Klormekvat je aregulator rasta biljakačija upotreba u žitaricama raste u Sjevernoj Americi.Toksikološke studije su pokazale da izlaganje hlormekvatu može smanjiti plodnost i uzrokovati štetu fetusu u razvoju u dozama manjim od dozvoljene dnevne doze koju su odredila regulatorna tijela.Ovdje izvještavamo o prisutnosti hlormekvata u uzorcima urina prikupljenim od populacije SAD-a, sa stopama detekcije od 69%, 74% i 90% u uzorcima prikupljenim 2017, 2018–2022, odnosno 2023.Od 2017. do 2022. godine detektovane su niske koncentracije hlormekvata u uzorcima, a od 2023. godine koncentracije hlormekvata u uzorcima su značajno porasle.Također smo primijetili da se hlormekvat sve češće nalazi u proizvodima od zobi.Ovi rezultati i podaci o toksičnosti za hlormekvat izazivaju zabrinutost u vezi sa trenutnim nivoima izloženosti i zahtevaju opsežnija ispitivanja toksičnosti, nadzor hrane i epidemiološke studije kako bi se procenio uticaj izloženosti hlormekvatu na zdravlje ljudi.
Ova studija izvještava o prvom otkrivanju hlormekvata, agrohemikalije s razvojnom i reproduktivnom toksičnošću, u populaciji SAD-a iu američkoj opskrbi hranom.Dok su slični nivoi hemikalije pronađeni u uzorcima urina od 2017. do 2022. godine, značajno povišeni nivoi pronađeni su u uzorku iz 2023. godine.Ovaj rad naglašava potrebu za širim praćenjem hlormekvata u uzorcima hrane i ljudi u Sjedinjenim Državama, kao i toksikologiju i toksikologiju.Epidemiološke studije hlormekvata, budući da je ova hemikalija kontaminant u nastajanju sa dokumentovanim štetnim efektima na zdravlje pri niskim dozama u studijama na životinjama.
Klormekvat je poljoprivredna hemikalija prvi put registrovana u Sjedinjenim Državama 1962. godine kao regulator rasta biljaka.Iako je trenutno dozvoljeno za upotrebu samo na ukrasnom bilju u Sjedinjenim Državama, odluka Američke agencije za zaštitu okoliša (EPA) iz 2018. dopušta uvoz prehrambenih proizvoda (uglavnom žitarica) tretiranih hlormekvatom [1].U EU, Velikoj Britaniji i Kanadi, hlormekvat je odobren za upotrebu na prehrambenim kulturama, uglavnom pšenici, zobi i ječmu.Klormekvat može smanjiti visinu stabljike, čime se smanjuje vjerovatnoća da će usjev biti uvrnut, što otežava berbu.U Velikoj Britaniji i EU, hlormekvat je općenito najčešće otkriveni ostatak pesticida u žitaricama i žitaricama, kao što je dokumentirano u dugoročnim studijama praćenja [2, 3].
Iako je hlormekvat odobren za upotrebu na usjevima u dijelovima Europe i Sjeverne Amerike, on pokazuje toksikološka svojstva zasnovana na povijesnim i nedavno objavljenim eksperimentalnim studijama na životinjama.Efekti izlaganja hlormekvatu na reproduktivnu toksičnost i plodnost prvi su opisali ranih 1980-ih danski uzgajivači svinja koji su uočili smanjenje reproduktivnog učinka kod svinja uzgojenih na žitaricama tretiranim hlormekvatom.Ova zapažanja su kasnije ispitana u kontroliranim laboratorijskim eksperimentima na svinjama i miševima, u kojima su ženke svinja hranjene žitaricama tretiranim hlormekvatom pokazale poremećaje u ciklusima estrusa i parenja u poređenju sa kontrolnim životinjama hranjenim hranom bez hlormekvata.Osim toga, mužjaci miševa izloženi hlormekvatu kroz hranu ili vodu za piće tokom razvoja pokazali su smanjenu sposobnost oplodnje sperme in vitro.Nedavne studije reproduktivne toksičnosti hlormekvata pokazale su da je izlaganje štakora hlormekvatu tokom osetljivih perioda razvoja, uključujući trudnoću i rani život, rezultiralo odgođenim pubertetom, smanjenom pokretljivošću spermatozoida, smanjenom težinom muških reproduktivnih organa i smanjenim nivoom testosterona.Studije razvojne toksičnosti također pokazuju da izlaganje hlormekvatu tokom trudnoće može uzrokovati rast fetusa i metaboličke abnormalnosti.Druge studije nisu pronašle nikakav efekat hlormekvata na reproduktivnu funkciju kod ženki miševa i mužjaka svinja, a nijedna kasnija istraživanja nisu otkrila uticaj hlormekvata na plodnost mužjaka miševa izloženih hlormekvatu tokom razvoja i postnatalnog života.Dvosmisleni podaci o hlormekvatu u toksikološkoj literaturi mogu biti uzrokovani razlikama u ispitnim dozama i mjerenjima, kao i izborom modelnih organizama i spolom eksperimentalnih životinja.Stoga je dalja istraga opravdana.
