Chlormequat este un regulator de creștere a plantelor a cărui utilizare în culturile de cereale este în creștere în America de Nord.Studiile de toxicologie au arătat că expunerea la clormequat poate reduce fertilitatea și poate cauza prejudicii fătului în curs de dezvoltare la doze sub doza zilnică permisă stabilită de autoritățile de reglementare.Aici, raportăm prezența clormequatului în probele de urină colectate de la populația SUA, cu rate de detecție de 69%, 74% și 90% în probele colectate în 2017, 2018–2022 și, respectiv, 2023.Din 2017 până în 2022, în probe au fost detectate concentrații scăzute de clormequat, iar din 2023, concentrațiile de clormequat din probe au crescut semnificativ.De asemenea, am observat că clormequatul se găsește mai frecvent în produsele din ovăz.Aceste rezultate și datele de toxicitate pentru clormequat ridică îngrijorări cu privire la nivelurile actuale de expunere și solicită teste de toxicitate mai extinse, supraveghere alimentară și studii epidemiologice pentru a evalua impactul expunerii la clormequat asupra sănătății umane.
Acest studiu raportează prima detecție a clormequat, un agrochimic cu toxicitate pentru dezvoltare și reproducere, în populația SUA și în aprovizionarea cu alimente din SUA.În timp ce niveluri similare ale substanței chimice au fost găsite în probele de urină din 2017 până în 2022, niveluri semnificativ crescute au fost găsite în eșantionul din 2023.Această lucrare evidențiază necesitatea unei monitorizări mai ample a clormequatului în probele alimentare și umane din Statele Unite, precum și a toxicologiei și toxicologiei.Studii epidemiologice ale clormequatului, deoarece această substanță chimică este un contaminant emergent cu efecte adverse documentate asupra sănătății la doze mici în studiile pe animale.
Chlormequat este o substanță chimică agricolă înregistrată pentru prima dată în Statele Unite în 1962 ca regulator de creștere a plantelor.Deși în prezent este permisă numai utilizarea pe plante ornamentale în Statele Unite, o decizie din 2018 a Agenției pentru Protecția Mediului din SUA (EPA) a permis importul de produse alimentare (în mare parte cereale) tratate cu clormequat.În UE, Marea Britanie și Canada, clormequatul este aprobat pentru utilizare la culturile alimentare, în principal grâu, ovăz și orz.Clormequatul poate reduce înălțimea tulpinii, reducând astfel probabilitatea ca recolta să se răsucească, ceea ce îngreunează recoltarea.În Regatul Unit și UE, clormequatul este, în general, cel mai detectat reziduu de pesticide în cereale și cereale, așa cum este documentat în studiile de monitorizare pe termen lung .
Deși clormequatul este aprobat pentru utilizare pe culturi în anumite părți ale Europei și Americii de Nord, prezintă proprietăți toxicologice bazate pe studii istorice și recent publicate pe animale.Efectele expunerii la clormequat asupra toxicității reproductive și fertilității au fost descrise pentru prima dată la începutul anilor 1980 de crescătorii de porci danezi care au observat scăderea performanței reproductive la porcii crescuți pe cereale tratate cu clormequat.Aceste observații au fost examinate ulterior în experimente de laborator controlate la porci și șoareci, în care porcele hrănite cu cereale tratate cu clormequat au prezentat tulburări în ciclurile estrale și împerechere în comparație cu animalele martor hrănite cu o dietă fără clormequat.În plus, șoarecii masculi expuși la clormequat prin alimente sau apă de băut în timpul dezvoltării au arătat o capacitate scăzută de a fertiliza spermatozoizii in vitro.Studii recente de toxicitate pentru reproducere ale chlormequat au arătat că expunerea șobolanilor la clormequat în perioadele sensibile de dezvoltare, inclusiv sarcina și începutul vieții, a dus la pubertate întârziată, scăderea motilității spermatozoizilor, scăderea greutății organelor reproductive masculine și scăderea nivelului de testosteron.Studiile de toxicitate asupra dezvoltării indică, de asemenea, că expunerea la clormequat în timpul sarcinii poate provoca creșterea fătului și anomalii metabolice.Alte studii nu au găsit nici un efect al clormequat asupra funcției de reproducere la femelele de șoareci și la porcii masculi și nicio studii ulterioare nu au găsit un efect al clormequatului asupra fertilității șoarecilor masculi expuși la clormequat în timpul dezvoltării și vieții postnatale.Datele echivoce despre clormequat din literatura toxicologică se pot datora diferențelor dintre dozele de testare și măsurători, precum și alegerea organismelor model și sexul animalelor de experiment.Prin urmare, se impune investigații suplimentare.
