Gehirn, besonders von Eisen, das Resultat voreingenommener Zitierung (citation bias) gewesen seien, während viele der Ergebnisse in der Fachliteratur keine erhöhten Vorkommen solcher Metalle gezeigt hätten. Die Autoren schließen:

„Indem wir die Methodik der Meta-Analyse und des systematischen Reviews angewendet haben, haben wir die in der Literatur zu Alzheimer weitverbreitete, falsche Auffassung identifiziert, dass Eisenwerte - und zu einem geringeren Ausmaß Zink- und Kupferwerte – im Gehirn von Alheimer-Kranken erhöht seien... In Anbetracht unserer Befunde ist es nun wichtig, die Hypothese der Metallüberbelastung bei Alzheimer-Erkrankung erneut auszuwerten und Forschungsergebnisse und Review-Artikel in dieser Hinsicht kritisch zu prüfen.“

Aber auch wenn die Zinkwerte im Gehirn von Alzheimer-Kranken erhöht sein sollten, heißt das nicht, dass eine höhere Zinkzufuhr die Ursache dafür ist.

Eine Querschnittsstudie von 1998 dokumentierte, dass die Zinkwerte in der Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit (CSF) bei Alzheimerpatienten signifikant niedriger waren als in der Kontrollgruppe (0,12 mg/l im Vergleich zu 0,22 mg/l) und dass die Serum-Zinkwerte in beiden Gruppen gleich waren (8). Die Autoren stellen fest: „Es gab bei Alzheimerpatienten keinen signifikanten Zusammenhang zwischen den CSF- oder Serumwerten von Eisen, Kupfer, Zink und Mangan und auch nicht in Bezug auf die folgenden Faktoren: Alter, Alter zu Beginn der Alzheimererkankung, Dauer der Alzheimererkrankung und Ergebnisse beim Mini-Mental-Status-Test.“

Eine Querschnittsstudie von 2010 zeigte bei Alzheimerpatienten signifikant niedrigere Zink-Blutwerte, verglichen mit der Kontrollgruppe (9).

Eine prospektive Studie von 2006, die über einen Zeitraum von sechs Jahren ging, dokumentierte, dass die Zufuhr von Kupfer, Eisen und Zink über die Ernährung nicht mit einer Abnahme der Gehirnfunktion in Zusammenhang stand. Bei Menschen jedoch, deren Ernährung viele gesättigte Fette und viele Transfette enthielt, zeigte sich eine schneller Abnahme der Gehirnfunktion bei höherer Kupferzufuhr (nicht aber bei höherer Zink- oder Eisenzufuhr).

In einer Studie von 2012 wurde Patienten mit milder bis moderater Alzheimer-Erkrankung sechs Monate lang 150 mg Zink täglich verabreicht (Slow-Release-Präparate) (11). Die Zinksupplementierung führte zu einer Stabilisierung der Alzheimersymptome, während die symptome sich bei der Placebogruppe verschlimmerten. Es war nicht klar, ob diese Studie doppelt-verblindet war und es könnte sein, dass die Patienten, die milde bis moderate Alzheimersymptome zeigten, infolge einer ungesunden Ernährung eine niedrige Zinkzufuhr hatten, was nicht unüblich ist. Die untersuchenden Wissenschaftler gingen jedoch davon aus, dass die Stabilisierung der Symptome daraus resultierte, dass Zink die Kupferwerte senkte. Obwohl nur bei einem Patienten die Zinkdosis verringert werden musste, weil seine Kupferwerte in den Bereich eines Mangels sanken, erklärten die Wissenschaftler, dass jede Person, die Zinkpräparate einnimmt, um Alzheimersymptome zu stabilisieren, dies, aufgrund des potenziellen Risikos von Kupfermangel, nur unter ärztlicher Aufsicht tun sollte.

Das Linus Pauling Institute [USA] erklärt, dass Kupfermangel selten vorkomme, aber ein Anzeichen dafür sei eine Form der Anämie, die nicht auf die Therapie mit Eisen, aber auf eine Therapie mit Kupfer reagiere (Link).

Abschließend lässt sich sagen, dass es sehr unwahrscheinlich erscheint, dass ein mäßig dosiertes Zinksupplement zu Alzheimer beitragen könnte.


Ein mäßig dosiertes Zinkpräparat

Es gibt Belege dafür, dass die Zinksupplementierung mit bis zu 50 mg täglich sicher sein sollte. Aber das ist sehr viel Zink und es ist es vielleicht nicht wert, irgendwelche Risiken einzugehen, solange die wissenschaftlichen Erkenntnisse in Bezug auf Zinksupplementierung und chronische Erkrankungen noch bei weitem keine eindeutigen Schlüsse zulässt. Um auf der sicheren Seiten zu sein, würde ich ein Zinkpräparat mit 10 bis 25 mg täglich für „mäßig dosiert“ halten. Basierend auf den oben erwähnten Belegen, sollte eine solche Menge sicher sein und hoffentlich gewissen Schutz bieten gegen eventuelle Cadmium- oder Kupfertoxizität.



