- UA
- EN
Кадмій
Автор: Джек Норріс, сертифікований дієтолог
Зміст
Вступ
Кадмій - це важкий метал, що має токсичні властивості і асоційований з остеопорозом (крихкість кісток), захворюваннями печінки та нирок. Результати дослідження з вимірювання рівня кадмію в крові веганів, яке було проведене у Словаччині, показали, що деякі вегани мали підвищений вміст цього мікроелемента в крові, що викликало стурбованість у дослідників.
Щоб запобігти його всмоктуванню, рекомендують споживати достатню кількість заліза. Інша альтернатива - харчові добавки з помірним вмістом цинку. Вони вважаються безпечними і можуть сповільнити всмоктування кадмію у кров, а також нейтралізувати шкідливий вплив мікроелемента на організм в цілому.
Загальна інформація
Кількість кадмію в продуктах харчування залежить від кількості кадмію в ґрунті. Загальновизнано, що в в ґрунті нерозвинених країн та країн, що розвиваються, знайдено більше кадмію. У Сполучених Штатах також робилися спроби зменшити кількість кадмію в навколишньому середовищі шляхом регулювання питання небезпечних відходів [Tellez-Plaza, 2012 (a)].
Кадмій – поширений важкий метал, який міститься в ґрунті через використання фосфатних добрив [Krajcovicová-Kudládková 2006]. Кадмій має довгий біологічний період напіврозпаду, і організму може знадобитися 30 років, щоб позбутися його [Chakraborty 2013]. Токсична дія високих рівнів кадмію може спричинити болісний остеопороз, зниження функції нирок [Chakraborty 2013] та отруєння печінки [Krajcovicová-Kudládková 2006]. Курці, як правило, мають вищий рівень кадмію в організмі через високий вміст його в тютюні.
Рівень кадмію в крові, що становить від 0,5 до 0,8 мкг/л, пов'язаний з хронічними захворюваннями. Звіт 2012 року, в якому аналізувались дані 8989 дорослих, що взяли участь у Національному обстеженні здоров'я та харчування США (NHANES) 1999–2004 років, показав, що такі рівні пов'язані зі смертністю від усіх причин (1,50, 1,07–2,10), серцево-судинними захворюваннями (1,69, 1,03–2,77) та серцевими захворюваннями (1,98, 1,11–3,54) після 4,8 років спостереження [Tellez-Plaza, 2012 (b)].
Щоб зрозуміти токсичний вплив рівень кадмію в організмі, розглянемо одне дослідження. В ньому у чоловіка, який не курив і зазнав впливу кадмію, працюючи ювеліром, спостерігався тяжкий остеопороз та порушення функції нирок, а рівень кадмію в крові становив 420 мкг/л [Chakraborty 2013].
Кадмій і веганське харчування
Два дослідження вимірювали рівень кадмію в організмі у веганів.
Дослідження, проведене у 2006 році у Словацькій Республіці серед некурців, виявило, що вегани мають значно вищий рівень кадмію в крові, ніж невегани [Krajcovicová-Kudládková 2006]. Однак в обох групах він був відносно низьким порівняно з референтним діапазоном.
Шість (тобто 8%) вегетаріанців мали рівень кадмію вище 5 мкг/л, а середня тривалість їхнього вегетаріанства становила 11 років порівняно з 6 роками у тих, у кого рівень кадмію був нижчим за 5 мкг/л. Словацька Республіка, схоже, має вищий рівень кадмію, ніж більшість країн Європи [Harmens 2012].
Дослідники не вимірювали шкоду від токсичного впливу кадмію та вважали, що вищі рівні антиоксидантів у вегетаріанців можуть захистити їх від окислювального пошкодження кадмієм (проте це може бути не єдиним типом пошкодження).
Дослідження, проведене в Норвегії у 2017 році, виявило, що у 124 всеїдних людей рівень кадмію був подібним до рівня у вегетаріанців (1,50 мкмоль/л). Серед вегетаріанців було 15 веганів, у яких рівень кадмію був подібним до рівня вегетаріанців-невеганів, хоча точні значення не повідомлялися [Fløtre, 2017].
