Este cadmiul o cauză a epidemiologiei cancerului cancerului pancreatic uman, biomarkeri; Prevenirea

Abstract

Se știe puțin despre etiologia cancerului pancreatic, care este o cauză importantă a mortalității prin cancer în țările dezvoltate. Ipotezăm că expunerea la cadmiu este o cauză a cancerului pancreatic. Cadmiul este un metal neesențial despre care se știe că se acumulează în pancreasul uman. Factorii majori de risc pentru cancerul pancreatic (vârsta în creștere, fumatul, reședința în Louisiana și ocupațiile care implică expunerea la prelucrarea metalelor și pesticide) sunt toți asociați cu expunerea crescută la cadmiu. Metaanaliza noastră a cohortelor cu expunere ridicată la cadmiu este, de asemenea, consecventă cu un risc crescut de cancer pancreatic (raport de mortalitate standardizat = 166; interval de încredere de 95%, 98-280; P = 0,059). Cadmiul poate provoca transdiferențierea celulelor pancreatice, crește sinteza ADN-ului pancreatic și crește activarea oncogenă. Astfel, cadmiul este un cancerigen pancreatic plauzibil. Ipoteza cadmiului oferă o explicație coerentă pentru o mare parte a epidemiologiei descriptive a cancerului pancreatic și sugerează noi căi de cercetare analitică.

cadmiul

Introducere

Cancerul pancreasului este o cauză importantă a mortalității prin cancer în țările dezvoltate și reprezintă mai mult de 28.000 de decese în Statele Unite pe an. Cancerul pancreatic produce puține simptome specifice în stadiile incipiente și este de obicei detectat într-un stadiu avansat și incurabil. Acest lucru contribuie la faptul că cancerul pancreatic are cea mai gravă supraviețuire a oricărui cancer major; supraviețuirea medie după diagnostic este mai mică de 6 luni și mai puțin de 5% dintre pacienți supraviețuiesc 5 ani (1, 2) .

Etiologia cancerului pancreatic este obscură (vezi Ref. 3, 4, 5 pentru recenzii ale epidemiologiei). Ratele de incidență pentru cancerul pancreatic cresc exponențial odată cu vârsta începând cu aproximativ 40 de ani, sunt cu aproximativ 50% mai mari la bărbați decât la femei și sunt mai mari la negri decât la albi. În ciuda unui studiu epidemiologic considerabil, singurul factor de risc modificabil care a fost stabilit este fumatul de țigări. Cu toate acestea, identitatea cancerigenului (cancerigenilor) din fumul de țigară este necunoscută. S-au detectat puține riscuri profesionale puternice, deși riscurile moderate au fost asociate cu mai multe industrii, inclusiv ocupațiile de prelucrare a metalelor și expunerea la pesticide (6). Cartarea ratelor de mortalitate din Statele Unite prin cancer pancreatic a identificat rate semnificativ crescute în sudul Louisianei (7), dar cauza acestui grup rămâne în mare parte inexplicabilă.

Ipotezăm că expunerea la cadmiu este o cauză a cancerului pancreatic. Scopurile acestui studiu sunt: ​​(a) să descrie ipoteza cadmiului pentru cancerul pancreatic; (b) testează ipoteza folosind datele epidemiologice disponibile; (c) revizuirea dovezilor care indică faptul că cadmiul este un cancerigen pancreatic plauzibil; și (d) propune noi domenii pentru investigații analitice. Înainte de a descrie ipoteza cadmiului, analizăm câteva proprietăți toxicologice ale cadmiului.

Proprietățile toxicologice ale cadmiului

Cadmiul, numărul atomic 48, este un metal moale, alb-argintiu, care se găsește în mod natural la niveluri scăzute în roci și sol. Cadmiul este utilizat într-o varietate de industrii, de exemplu, în bateriile de nichel-cadmiu și galvanizarea, ca componentă în aliajele metalurgice și de lipire, în pigmenți și ca stabilizator pentru plastic. Majoritatea cadmiului produs în Statele Unite este extras în timpul topirii altor metale, cum ar fi zincul, plumbul sau cuprul. Topitorii sunt o sursă majoră de contaminare cu cadmiu în aer. Alte surse de cadmiu de mediu sunt arderea combustibililor fosili și a deșeurilor și utilizarea îngrășămintelor fosfatice și a nămolului de canalizare (8, 9, 10, 11) .

