Chlormequat je aregulátor růstu rostlinjehož použití v obilných plodinách se v Severní Americe zvyšuje.Toxikologické studie ukázaly, že expozice chlormequatu může snížit plodnost a způsobit poškození vyvíjejícího se plodu v dávkách nižších, než je povolená denní dávka stanovená regulačními orgány.Zde uvádíme přítomnost chlormequatu ve vzorcích moči odebraných z americké populace, s mírou detekce 69 %, 74 % a 90 % ve vzorcích odebraných v letech 2017, 2018–2022 a 2023.Od roku 2017 do roku 2022 byly ve vzorcích zjištěny nízké koncentrace chlormekvatu a od roku 2023 koncentrace chlormekvatu ve vzorcích výrazně vzrostly.Také jsme si všimli, že chlormequat se častěji nacházel v ovesných výrobcích.Tyto výsledky a údaje o toxicitě chlormekvatu vyvolávají obavy ohledně současných úrovní expozice a vyžadují rozsáhlejší testování toxicity, potravinový dozor a epidemiologické studie k posouzení dopadu expozice chlormekvatu na lidské zdraví.
Tato studie uvádí první detekci chlormequatu, agrochemikálie s vývojovou a reprodukční toxicitou, v populaci USA a v zásobování potravinami USA.Zatímco podobné hladiny chemikálie byly nalezeny ve vzorcích moči od roku 2017 do roku 2022, ve vzorku z roku 2023 byly zjištěny výrazně zvýšené hladiny.Tato práce zdůrazňuje potřebu širšího monitorování chlormequatu ve vzorcích potravin a lidí ve Spojených státech, stejně jako toxikologii a toxikologii.Epidemiologické studie chlormequatu, protože tato chemická látka je nově vznikající kontaminant s dokumentovanými nepříznivými zdravotními účinky při nízkých dávkách ve studiích na zvířatech.
Chlormequat je zemědělská chemikálie poprvé registrovaná ve Spojených státech v roce 1962 jako regulátor růstu rostlin.Ačkoli je v současné době povoleno použití pouze na okrasné rostliny ve Spojených státech, rozhodnutí US Environmental Protection Agency (EPA) z roku 2018 povolilo dovoz potravinářských produktů (většinou obilí) ošetřených chlormequatem [1].V EU, Velké Británii a Kanadě je chlormequat schválen pro použití na potravinářské plodiny, zejména pšenici, oves a ječmen.Chlormequat může snížit výšku stonku, a tím snížit pravděpodobnost zkroucení plodiny, což ztěžuje sklizeň.Ve Spojeném království a EU je chlormequat obecně nejvíce detekovaným reziduem pesticidů v obilovinách a obilovinách, jak dokládají dlouhodobé monitorovací studie [2, 3].
Přestože je chlormequat schválen pro použití na plodinách v částech Evropy a Severní Ameriky, vykazuje toxikologické vlastnosti založené na historických a nedávno publikovaných experimentálních studiích na zvířatech.Účinky expozice chlormekvátu na reprodukční toxicitu a plodnost byly poprvé popsány na počátku 80. let 20. století dánskými chovateli prasat, kteří pozorovali sníženou reprodukční výkonnost u prasat chovaných na obilí ošetřeném chlormekvátem.Tato pozorování byla později zkoumána v kontrolovaných laboratorních experimentech na prasatech a myších, ve kterých samice prasat krmených obilím ošetřeným chlormekvátem vykazovaly poruchy estrálních cyklů a páření ve srovnání s kontrolními zvířaty krmenými stravou bez chlormequatu.Navíc myší samci vystavení působení chlormequatu prostřednictvím potravy nebo pitné vody během vývoje vykazovali sníženou schopnost oplodnit spermie in vitro.Nedávné studie reprodukční toxicity chlormekvatu ukázaly, že vystavení krys chlormekvatu během citlivých období vývoje, včetně těhotenství a raného věku, mělo za následek opožděnou pubertu, sníženou pohyblivost spermií, sníženou hmotnost mužských reprodukčních orgánů a snížené hladiny testosteronu.Studie vývojové toxicity také naznačují, že expozice chlormequatu během těhotenství může způsobit růst plodu a metabolické abnormality.Jiné studie nezjistily žádný účinek chlormequatu na reprodukční funkci u samic myší a samců prasat a žádné následné studie nezjistily účinek chlormekvatu na plodnost samců myší vystavených působení chlormekvatu během vývoje a postnatálního života.Nejednoznačné údaje o chlormequatu v toxikologické literatuře mohou být způsobeny rozdíly v testovacích dávkách a měřeních, stejně jako výběrem modelových organismů a pohlaví pokusných zvířat.Proto je na místě další vyšetřování.