Кадмій і цинк
То що ж робити веганам? Чи варто хвилюватись?
У 2012 році в науковому журналі “Медичні гіпотези” вийшла стаття Марка МакКарті, де він описав шкідливий вплив кадмію і запропонував використовувати мінеральні добавки, зокрема цинк [McCarty 2012], щоби якось протидіяти цьому впливу.
Для кращого розуміння ситуації, варто відмітити, що рекомендована денна норма цинку для чоловіків - 11 мг, а для жінок - 8 мг, а за даними дослідження EPIC-Oxford чоловіки-вегани в середньому споживають 7,9 мг, а жінки-веганки - 7,2 мг (не враховуючи добавок).
У кінці свого дослідження МакКарті приходить до висновку, що найвищий допустимий рівень кадмію в крові спостерігається при судинних захворюваннях, діабеті і раку. Він вказує на відносно високий вміст кадмію у м’ясі молюсків і м’ясних субпродуктах (печінка, нирки), проте, з іншого боку, головним джерелом кадмію є зелені листові овочі, цільне зерно, бульбові та коренеплоди.
МакКарті стверджує, що кадмій всмоктується через ті ж механізми поглинання заліза, які активізуються при нестачі заліза. Таким чином, нестача заліза може стати причиною швидшого всмоктування кадмію. Раніше я писав про те, як щось схоже відбувається і з марганцем (див. Марганець). Спираючись на дослідження, які проводились на тваринах, МакКарті наголошує, що кадмій може також використовувати механізми всмоктування цинку та кальцію, тому споживання достатньої кількості кальцію та цинку з харчових добавок може запобігти розвитку патологій, пов’язаних з надмірним всмоктуванням кадмію.
МакКарті висловлює ще один аргумент на користь цинкових добавок: “Кадмій залишається нешкідливим, поки він з’єднаний з металотіонеїном (білком, що зв’язує мінерали). Цей факт справді вражає, якщо врахувати, що концентрація металотіонеїну в клітинах зростає зі збільшенням вмісту цинку. Вживання від 15 до 50 мг добавок цинку на добу призвело до підвищення металотіонеїну у молодих здорових чоловіків.
МакКарті наводить приклади окремих досліджень з вивчення впливу на організм людини, які підтримують тезу про захисні властивості цинку:
Дослідження виявило, що кореляція між рівнем кадмію в сироватці крові і товщиною сонної артерії залежала від концентрації цинку у двох нижніх тертилях піддослідних, а не у верхній.
Дослідження стосовно рівня кадмію в сечі і антигену раку простати (PSA) виявило чіткий взаємозв’язок між двома показниками у чоловіків, які вживали менше середніх 12,7 мг цинку на добу.
Дослідження на основі методу “випадок-контроль” пов’язало тривале споживання добавок цинку зі зниженням ризику раку грудей у жінок, як до, так і після менопаузи.
Клінічні тестування показали, що 45 мг цинку на добу забезпечують системну протизапальну дію.
Харчові добавки цинку можуть підвищувати імунітет у дорослих.
Єдиним недоліком від вживання цинкових добавок, на думку МакКарті, є знижене всмоктування міді. Однак, для веганів це не така вже й проблема. Єдине релевантне дослідження на цю тему було проведене у США, і виявило, що чоловіки-вегани в середньому вживають 3,1 мг міді, а жінки - 2,2 мг, тоді як невегетеріанці - 1,3 мг (чоловіки) і 1,5 мг (жінки). Добова норма міді становить 0,9 мг, незалежно від статі [Haddad 1999].
Іншою проблемою, пов'язаною із вживанням додаткового цинку, є ризик розвитку хвороби Альцгеймера (ХА). Існують докази того, що залізо, мідь та цинк накопичуються в бляшках, що знаходяться в мозку людей з ХА. Чи може мідь бути причиною ХА - це спірне питання, але навряд чи вдасться знайти хоч якісь наукові публікації про те, що споживання цинку впливає на розвиток ХА. Дивіться нашу статтю про цинк для отримання додаткової інформації про цинк та хворобу Альцгеймера.