Iako su nedavne toksikološke studije pokazale efekte hlormekvata na razvoj, reprodukciju i endokrini sistem, mehanizmi kojima se ti toksikološki efekti javljaju su nepoznati.Neke studije sugeriraju da hlormekvat možda ne djeluje kroz dobro definirane mehanizme hemikalija koje ometaju endokrini sistem, uključujući receptore estrogena ili androgena, i da ne mijenja aktivnost aromataze.Drugi dokazi sugeriraju da hlormekvat može uzrokovati nuspojave mijenjajući biosintezu steroida i izazivajući stres endoplazmatskog retikuluma.
Iako je hlormekvat sveprisutno prisutan u uobičajenoj evropskoj hrani, broj biomonitoring studija koje procjenjuju izloženost ljudi hlormekvatu je relativno mali.Klormekvat ima kratak poluživot u tijelu, otprilike 2-3 sata, a u studijama koje su uključivale ljudske dobrovoljce, većina eksperimentalnih doza je izbačena iz tijela u roku od 24 sata.U uzorcima opće populacije iz Velike Britanije i Švedske, hlormekvat je otkriven u urinu gotovo 100% sudionika studije u značajno većim učestalostima i koncentracijama od drugih pesticida kao što su hlorpirifos, piretroidi, tiabendazol i metaboliti mankozeba.Istraživanja na svinjama su pokazala da se hlormekvat također može naći u serumu i može se prenijeti u mlijeko, ali ove matrice nisu proučavane na ljudima ili drugim eksperimentalnim životinjskim modelima, iako njegovo prisustvo u serumu i mlijeku može biti povezano s reproduktivnim oštećenjem hemikalije..Postoje važni efekti izloženosti tokom trudnoće i kod novorođenčadi.
U travnju 2018. godine, Američka agencija za zaštitu okoliša objavila je prihvatljive nivoe tolerancije hrane za hlormekvat u uvezenoj zobi, pšenici, ječmu i određenim životinjskim proizvodima, omogućavajući uvoz hlormekvata u američku hranu.Dozvoljeni sadržaj zobi naknadno je povećan 2020. Da bi se okarakterizirao utjecaj ovih odluka na pojavu i prevalence hlormekvata u odrasloj populaciji SAD-a, ova pilot studija mjerila je količinu hlormekvata u urinu ljudi iz tri geografske regije SAD-a od 2017. do 2023. i ponovo 2022. i sadržaj hlormekvata u proizvodima od zobi i pšenice kupljenih u Sjedinjenim Državama 2023. godine.