Deși studii toxicologice recente au demonstrat efectele asupra dezvoltării, reproducerii și endocrine ale clormequatului, mecanismele prin care apar aceste efecte toxicologice sunt neclare.Unele studii sugerează că clormequatul poate să nu acționeze prin mecanisme bine definite ale substanțelor chimice care perturbă sistemul endocrin, inclusiv receptorii de estrogeni sau androgeni și nu modifică activitatea aromatazei.Alte dovezi sugerează că clormequatul poate provoca reacții adverse prin modificarea biosintezei steroizilor și prin stresul reticulului endoplasmatic.
Deși clormequat este prezent omniprezent în alimentele comune europene, numărul de studii de biomonitorizare care evaluează expunerea umană la clormequat este relativ mic.Chlormequat are un timp de înjumătățire scurt în organism, aproximativ 2-3 ore, iar în studiile care au implicat voluntari umani, majoritatea dozelor experimentale au fost eliminate din organism în 24 de ore [14].În eșantioanele populației generale din Regatul Unit și Suedia, clormequat a fost detectat în urină a aproape 100% dintre participanții la studiu la frecvențe și concentrații semnificativ mai mari decât alte pesticide, cum ar fi clorpirifos, piretroizii, tiabendazolul și metaboliții mancozeb.Studiile la porci au arătat că clormequat poate fi detectat și în ser și transferat în lapte, dar aceste matrici nu au fost studiate la oameni sau alte modele animale experimentale, deși pot exista urme de clormequat în ser și lapte asociate cu afectarea reproducerii.material.Există efecte importante ale expunerii în timpul sarcinii și la sugari.
În aprilie 2018, Agenția pentru Protecția Mediului din SUA a anunțat niveluri acceptabile de toleranță alimentară pentru clormequat din ovăz, grâu, orz și anumite produse de origine animală importate, permițând ca clormequat să fie importat în aprovizionarea cu alimente din SUA.Conținutul de ovăz admis a fost ulterior crescut în 2020. Pentru a caracteriza impactul acestor decizii asupra apariției și prevalenței clormequatului în populația adultă din SUA, acest studiu pilot a măsurat cantitatea de clormequat din urină a persoanelor din trei regiuni geografice din SUA din 2017. până în 2023 și din nou în 2022. și conținutul de clormequat al produselor din ovăz și grâu achiziționate în Statele Unite în 2023.
Probele colectate în trei regiuni geografice între 2017 și 2023 au fost utilizate pentru a măsura nivelurile urinare de clormequat la rezidenții din SUA.Douăzeci și unu de probe de urină au fost colectate de la femei însărcinate neidentificate care și-au dat acordul în momentul nașterii, conform unui protocol aprobat de Institutional Review Board (IRB) din 2017 de la Universitatea Medicală din Carolina de Sud (MUSC, Charleston, SC, SUA).Probele au fost păstrate la 4°C timp de până la 4 ore, apoi au fost alicote și congelate la -80°C.Douăzeci și cinci de probe de urină pentru adulți au fost achiziționate de la Lee Biosolutions, Inc (Maryland Heights, MO, SUA) în noiembrie 2022, reprezentând o singură probă colectată din octombrie 2017 până în septembrie 2022 și au fost colectate de la voluntari (13 bărbați și 12 femei).) împrumutat către colecția Maryland Heights, Missouri.Probele au fost depozitate la -20°C imediat după colectare.În plus, 50 de probe de urină colectate de la voluntari din Florida (25 bărbați, 25 femei) în iunie 2023 au fost achiziționate de la BioIVT, LLC (Westbury, NY, SUA).Probele au fost depozitate la 4°C până când toate probele au fost colectate și apoi alicotate și congelate la -20°C.Compania furnizor a obținut aprobarea IRB necesară pentru procesarea probelor umane și a fost de acord cu recoltarea probelor.Nu au fost furnizate informații personale în niciunul dintre eșantioanele testate.Toate probele au fost trimise congelate pentru analiză.Exemple de informații detaliate pot fi găsite în Tabelul S1 cu informații justificative.