Цинкові добавки і отруєння кадмієм
У 2001 році доктор Крон та інші протестували на вміст кадмію шість цинкових добавок, куплених у магазинах здорового харчування у Сіетлі [Krone 2001]. Автори відмітили, що “оскільки хімічні властивості цинку та кадмію є дуже схожими, обидва мікроелементи часто зустрічаються в природних умовах разом”.
Вони виявили, що самі по собі цинкові добавки мали дуже низький вміст кадмію. Натомість мультимінеральні добавки містили таку кількість цинку, що забезпечуючи його добову норму, людина могла отримувати ще й до 2 мкг кадмію на день (20% від добового ліміту, визначеного Федеральною адміністрацією харчових та лікувальних продуктів США (FDA)).
Крім того виявилось, що серед добавок з низьким вмістом кадмію три були у вигляді глюконату цинку, тоді в жодному з мульти мінеральних препаратів цинк не був включений у формі глюконата. Отже кількість кадмію в формі глюконату чи окремих добавках цинку є досить низькою.
На своєму веб-сайті виробник добавок Kirkman, з Орегона, пише, що вони проводять строгі перевірки добавок на перенасичення кадмієм та іншими домішками (докладніше тут).
Посилання
___Cadmium
by Jack Norris, RD
Contents
Summary
Cadmium is a toxic heavy metal associated with osteoporosis, liver, and kidney disease. A study from the Slovak Republic, where cadmium levels in the soil are high, showed some vegans to have high enough blood cadmium levels to raise concerns.
Correcting iron deficiency can prevent the body from absorbing cadmium. A modest zinc supplement is probably safe and could also reduce cadmium absorption as well as neutralize cadmium’s harmful effects in the body.
Background on Cadmium
The amount of cadmium in food is dependent on the amount of cadmium in the soil. It’s generally thought that undeveloped and developing countries have more cadmium in their soil. There have also been attempts to reduce the amount of cadmium in the environment in the United States by containing hazardous waste [Tellez-Plaza, 2012 (a)].
Cadmium is a common heavy metal found in soil due to the use of phosphate fertilizers [Krajcovicová-Kudládková 2006]. Cadmium has a long biological half-life and it can take 30 years for the body to rid itself of it [Chakraborty 2013]. Cadmium toxicity can cause painful osteoporosis, reduced kidney function [Chakraborty 2013], and liver toxicity [Krajcovicová-Kudládková 2006]. Smokers tend to have higher cadmium levels due to high levels in tobacco.
Blood cadmium levels as low as 0.5 to 0.8 µg/l have been associated with chronic disease. A 2012 report of 8,989 adults from the United States National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES) 1999–2004 found such levels to be associated with all-cause mortality (1.50, 1.07-2.10), cardiovascular disease (1.69, 1.03-2.77), and heart disease (1.98, 1.11-3.54) after a follow-up of 4.8 years [Tellez-Plaza, 2012 (b)].
To get an idea of cadmium levels in toxicity, a case study of a non-smoking man exposed to cadmium in this occupation as a jeweler had severe osteoporosis and impaired kidney function with a blood cadmium level of 420 µg/l [Chakraborty 2013].
Cadmium and Vegan Diets
Two studies have measured the cadmium levels in vegans.
A 2006 study from the Slovak Republic, of non-smokers, found vegans to have significantly higher blood levels of cadmium than non-vegans [Krajcovicová-Kudládková 2006]. However, both groups were relatively low compared to the reference range.
Six (8%) vegetarians had levels above 5 µg/l and their average duration of vegetarianism was 11 years vs. 6 years in those with levels lower than 5 µg/l. The Slovak Republic appears to have higher cadmium levels than most of the countries in Europe [Harmens 2012].
The researchers didn’t measure for damage from cadmium toxicity and believed that the higher antioxidant status of the vegetarians could protect them from the oxidative damage of cadmium (which may not be the only type of damage).