Přestože nedávné toxikologické studie prokázaly účinky chlormequatu na vývoj, reprodukci a endokrinní systém, mechanismy, kterými se tyto toxikologické účinky vyskytují, nejsou známy.Některé studie naznačují, že chlormequat nemusí působit prostřednictvím dobře definovaných mechanismů chemikálií narušujících endokrinní systém, včetně estrogenových nebo androgenních receptorů, a nemění aktivitu aromatázy.Další důkazy naznačují, že chlormequat může způsobit vedlejší účinky změnou biosyntézy steroidů a vyvoláním stresu endoplazmatického retikula.
Ačkoli je chlormekvát v běžných evropských potravinách všudypřítomný, počet biomonitorovacích studií hodnotících expozici člověka chlormekvatu je relativně malý.Chlormequat má v těle krátký poločas, přibližně 2–3 hodiny, a ve studiích zahrnujících lidské dobrovolníky byla většina experimentálních dávek odstraněna z těla během 24 hodin.Ve vzorcích obecné populace ze Spojeného království a Švédska byl chlormequat detekován v moči téměř 100 % účastníků studie ve výrazně vyšších frekvencích a koncentracích než jiné pesticidy, jako jsou chlorpyrifos, pyretroidy, thiabendazol a metabolity mankozebu.Studie na prasatech ukázaly, že chlormequat lze nalézt také v séru a může být přenesen do mléka, ale tyto matrice nebyly studovány na lidech ani na jiných experimentálních zvířecích modelech, ačkoli jeho přítomnost v séru a mléce může být spojena s poškozením reprodukce Chemikálie..Existují důležité účinky expozice během těhotenství au kojenců.
V dubnu 2018 americká Agentura pro ochranu životního prostředí oznámila přijatelné úrovně potravinové tolerance pro chlormekvát v dováženém ovsu, pšenici, ječmeni a některých živočišných produktech, což umožňuje dovoz chlormekvátu do potravin v USA.Povolený obsah ovsa byl následně zvýšen v roce 2020. Aby bylo možné charakterizovat dopad těchto rozhodnutí na výskyt a prevalenci chlormekvatu v dospělé populaci USA, tato pilotní studie měřila množství chlormekvatu v moči lidí ze tří geografických oblastí USA od roku 2017 do roku 2023 a znovu v roce 2022. a obsah chlormekvátu ve výrobcích z ovsa a pšenice zakoupených ve Spojených státech v roce 2023.