Uzorci prikupljeni u tri geografske regije između 2017. i 2023. korišteni su za mjerenje nivoa hlormekvata u urinu kod stanovnika SAD.Dvadeset i jedan uzorak urina je sakupljen od deidentifikovanih trudnica koje su dale pristanak u vrijeme porođaja prema protokolu koji je odobrio Institucionalni odbor za reviziju (IRB) iz 2017. sa Medicinskog univerziteta Južne Karoline (MUSC, Charleston, SC, SAD).Uzorci su pohranjeni na 4°C do 4 sata, zatim podijeljeni u alikvote i zamrznuti na -80°C.Dvadeset i pet uzoraka urina odraslih kupljeno je od Lee Biosolutions, Inc (Maryland Heights, MO, SAD) u novembru 2022., što predstavlja jedan uzorak prikupljen od oktobra 2017. do septembra 2022., a prikupljeni su od volontera (13 muškaraca i 12 žena).) na posudbi Maryland Heights, Missouri Collection.Uzorci su pohranjeni na -20°C odmah nakon sakupljanja.Osim toga, 50 uzoraka urina prikupljenih od volontera sa Floride (25 muškaraca, 25 žena) u junu 2023. kupljeno je od BioIVT, LLC (Westbury, NY, SAD).Uzorci su pohranjeni na 4°C dok se svi uzorci ne sakupe, zatim su podijeljeni u alikvote i zamrznuti na -20°C.Kompanija dobavljač je dobila neophodno odobrenje IRB-a za obradu ljudskih uzoraka i saglasnost za uzimanje uzoraka.Ni u jednom od testiranih uzoraka nisu navedeni lični podaci.Svi uzorci su poslani zamrznuti na analizu.Detaljne informacije o uzorcima mogu se naći u Tabeli S1 pratećih informacija.
Kvantifikacija hlormekvata u uzorcima ljudskog urina određena je pomoću LC-MS/MS u HSE istraživačkoj laboratoriji (Buxton, UK) prema metodi koju su objavili Lindh et al.Malo modifikovan 2011.Ukratko, uzorci su pripremljeni miješanjem 200 μl nefiltriranog urina sa 1,8 ml 0,01 M amonijum acetata koji sadrži interni standard.Uzorak je zatim ekstrahovan pomoću HCX-Q kolone, kondicioniran prvo sa metanolom, zatim sa 0,01 M amonijum acetatom, ispran sa 0,01 M amonijum acetatom i eluiran sa 1% mravlje kiseline u metanolu.Uzorci su zatim stavljeni na C18 LC kolonu (Synergi 4 µ Hydro-RP 150 × 2 mm; Phenomenex, UK) i razdvojeni korištenjem izokratske mobilne faze koja se sastoji od 0,1% mravlja kiselina:metanol 80:20 pri brzini protoka 0,2.ml/min.Reakcione tranzicije odabrane masenom spektrometrijom opisali su Lindh et al.2011. Granica detekcije bila je 0,1 μg/L kao što je navedeno u drugim studijama.
Koncentracije hlormekvata u urinu izražene su kao μmol hlormekvata/mol kreatinina i pretvorene u μg hlormekvata/g kreatinina kao što je objavljeno u prethodnim studijama (pomnožite sa 1,08).
Anresco Laboratories, LLC testirala je uzorke hrane zobi (25 konvencionalnih i 8 organskih) i pšenice (9 konvencionalnih) na hlormekvat (San Francisco, Kalifornija, SAD).Uzorci su analizirani uz modifikacije prema objavljenim metodama [19].LOD/LOQ za uzorke zobi u 2022. i za sve uzorke pšenice i zobi u 2023. postavljeni su na 10/100 ppb i 3/40 ppb, respektivno.Detaljne informacije o uzorcima mogu se naći u Tabeli S2 pratećih informacija.
Koncentracije hlormekvata u urinu grupirane su prema geografskoj lokaciji i godini prikupljanja, s izuzetkom dva uzorka prikupljena 2017. iz Maryland Heightsa, Missouri, koji su grupirani s drugim uzorcima iz 2017. iz Charlestona, Južna Karolina.Uzorci ispod granice detekcije hlormekvata tretirani su kao procenat detekcije podeljen kvadratnim korenom od 2. Podaci nisu bili normalno raspoređeni, pa su neparametarski Kruskal-Volisov test i Dunnov test višestrukog poređenja korišćeni za poređenje medijana između grupa.Svi proračuni su izvedeni u GraphPad Prism (Boston, MA).