A 2017 study from Norway found 124 meat-eaters to have similar cadmium levels (1.50 µmol/l) to vegetarians (1.70 µmol/l). The vegetarians included 15 vegans who had similar cadmium levels to the non-vegan vegetarians, though the specific amounts weren’t reported [Fløtre, 2017].
Cadmium and Zinc
So what’s a vegan to do? Is this something that we should worry about?
In a 2012 article in the scientific journal Medical Hypotheses, Mark McCarty writes about the dangers of cadmium and suggests supplementing with minerals, especially zinc [McCarty 2012], to counter cadmium damage.
For some background, note that the RDA for zinc is 11 mg for men and 8 mg for women, and vegans in EPIC-Oxford had average intakes of 7.9 mg for men and 7.2 for women (not including supplements).
McCarty goes through the research concluding that a high-normal level of cadmium in the blood is linked to vascular disease, diabetes, and cancer. He points out that shellfish and organ meats (liver and kidney) tend to be relatively high in cadmium, but otherwise the chief dietary sources are green leafy vegetables, whole grains, tubers, and root vegetables.
McCarty says that cadmium is absorbed using the same mechanisms for absorbing iron which are up-regulated in iron deficiency and therefore iron deficiency can increase cadmium absorption. I have previously written about how this can also be the case for manganese (see Manganese). Based mostly on animal studies, McCarty argues that the cadmium would also compete with zinc and calcium absorption mechanisms and, therefore, consistent supplementation of both minerals “confer significant protection from cadmium-mediated pathology.”
McCarty makes another argument in favor of zinc supplementation: “It appears that cadmium is innocuous as long as it remains bound to [the mineral-binding protein] metallothionein. This finding is particularly intriguing in light of the fact that cellular expression of metallothionein tends to increase with increased zinc exposure.” Intakes of supplemental zinc in the range of 15–50 mg daily have been shown to boost metallothionein in healthy young men.
McCarty then mentions a number of studies in humans suggesting zinc can be protective:
A study found that the correlation between serum cadmium and carotid artery thickness was pronounced in subjects with serum zinc in the lower two tertiles but not in the upper tertile.
A study on urinary cadmium and prostate-specific antigen (PSA) observed a significant correlation in men whose daily zinc intake was below the median level of 12.7 mg.
A case-control study linked prolonged zinc supplementation with reduced risk for breast cancer in both pre-menopausal and post-menopausal women.
A clinical trial showed that 45 mg zinc per day exerts a systemic anti-inflammatory effect.
Supplemental zinc can improve immune function in the elderly.
The only harm from zinc supplementation that McCarty mentions is decreasing copper absorption, something that might not be a concern for vegans. The one reliable study looking at vegan copper intakes, from the USA, found vegans to have an intake of 3.1 mg (men) and 2.2 mg (women) versus 1.3 (men) and 1.5 (women) for non-vegetarians. The RDA for copper is .9 mg for both men and women [Haddad 1999].
One concern about zinc supplementation is whether it could lead to Alzheimer’s Disease (AD). There is some evidence that iron, copper, and zinc are concentrated in the plaques found in the brains of people with AD. Whether copper might be the cause of AD has been of some debate, but there appears to be few if any published studies implicating zinc intakes with AD. See our article on Zinc for more information on zinc and Alzheimer’s Disease.
Zinc Supplements and Cadmium Contamination
In 2001, Krone et al tested six zinc supplements from Seattle area health food stores to see if they contained cadmium [Krone 2001]. According to the authors, “Because the chemical properties of [zinc] and cadmium (Cd) are so similar, these two elements invariably occur together in nature.”
They found that the single zinc supplements had very low levels of cadmium whereas the multi-mineral supplements had enough that taking the RDA of zinc would provide up to 2 µg of cadmium (20% of the daily limit recommended by the US Federal Drug Administration (FDA)).
It also happens that three of the supplements with low levels of cadmium were in the form of zinc gluconate whereas none of the multi-mineral preparations were the gluconate form. So, it could be that zinc gluconate is unlikely to have much cadmium or that single zinc supplements are unlikely.
According to their website, the supplement manufacturer Kirkman, from Oregon, does a rigorous job testing their supplements for contamination of cadmium and other impurities (more info).