Cuantificarea clormequatului în probele de urină umană a fost determinată prin LC-MS/MS la Laboratorul de Cercetare HSE (Buxton, Marea Britanie) conform metodei publicate de Lindh et al.Ușor modificat în 2011. Pe scurt, probele au fost preparate prin amestecarea a 200 μl de urină nefiltrată cu 1,8 ml de acetat de amoniu 0,01 M care conține standard intern.Proba a fost apoi extrasă folosind o coloană HCX-Q, condiționată mai întâi cu metanol, apoi cu acetat de amoniu 0,01 M, spălată cu acetat de amoniu 0,01 M și eluată cu acid formic 1% în metanol.Probele au fost apoi încărcate pe o coloană C18 LC (Synergi 4 µ Hydro-RP 150 × 2 mm; Phenomenex, UK) și separate folosind o fază mobilă izocratică constând din 0,1% acid formic:metanol 80:20 la debit 0,2.ml/min.Tranzițiile de reacție selectate prin spectrometrie de masă au fost descrise de Lindh și colab.2011. Limita de detecție a fost de 0,1 μg/L, așa cum sa raportat în alte studii.
Concentrațiile urinare de clormequat sunt exprimate ca μmol clormequat/mol creatinină și convertite în μg clormequat/g creatinină, așa cum sa raportat în studiile anterioare (înmulțit cu 1,08).
Anresco Laboratories, LLC a testat mostre de alimente de ovăz (25 convențional și 8 organic) și grâu (9 convențional) pentru clormequat (San Francisco, CA, SUA).Probele au fost analizate cu modificări conform metodelor publicate.LOD/LOQ pentru probele de ovăz în 2022 și pentru toate probele de grâu și ovăz în 2023 au fost stabilite la 10/100 ppb și, respectiv, 3/40 ppb.Exemple de informații detaliate pot fi găsite în Tabelul S2 cu informații justificative.
Concentrațiile urinare de clormequat au fost grupate în funcție de locația geografică și anul de recoltare, cu excepția a două probe colectate în 2017 din Maryland Heights, Missouri, care au fost grupate cu alte probe din 2017 din Charleston, Carolina de Sud.Probele sub limita de detecție a clormequatului au fost tratate ca procent de detecție împărțit la rădăcina pătrată a lui 2. Datele nu au fost distribuite în mod normal, astfel încât testul neparametric Kruskal-Wallis și testul de comparație multiplă Dunn au fost utilizate pentru a compara medianele dintre grupuri.Toate calculele au fost efectuate în GraphPad Prism (Boston, MA).
Chlormequat a fost detectat în 77 din 96 de probe de urină, reprezentând 80% din toate probele de urină.Comparativ cu 2017 și 2018–2022, 2023 de eșantioane au fost detectate mai frecvent: 16 din 23 de probe (sau 69%) și, respectiv, 17 din 23 de eșantioane (sau 74%) și 45 din 50 de eșantioane (adică 90%). .) au fost testate.Înainte de 2023, concentrațiile de clormequat detectate în cele două grupuri au fost echivalente, în timp ce concentrațiile de clormequat detectate în probele din 2023 au fost semnificativ mai mari decât în probele din anii precedenți (Figura 1A, B).Intervalele de concentrație detectabile pentru probele din 2017, 2018–2022 și 2023 au fost de la 0,22 la 5,4, de la 0,11 la 4,3 și, respectiv, de la 0,27 la 52,8 micrograme de clormequat per gram de creatinină.Valorile mediane pentru toate eșantioanele din 2017, 2018–2022 și 2023 sunt 0,46, 0,30 și, respectiv, 1,4.Aceste date sugerează că expunerea poate continua, având în vedere timpul scurt de înjumătățire al clormequatului din organism, cu niveluri de expunere mai scăzute între 2017 și 2022 și niveluri de expunere mai mari în 2023.
Concentrația de clormequat pentru fiecare probă individuală de urină este prezentată ca un singur punct, cu bare deasupra mediei și barele de eroare reprezentând +/- eroarea standard.Concentrațiile urinare de clormequat sunt exprimate în mcg de clormequat per gram de creatinină pe o scară liniară (A) și pe o scară logaritmică (B).Analiza neparametrică Kruskal-Wallis a varianței cu testul de comparație multiplă Dunn a fost utilizată pentru a testa semnificația statistică.
Probele de alimente achiziționate în Statele Unite în 2022 și 2023 au arătat niveluri detectabile de clormequat în toate cele 25 de produse tradiționale din ovăz, cu excepția a două, cu concentrații variind de la nedetectabile la 291 μg/kg, indicând clormequat din ovăz.Prevalența vegetarianismului este mare.Probele colectate în 2022 și 2023 au avut niveluri medii similare: 90 µg/kg și, respectiv, 114 µg/kg.Doar o probă de opt produse organice din ovăz a avut un conținut detectabil de clormequat de 17 µg/kg.De asemenea, am observat concentrații mai scăzute de clormequat în două dintre cele nouă produse din grâu testate: 3,5 și, respectiv, 12,6 μg/kg (Tabelul 2).