Klormekvat je otkriven u 77 od 96 uzoraka urina, što predstavlja 80% svih uzoraka urina.U poređenju sa 2017. i 2018.–2022., češće su otkrivena 2023 uzorka: 16 od 23 uzorka (ili 69%) i 17 od 23 uzorka (ili 74%), odnosno 45 od 50 uzoraka (tj. 90%) .) su testirani (Tabela 1).Prije 2023. godine, koncentracije hlormekvata otkrivene u dvije grupe bile su ekvivalentne, dok su koncentracije hlormekvata otkrivene u uzorcima iz 2023. bile značajno veće nego u uzorcima iz prethodnih godina (Slika 1A,B).Opsezi koncentracija koje se mogu detektovati za uzorke 2017, 2018–2022 i 2023 bili su 0,22 do 5,4, 0,11 do 4,3 i 0,27 do 52,8 mikrograma hlormekvata po gramu kreatinina, respektivno.Srednje vrijednosti za sve uzorke u 2017, 2018–2022 i 2023 su 0,46, 0,30 i 1,4, respektivno.Ovi podaci sugeriraju da bi se izloženost mogla nastaviti s obzirom na kratko poluvrijeme hlormekvata u tijelu, s nižim razinama izloženosti između 2017. i 2022. i višim razinama izloženosti 2023. godine.
Koncentracija hlormekvata za svaki pojedinačni uzorak urina predstavljena je kao jedna tačka sa crticama iznad srednje vrednosti i trakama greške koje predstavljaju +/- standardnu grešku.Koncentracije hlormekvata u urinu izražene su u mcg hlormekvata po gramu kreatinina na linearnoj i logaritamskoj skali.Za testiranje statističke značajnosti korištena je neparametrijska Kruskal-Wallisova analiza varijanse sa Dunnovim testom višestrukog poređenja.
Uzorci hrane kupljeni u Sjedinjenim Državama 2022. i 2023. pokazali su nivoe hlormekvata koji se mogu detektovati u svim osim u dva od 25 tradicionalnih proizvoda od zobi, sa koncentracijama u rasponu od nedetektivnih do 291 μg/kg, što ukazuje na hlormekvat u zobi.Prevalencija vegetarijanstva je velika.Uzorci prikupljeni 2022. i 2023. imali su slične prosječne nivoe: 90 µg/kg i 114 µg/kg, respektivno.Samo jedan uzorak od osam organskih proizvoda od zobi imao je detektabilni sadržaj hlormekvata od 17 µg/kg.Također smo primijetili niže koncentracije hlormekvata u dva od devet testiranih proizvoda od pšenice: 3,5 i 12,6 μg/kg, respektivno.
Ovo je prvi izvještaj o mjerenju hlormekvata u urinu kod odraslih koji žive u Sjedinjenim Državama i u populaciji izvan Ujedinjenog Kraljevstva i Švedske.Trendovi biomonitoringa pesticida među više od 1.000 adolescenata u Švedskoj zabilježili su stopu detekcije hlormekvata od 100% u periodu od 2000. do 2017. Prosječna koncentracija u 2017. bila je 0,86 mikrograma hlormekvata po gramu kreatinina i čini se da je najviši nivo kreatinina smanjen tokom vremena. iznosi 2,77 u 2009. godini.U Velikoj Britaniji, biomonitoring je otkrio mnogo veću prosječnu koncentraciju hlormekvata od 15,1 mikrograma hlormekvata po gramu kreatinina između 2011. i 2012. godine, iako su ti uzorci prikupljeni od ljudi koji žive u poljoprivrednim područjima.nije bilo razlike u ekspoziciji.Incident prskanja[15].Naša studija na uzorku iz SAD-a od 2017. do 2022. godine otkrila je niže srednje nivoe u poređenju sa prethodnim studijama u Evropi, dok su srednji nivoi uzorka iz 2023. bili uporedivi sa švedskim uzorkom, ali niži od uzorka iz Velike Britanije.