Cadmiul care este prezent în sol ca urmare a emisiilor industriale sau a fertilizării poate fi preluat selectiv de către plantele comestibile, producând concentrații de cadmiu de multe ori mai mari decât cel al solului înconjurător (12). În mod similar, multe plante de apă biomagnifică nivelurile de cadmiu din apa din jur. Nivelurile de cadmiu la pești, în special Mollusca și Crustacea (de exemplu, stridii, creveți, crab și rac), pot fi foarte mari (13). Cea mai mare parte a cadmiului din crustacee este conținută într-un singur organ, hepatopancreasul (14, 15, 16), care este consumat în mod obișnuit de oameni. De exemplu, plantele crescute timp de 7 zile în 0,00224 ppb cadmiu au fost hrănite cu raci de mlaștină roșie din Louisiana (Procambarus clarkii) timp de 14 zile. Acumularea de cadmiu în hepatopancreata a crescut de la 176,8 ppb în ziua 0 la 4657,6 ppb în ziua 14 (17). Nivelurile de cadmiu din crabul comestibil (Cancer pagurus) pot ajunge la 30-50 părți/milion (18). S-a estimat că consumul unei mese de crab pe săptămână depășește aportul de cadmiu tolerat provizoriu de OMS sub 500 μg (19, 20) .

Alimentația este principala sursă de cadmiu pentru populația care nu fumează. Estimările aportului de cadmiu din dietă la nivel mondial variază de la 10–40μ g/zi în zonele nepoluate la câteva sute de micrograme în regiunile poluate cu cadmiu. În Statele Unite, persoana medie consumă aproximativ 30 μg de cadmiu pe zi în alimente și absoarbe 1-3 μg din tractul gastro-intestinal. Fumatul este o sursă importantă de expunere la cadmiu (21). O țigară conține aproximativ 1-2 μg de cadmiu, iar fumătorii absorb încă 1-3 μg de cadmiu/zi din căile respiratorii.3

Cea mai mare parte a cadmiului din organism este legată de metalotioneine, proteine ​​cu greutate moleculară mică care funcționează în homeostazia metalelor esențiale, de exemplu, zincul (22, 23). Complexul cadmiu-metalotioneină este distribuit în diferite țesuturi și organe și este reabsorbit în cele din urmă în tubulii renali (24). Deoarece corpul nu are mecanism pentru excreția cadmiului, cadmiul se acumulează în țesuturi. Timpul de înjumătățire al cadmiului în cortexul renal este de 10-30 de ani. La om, cea mai mare cantitate de cadmiu se depune în rinichi și ficat, urmată de pancreas și plămâni.

În 1993, IARC a clasificat compușii de cadmiu și cadmiu drept agenți cancerigeni umani cunoscuți (adică compuși de categoria 1; Ref. 25). Cele mai convingătoare date umane implică cadmiul ca cancerigen în plămâni, cu dovezi echivoce în alte locuri [de exemplu, prostata (26) și rinichi (27)]. Din câte știm, acesta este primul raport care propune că cadmiul este o cauză a cancerului pancreatic uman.

Ipoteza cadmiului pentru cancerul pancreatic

Sugerăm că mulți dintre factorii de risc cunoscuți pentru cancerul pancreatic sunt inteligibili în ceea ce privește expunerea crescută la cadmiu. De exemplu, rata de incidență crescândă a cancerului pancreatic odată cu vârsta este inteligibilă, deoarece nivelurile de cadmiu sunt nedetectabile în pancreasul nou-născuților și se acumulează odată cu vârsta, atingând vârful lor la aproximativ 50 de ani (28) .

Riscul crescut asociat fumatului este, de asemenea, de înțeles și în concordanță cu conținutul de cadmiu al țigărilor. Conținutul mediu de cadmiu din grăsimea fumătorilor este de patru ori mai mare decât cel al nefumătorilor (29). Studiile de autopsie demonstrează în mod constant că pancreasul fumătorilor conține aproximativ dublul cantității de cadmiu decât pancreasul nefumătorilor în vârstă (30, 31) .