Acesta este primul raport de măsurare a clormequatului urinar la adulții care trăiesc în Statele Unite și în populațiile din afara Regatului Unit și Suediei.Tendințele de biomonitorizare a pesticidelor în rândul a peste 1.000 de adolescenți din Suedia au înregistrat o rată de detecție de 100% pentru clormequat din 2000 până în 2017. Concentrația medie în 2017 a fost de 0,86 micrograme de clormequat per gram de creatinină și pare să fi scăzut cel mai ridicat nivel mediu în timp, fiind de 2,77 în 2009 [16].În Marea Britanie, biomonitorizarea a constatat o concentrație medie de clormequat mult mai mare de 15,1 micrograme de clormequat per gram de creatinină între 2011 și 2012, deși aceste probe au fost colectate de la oameni care locuiesc în zone agricole.nu a existat nicio diferență de expunere.Incident de pulverizare[15].Studiul nostru asupra eșantionului din SUA din 2017 până în 2022 a constatat niveluri medii mai scăzute în comparație cu studiile anterioare din Europa, în timp ce nivelurile mediane ale eșantionului din 2023 au fost comparabile cu eșantionul suedez, dar mai mici decât eșantionul din Marea Britanie (Tabelul 1) .
Aceste diferențe de expunere între regiuni și momente pot reflecta diferențe în practicile agricole și statutul de reglementare al clormequatului, care influențează în cele din urmă nivelurile de clormequat din produsele alimentare.De exemplu, concentrațiile de clormequat din probele de urină au fost semnificativ mai mari în 2023, comparativ cu anii precedenți, ceea ce poate reflecta modificări legate de acțiunile de reglementare ale EPA legate de clormequat (inclusiv limitele alimentare pentru clormequat în 2018).Aprovizionarea cu alimente din SUA în viitorul apropiat.Ridicați standardele de consum de ovăz până în 2020. Aceste acțiuni permit importul și vânzarea de produse agricole tratate cu clormequat, de exemplu, din Canada.Decalajul dintre modificările de reglementare ale EPA și concentrațiile crescute de clormequat găsite în probele de urină în 2023 poate fi explicată printr-o serie de circumstanțe, cum ar fi întârzierile în adoptarea practicilor agricole care folosesc clormequat, întârzierile companiilor americane în încheierea acordurilor comerciale, și, de asemenea, se confruntă cu întârzieri în achizițiile de ovăz din cauza epuizării stocurilor de produse vechi și/sau a duratei de valabilitate mai lungă a produselor din ovăz.
Pentru a determina dacă concentrațiile observate în probele de urină din SUA reflectă expunerea alimentară potențială la clormequat, am măsurat clormequat din ovăz și produse din grâu achiziționate în SUA în 2022 și 2023. Produsele din ovăz conțin clormequat mai des decât produsele din grâu și cantitatea de clormequat din diferitele produse din ovăz variază, cu un nivel mediu de 104 ppb, posibil din cauza aprovizionării din Statele Unite și Canada, ceea ce poate reflecta diferențe de utilizare sau neutilizare.între produsele produse din ovăz tratat cu clormequat.În schimb, în mostrele de alimente din Marea Britanie, clormequatul este mai abundent în produsele pe bază de grâu, cum ar fi pâinea, clormequatul fiind detectat în 90% din probele colectate în Marea Britanie între iulie și septembrie 2022. Concentrația medie este de 60 ppb.În mod similar, clormequat a fost detectat și în 82% din probele de ovăz din Regatul Unit la o concentrație medie de 1650 ppb, de peste 15 ori mai mare decât în probele din SUA, ceea ce poate explica concentrațiile urinare mai mari observate în probele din Marea Britanie.
Rezultatele noastre de biomonitorizare indică faptul că expunerea la clormequat a avut loc înainte de 2018, deși toleranța alimentară la clormequat nu a fost stabilită.Deși clormequat nu este controlat în alimentele din Statele Unite și nu există date istorice privind concentrațiile de clormequat din alimentele vândute în Statele Unite, având în vedere timpul scurt de înjumătățire al clormequatului, bănuim că această expunere poate fi alimentară.În plus, precursorii de colină din produsele din grâu și pulberile de ouă formează în mod natural clormequat la temperaturi ridicate, cum ar fi cele utilizate în procesarea și fabricarea alimentelor, rezultând concentrații de clormequat cuprinse între 5 și 40 ng/g. Rezultatele noastre ale testelor alimentare indică faptul că unele probe, inclusiv produsul organic din ovăz, a conținut clormequat la niveluri similare cu cele raportate în studiile de clormequat natural, în timp ce multe alte probe au conținut niveluri mai mari de clormequat.Astfel, nivelurile pe care le-am observat în urină până în 2023 s-au datorat probabil expunerii dietetice la clormequat generat în timpul procesării și fabricării alimentelor.Nivelurile observate în 2023 se datorează probabil expunerii alimentare la clormequat produs spontan și produse importate tratate cu clormequat în agricultură.Diferențele de expunere la clormequat dintre probele noastre se pot datora, de asemenea, locației geografice, diferitelor modele alimentare sau expunerii profesionale la clormequat atunci când este utilizat în sere și pepiniere.