Ove razlike u izloženosti između regiona i vremenskih tačaka mogu odražavati razlike u poljoprivrednim praksama i regulatornom statusu hlormekvata, što na kraju utiče na nivoe hlormekvata u prehrambenim proizvodima.Na primjer, koncentracije hlormekvata u uzorcima urina bile su značajno veće u 2023. u odnosu na prethodne godine, što može odražavati promjene u vezi s regulatornim mjerama EPA u vezi s hlormekvatom (uključujući ograničenja za hranu za hlormekvat u 2018.).Zalihe hrane u SAD u bliskoj budućnosti.Podići standarde potrošnje zobi do 2020. Ove akcije omogućavaju uvoz i prodaju poljoprivrednih proizvoda tretiranih hlormekvatom, na primjer, iz Kanade.Zaostajanje između regulatornih promjena EPA i povišenih koncentracija klormekvata pronađenih u uzorcima urina 2023. godine može se objasniti brojnim okolnostima, kao što su kašnjenja u usvajanju poljoprivrednih praksi koje koriste klormekvat, kašnjenja američkih kompanija u pregovorima o trgovinskim sporazumima i privatnih lica.imaju kašnjenja u kupovini zobi zbog iscrpljivanja starih zaliha proizvoda i/ili zbog dužeg roka trajanja proizvoda od zobi.
Da bismo utvrdili da li koncentracije uočene u američkim uzorcima urina odražavaju potencijalnu izloženost hlormekvatu u ishrani, izmerili smo hlormekvat u zobenim i pšeničnim proizvodima kupljenim u SAD 2022. i 2023. godine. Proizvodi od zobi sadrže hlormekvat češće od proizvoda od pšenice, a količina hlormekvata u različiti proizvodi od ovsa variraju, sa prosječnim nivoom od 104 ppb, vjerovatno zbog nabavke iz Sjedinjenih Država i Kanade, što može odražavati razlike u upotrebi ili neupotrebi.između proizvoda proizvedenih od zobi tretiranih hlormekvatom.Nasuprot tome, u uzorcima hrane u Ujedinjenom Kraljevstvu, hlormekvata ima više u proizvodima na bazi pšenice kao što je hleb, pri čemu je hlormekvat otkriven u 90% uzoraka prikupljenih u UK između jula i septembra 2022. Prosječna koncentracija je 60 ppb.Slično, hlormekvat je također otkriven u 82% uzoraka zobi u Ujedinjenom Kraljevstvu u prosječnoj koncentraciji od 1650 ppb, više od 15 puta većoj nego u uzorcima iz SAD-a, što može objasniti veće koncentracije u urinu uočene u uzorcima iz UK-a.
Naši rezultati biomonitoringa pokazuju da se izloženost hlormekvatu dogodila prije 2018. godine, iako prehrambena tolerancija na hlormekvat nije utvrđena.Iako hlormekvat nije kontroliran u hrani u Sjedinjenim Državama, i ne postoje povijesni podaci o koncentracijama klormekvata u hrani koja se prodaje u Sjedinjenim Državama, s obzirom na kratko vrijeme poluraspada hlormekvata, sumnjamo da bi ova izloženost mogla biti dijetalna.Dodatno, prekursori holina u pšeničnim proizvodima i prahu od jaja prirodno formiraju hlormekvat na visokim temperaturama, kao što su oni koji se koriste u preradi i proizvodnji hrane, što rezultira koncentracijama hlormekvata u rasponu od 5 do 40 ng/g.Naši rezultati testiranja hrane pokazuju da su neki uzorci, uključujući organski proizvod od zobi, sadržavali hlormekvat na nivoima sličnim onima prijavljenim u studijama prirodnog hlormekvata, dok su mnogi drugi uzorci sadržavali više razine hlormekvata.Dakle, nivoi koje smo uočili u urinu do 2023. godine vjerovatno su bili posljedica izlaganja hlormekvatu u ishrani koji nastaje tokom obrade i proizvodnje hrane.Uočeni nivoi u 2023. vjerovatno su posljedica izloženosti u ishrani spontano proizvedenom hlormekvatu i uvezenim proizvodima tretiranim hlormekvatom u poljoprivredi.Razlike u izloženosti hlormekvatu među našim uzorcima mogu takođe biti posledica geografske lokacije, različitih obrazaca ishrane ili profesionalne izloženosti hlormekvatu kada se koristi u staklenicima i rasadnicima.
Naša studija sugerira da su potrebne veće veličine uzoraka i raznovrsniji uzorak hrane tretirane hlormekvatom kako bi se u potpunosti procijenili potencijalni izvori hlormekvata u ishrani kod osoba sa niskom izloženošću.Buduće studije uključujući analizu istorijskih uzoraka urina i hrane, upitnike o ishrani i zanimanju, kontinuirano praćenje hlormekvata u konvencionalnoj i organskoj hrani u Sjedinjenim Državama i uzorke biomonitoringa pomoći će da se razjasne uobičajeni faktori izloženosti hlormekvatu u populaciji SAD.