Zinkpräparate und Cadmiumverunreinigung

2001 testeten Krone et al sechs Zinkpräparate aus Naturkostläden im Großraum Seattle (USA) auf Cadmiumverunreinigungen (13). Die Wissenschaftler schrieben: „Weil die chemischen Eigenschaften von [Zink] und Cadmium (Cd) so ähnlich sind, kommen diese zwei Elemente in der Natur grundsätzlich zusammen vor.“

Sie dokumentierten, dass die Zinkpräparate, die nur Zink enthielten, sehr geringe Mengen Cadmium enthielten, während die untersuchten Multimineralstoff-Präparate Cadmium in Mengen enthielten, bei denen die Einnahme der empfohlenen Tagesmenge (RDA) an Zink eine Aufnahme von 2 µg Cadmium bedeuten würde (20% der von der US Federal Drug Administration (FDA) als sicher eingestuften Menge). Drei der untersuchten Präparate, die wenig Cadmium enthielten, enthielten Zink in Form von Zinkgluconat. Von den Multimineralstoff-Präparaten enthielt keines Zink in Form von Zinkgluconat. Es könnte also sein, dass Zinkgluconat mit hoher Wahrscheinlichkeit wenig Cadmium enthält oder dass Zinkpräparate, die nur Zink enthalten, wahrscheinlich wenig Cadmium enthalten.

Der Hersteller Kirkman (Oregon, USA) führt nach Angaben auf ihrer Website gründliche Tests durch, in denen die Präparate auf Cadmiumverunreinigung hin untersucht werden (mehr Info). Diese Firma hat auf ihrer Website auch einen Artikel zum Thema Cadmium: Cadmium: A Serious Heavy Metal and Topic. (Die Firma versendet ihre Produkte auch international.)

Quellenangaben

1. Krajcovicová-Kudládková M, Ursínyová M, Masánová V, Béderová A, Valachovicová M. Cadmium blood concentrations in relation to nutrition. Cent Eur J Public Health. 2006 Sep;14(3):126-9. | Link

2. Chakraborty S, Dutta AR, Sural S, Gupta D, Sen S. Ailing bones and failing kidneys: a case of chronic cadmium toxicity. Ann Clin Biochem. 2013 Jun 25. | Link

3. Tellez-Plaza M, Navas-Acien A, Menke A, Crainiceanu CM, Pastor-Barriuso R, Guallar E. Cadmium exposure and all-cause and cardiovascular mortality in the U.S. general population. Environ Health Perspect. 2012 Jul;120(7):1017-22. | Link

4. Tellez-Plaza M, Navas-Acien A, Caldwell KL, Menke A, Muntner P, Guallar E. 2012. Reduction in cadmium exposure in the United States population, 1988–2008: the contribution of declining smoking rates. Environ Health Perspect 120:204–209. | Link

5. McCarty MF. Zinc and multi-mineral supplementation should mitigate the pathogenic impact of cadmium exposure. Med Hypotheses. 2012 Nov;79(5):642-8. | Link

6. Haddad EH, Berk LS, Kettering JD, Hubbard RW, Peters WR. Dietary intake and biochemical, hematologic, and immune status of vegans compared with nonvegetarians. Am J Clin Nutr. 1999 Sep;70(3 Suppl):586S-593S. | Link

7. Schrag M, Mueller C, Oyoyo U, Smith MA, Kirsch WM. Iron, zinc and copper in the Alzheimer\'s disease brain: a quantitative meta-analysis. Some insight on the influence of citation bias on scientific opinion. Prog Neurobiol. 2011 Aug;94(3):296-306. | Link

8. Molina JA, Jiménez-Jiménez FJ, Aguilar MV, Meseguer I, Mateos-Vega CJ, González-Muñoz MJ, de Bustos F, Porta J, Ortí-Pareja M, Zurdo M, Barrios E, Martínez-Para MC. Cerebrospinal fluid levels of transition metals in patients with Alzheimer\'s disease. J Neural Transm. 1998;105(4-5):479-88. | Link

9. Baum L, Chan IH, Cheung SK, Goggins WB, Mok V, Lam L, Leung V, Hui E, Ng C, Woo J, Chiu HF, Zee BC, Cheng W, Chan MH, Szeto S, Lui V, Tsoh J, Bush AI, Lam CW, Kwok T. Serum zinc is decreased in Alzheimer\'s disease and serum arsenic correlates positively with cognitive ability. Biometals. 2010 Feb;23(1):173-9. doi: 10.1007/s10534-009-9277-5. | Link

11. Brewer GJ. Copper excess, zinc deficiency, and cognition loss in Alzheimer\'s disease. Biofactors. 2012 Mar-Apr;38(2):107-13. | Link


12. Harmens H, Ilyin I, Mills G, Aboal JR, Alber R, Blum O, Coşkun M, De Temmerman L, Fernández JÁ, Figueira R, Frontasyeva M, Godzik B, Goltsova N, Jeran Z, Korzekwa S, Kubin E, Kvietkus K, Leblond S, Liiv S, Magnússon SH, Maňkovská B, Nikodemus O, Pesch R, Poikolainen J, Radnović D, Rühling A, Santamaria JM, Schröder W, Spiric Z, Stafilov T, Steinnes E, Suchara I, Tabors G, Thöni L, Turcsányi G, Yurukova L, Zechmeister HG. Country-specific correlations across Europe between modelled atmospheric cadmium and lead deposition and concentrations in mosses. Environ Pollut. 2012 Jul;166:1-9. | Link
13. Krone CA, Wyse EJ, Ely JT. Cadmium in zinc-containing mineral supplements. Int J Food Sci Nutr. 2001 Jul;52(4):379-82. | Link


Ebenfalls eingesehen wurde:

Tabet N, Mantle D, Walker Z, Orrell M. Vitamins, trace elements, and antioxidant status in dementia disorders. Int Psychogeriatr. 2001 Sep;13(3):265-75. | Link

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