Vzorky odebrané ve třech geografických oblastech v letech 2017 až 2023 byly použity k měření hladin chlormequatu v moči u obyvatel USA.Bylo odebráno 21 vzorků moči od neidentifikovaných těhotných žen, které souhlasily v době porodu podle protokolu schváleného Institutional Review Board (IRB) z roku 2017 od Medical University of South Carolina (MUSC, Charleston, SC, USA).Vzorky byly skladovány při 4 °C po dobu až 4 hodin, poté rozděleny na alikvoty a zmraženy při -80 °C.Dvacet pět vzorků moči dospělých bylo zakoupeno od společnosti Lee Biosolutions, Inc (Maryland Heights, MO, USA) v listopadu 2022, což představuje jediný vzorek odebraný od října 2017 do září 2022, a byly odebrány od dobrovolníků (13 mužů a 12 žen).) zapůjčený do sbírky Maryland Heights, Missouri.Vzorky byly skladovány při -20 °C ihned po odběru.Kromě toho bylo 50 vzorků moči odebraných od floridských dobrovolníků (25 mužů, 25 žen) v červnu 2023 zakoupeno od BioIVT, LLC (Westbury, NY, USA).Vzorky byly skladovány při 4 °C, dokud nebyly shromážděny všechny vzorky, pak byly rozděleny na alikvoty a zmraženy při -20 °C.Dodavatelská společnost získala potřebný souhlas IRB ke zpracování lidských vzorků a souhlas s odběrem vzorků.V žádném z testovaných vzorků nebyly uvedeny žádné osobní údaje.Všechny vzorky byly odeslány zmrazené k analýze.Podrobné vzorové informace lze nalézt v tabulce podpůrných informací S1.
Kvantifikace chlormequatu ve vzorcích lidské moči byla stanovena pomocí LC-MS/MS v HSE Research Laboratory (Buxton, UK) podle metody publikované Lindhem et al.Mírně upraveno v roce 2011.Stručně řečeno, vzorky byly připraveny smícháním 200 μl nefiltrované moči s 1,8 ml 0,01 M octanu amonného obsahujícího vnitřní standard.Vzorek byl poté extrahován pomocí HCX-Q kolony, kondicionován nejprve methanolem, poté 0,01 M octanem amonným, promyt 0,01 M octanem amonným a eluován 1% kyselinou mravenčí v methanolu.Vzorky pak byly naneseny na kolonu C18 LC (Synergi 4 u Hydro-RP 150 x 2 mm; Phenomenex, UK) a separovány za použití izokratické mobilní fáze sestávající z 0,1% kyselina mravenčí:methanol 80:20 při průtoku 0,2.ml/min.Reakční přechody vybrané hmotnostní spektrometrií popsal Lindh et al.2011. Detekční limit byl 0,1 μg/l, jak bylo uvedeno v jiných studiích.
Koncentrace chlormekvatu v moči jsou vyjádřeny jako μmol chlormekvatu/mol kreatininu a převedeny na μg chlormekvatu/g kreatininu, jak bylo uvedeno v předchozích studiích (vynásobeno 1,08).
Společnost Anresco Laboratories, LLC testovala vzorky potravin z ovsa (25 konvenčních a 8 organických) a pšenice (9 konvenčních) na chlormequat (San Francisco, CA, USA).Vzorky byly analyzovány s modifikacemi podle publikovaných metod [19].LOD/LOQ pro vzorky ovsa v roce 2022 a pro všechny vzorky pšenice a ovsa v roce 2023 byly stanoveny na 10/100 ppb a 3/40 ppb.Podrobné vzorové informace lze nalézt v tabulce podpůrných informací S2.
Koncentrace chlormequatu v moči byly seskupeny podle geografické polohy a roku odběru, s výjimkou dvou vzorků odebraných v roce 2017 z Maryland Heights, Missouri, které byly seskupeny s dalšími vzorky z roku 2017 z Charlestonu v Jižní Karolíně.Vzorky pod detekčním limitem chlormequatu byly zpracovány jako procento detekce děleno druhou odmocninou ze 2. Data nebyla normálně rozdělena, takže k porovnání mediánů mezi skupinami byly použity neparametrický Kruskal-Wallisův test a Dunnův vícenásobný srovnávací test.Všechny výpočty byly provedeny v GraphPad Prism (Boston, MA).