Vjerovatnoća povećanja nivoa hlormekvata u urinu i uzorcima hrane u Sjedinjenim Državama u narednim godinama ostaje da se utvrdi.U Sjedinjenim Državama, hlormekvat je trenutno dozvoljen samo u uvezenim proizvodima od zobi i pšenice, ali Agencija za zaštitu životne sredine trenutno razmatra njegovu poljoprivrednu upotrebu u domaćim neorganskim usevima.Ako se takva domaća upotreba odobri u kombinaciji sa široko rasprostranjenom poljoprivrednom praksom hlormekvata u inostranstvu i u zemlji, nivoi hlormekvata u zobi, pšenici i drugim proizvodima od žitarica mogli bi nastaviti da rastu, što bi dovelo do viših nivoa izloženosti hlormekvatu.Ukupna populacija SAD-a.
Trenutne koncentracije hlormekvata u urinu u ovoj i drugim studijama pokazuju da su pojedinačni donori uzorka bili izloženi hlormekvatu na nivoima koji su bili ispod objavljene referentne doze Agencije za zaštitu životne sredine (RfD) (0,05 mg/kg telesne težine dnevno), pa su prihvatljivi .Dnevni unos je nekoliko redova veličine manji od vrijednosti unosa koju je objavila Europska agencija za sigurnost hrane (ADI) (0,04 mg/kg tjelesne težine/dan).Međutim, primjećujemo da objavljene toksikološke studije hlormekvata sugeriraju da bi mogla biti potrebna ponovna procjena ovih sigurnosnih pragova.Na primjer, miševi i svinje izloženi dozama ispod trenutnih RfD i ADI (0,024 i 0,0023 mg/kg tjelesne težine/dan, respektivno) pokazali su smanjenu plodnost.U drugoj toksikološkoj studiji, izlaganje tokom trudnoće dozama koje su ekvivalentne nivou bez uočenih štetnih efekata (NOAEL) od 5 mg/kg (koji se koristi za izračunavanje referentne doze Agencije za zaštitu životne sredine SAD) rezultiralo je promenama u fetalnom rastu i metabolizmu, kao i kao promene u sastavu tela.Neonatalni miševi.Osim toga, regulatorni pragovi ne uzimaju u obzir štetne efekte mješavina hemikalija koje mogu uticati na reproduktivni sistem, za koje se pokazalo da imaju aditivne ili sinergističke efekte u dozama nižim od izloženosti pojedinačnim hemikalijama, uzrokujući potencijalne probleme sa reproduktivnim zdravljem.zdravlje.Zabrinutost zbog posljedica povezanih sa trenutnim nivoima izloženosti, posebno za one sa višim nivoima izloženosti u općoj populaciji u Evropi i SAD-u.
Ova pilot studija o izloženosti novim hemikalijama u Sjedinjenim Državama pokazuje da je hlormekvat prisutan u američkoj hrani, prvenstveno u proizvodima od zobi, kao i u većini otkrivenih uzoraka urina prikupljenih od skoro 100 ljudi u SAD, što ukazuje na stalnu izloženost hlormekvatu.Štaviše, trendovi u ovim podacima ukazuju na to da su se nivoi izloženosti povećali i da bi mogli nastaviti da rastu u budućnosti.S obzirom na toksikološke probleme povezane s izloženošću hlormekvatu u studijama na životinjama i široko rasprostranjenu izloženost opće populacije hlormekvatu u evropskim zemljama (a sada vjerovatno u Sjedinjenim Državama), zajedno s epidemiološkim studijama i studijama na životinjama, postoji hitna potreba za praćenjem hlormekvata u hrana i ljudi Chlormequat.Važno je razumjeti potencijalne opasnosti po zdravlje ove poljoprivredne hemikalije pri ekološki značajnim nivoima izloženosti, posebno tokom trudnoće.
Vrijeme objave: Jun-04-2024