Studiul nostru sugerează că sunt necesare dimensiuni mai mari ale eșantioanelor și un eșantion mai divers de alimente tratate cu clormequat pentru a evalua pe deplin sursele alimentare potențiale de clormequat la persoanele cu expunere scăzută.Studiile viitoare, inclusiv analiza probelor istorice de urină și alimente, chestionare dietetice și ocupaționale, monitorizarea continuă a clormequatului în alimente convenționale și organice din Statele Unite și probe de biomonitorizare vor ajuta la elucidarea factorilor comuni ai expunerii la clormequat în populația din SUA.
Probabilitatea creșterii nivelului de clormequat în probele de urină și alimente în Statele Unite în următorii ani rămâne de stabilit.În Statele Unite, clormequatul este permis în prezent doar în produsele importate de ovăz și grâu, dar Agenția pentru Protecția Mediului ia în considerare în prezent utilizarea sa în agricultură în culturile interne neecologice.Dacă o astfel de utilizare casnică este aprobată împreună cu practica agricolă răspândită a clormequatului în străinătate și pe plan intern, nivelurile de clormequat din ovăz, grâu și alte produse cerealiere ar putea continua să crească, ceea ce duce la niveluri mai ridicate de expunere la clormequat.Populația totală a SUA.
Concentrațiile urinare actuale de clormequat din acest studiu și din alte studii indică faptul că donatorii individuali au fost expuși la clormequat la niveluri care erau ambele sub doza de referință (RfD) publicată de Agenția pentru Protecția Mediului din SUA (0,05 mg/kg greutate corporală pe zi), deci sunt acceptabile. .Doza zilnică este cu câteva ordine de mărime mai mică decât valoarea aportului publicată de Autoritatea Europeană pentru Siguranța Alimentară (ADI) (0,04 mg/kg greutate corporală/zi).Cu toate acestea, observăm că studiile de toxicologie publicate cu clormequat sugerează că poate fi necesară reevaluarea acestor praguri de siguranță.De exemplu, șoarecii și porcii expuși la doze sub RfD și ADI actuale (0,024 și, respectiv, 0,0023 mg/kg greutate corporală/zi) au prezentat o fertilitate scăzută.Într-un alt studiu de toxicologie, expunerea în timpul sarcinii la doze echivalente cu un nivel fără efecte adverse observate (NOAEL) de 5 mg/kg (utilizat pentru a calcula doza de referință a Agenției pentru Protecția Mediului din SUA) a dus la modificări ale creșterii și metabolismului fetal, precum și ca modificări ale compoziției corpului.Șoareci nou-născuți.În plus, pragurile de reglementare nu țin cont de efectele adverse ale amestecurilor de substanțe chimice care pot afecta sistemul reproductiv, care s-au dovedit a avea efecte aditive sau sinergice la doze mai mici decât expunerea la substanțe chimice individuale, cauzând potențiale probleme de sănătate .Preocupări cu privire la consecințele asociate cu nivelurile actuale de expunere, în special pentru cei cu niveluri de expunere mai ridicate în populația generală din Europa și SUA.
Acest studiu pilot al noilor expuneri chimice din Statele Unite arată că clormequatul este prezent în alimentele din SUA, în principal în produsele din ovăz, precum și în majoritatea probelor de urină detectate colectate de la aproape 100 de persoane din SUA, indicând expunerea continuă la clormequat.Mai mult, tendințele acestor date sugerează că nivelurile de expunere au crescut și ar putea continua să crească în viitor.Având în vedere preocupările toxicologice asociate cu expunerea la clormequat în studiile pe animale și expunerea pe scară largă a populației generale la clormequat în țările europene (și acum probabil în Statele Unite), împreună cu studii epidemiologice și pe animale, există o nevoie urgentă de monitorizare a clormequatului în alimente și oameni Chlormequat.Este important să înțelegem potențialele pericole pentru sănătate ale acestei substanțe chimice agricole la niveluri de expunere semnificative pentru mediu, în special în timpul sarcinii.
Ora postării: 29-mai-2024