Chlormequat byl detekován v 77 z 96 vzorků moči, což představuje 80 % všech vzorků moči.Ve srovnání s roky 2017 a 2018–2022 bylo častěji detekováno 2023 vzorků: 16 z 23 vzorků (tj. 69 %), resp. .) byly testovány (tabulka 1).Před rokem 2023 byly koncentrace chlormekvátu zjištěné v obou skupinách ekvivalentní, zatímco koncentrace chlormekvátu zjištěné ve vzorcích z roku 2023 byly významně vyšší než ve vzorcích z předchozích let (obr. 1A,B).Detekovatelné rozsahy koncentrací pro vzorky z let 2017, 2018–2022 a 2023 byly 0,22 až 5,4, 0,11 až 4,3 a 0,27 až 52,8 mikrogramů chlormequatu na gram kreatininu.Střední hodnoty pro všechny vzorky v letech 2017, 2018–2022 a 2023 jsou 0,46, 0,30 a 1,4.Tyto údaje naznačují, že expozice může pokračovat vzhledem ke krátkému poločasu rozpadu chlormequatu v těle, s nižšími úrovněmi expozice v letech 2017 až 2022 a vyššími úrovněmi expozice v roce 2023.
Koncentrace chlormekvátu pro každý jednotlivý vzorek moči je prezentována jako jeden bod se sloupci nad průměrem a chybovými sloupci představujícími +/- standardní chybu.Koncentrace chlormekvátu v moči jsou vyjádřeny v mcg chlormekvátu na gram kreatininu na lineární a logaritmické stupnici.K testování statistické významnosti byla použita neparametrická Kruskal-Wallisova analýza rozptylu s Dunnovým vícenásobným srovnávacím testem.
Vzorky potravin zakoupené ve Spojených státech v letech 2022 a 2023 ukázaly detekovatelné hladiny chlormekvátu ve všech kromě dvou z 25 tradičních ovesných výrobků, s koncentracemi v rozmezí od nedetekovatelných až po 291 μg/kg, což ukazuje na chlormekvát v ovsu.Prevalence vegetariánství je vysoká.Vzorky odebrané v roce 2022 a 2023 měly podobné průměrné hladiny: 90 µg/kg, respektive 114 µg/kg.Pouze jeden vzorek osmi organických ovesných produktů měl detekovatelný obsah chlormequatu 17 µg/kg.Také jsme pozorovali nižší koncentrace chlormekvátu ve dvou z devíti testovaných pšeničných výrobků: 3,5 a 12,6 μg/kg, v tomto pořadí.
Toto je první zpráva o měření chlormequatu v moči u dospělých žijících ve Spojených státech a v populacích mimo Spojené království a Švédsko.Trendy biomonitoringu pesticidů mezi více než 1 000 dospívajícími ve Švédsku zaznamenaly 100% míru detekce chlormekvátu od roku 2000 do roku 2017. Průměrná koncentrace v roce 2017 byla 0,86 mikrogramů chlormekvatu na gram kreatininu a zdá se, že v průběhu času klesala s nejvyšší průměrnou úrovní v roce 2009 to bylo 2,77.Ve Spojeném království biomonitoring zjistil mnohem vyšší průměrnou koncentraci chlormekvátu 15,1 mikrogramů chlormequatu na gram kreatininu v letech 2011 až 2012, ačkoli tyto vzorky byly odebrány od lidí žijících v zemědělských oblastech.v expozici nebyl žádný rozdíl.Incident se sprejem[15].Naše studie vzorku v USA z let 2017 až 2022 zjistila nižší střední úrovně ve srovnání s předchozími studiemi v Evropě, zatímco ve vzorku z roku 2023 byly střední úrovně srovnatelné se švédským vzorkem, ale nižší než ve vzorku Spojeného království.
Tyto rozdíly v expozici mezi regiony a časovými body mohou odrážet rozdíly v zemědělských postupech a regulačním statusu chlormekvatu, které v konečném důsledku ovlivňují hladiny chlormekvatu v potravinářských produktech.Například koncentrace chlormekvatu ve vzorcích moči byly v roce 2023 výrazně vyšší ve srovnání s předchozími roky, což může odrážet změny související s regulačními opatřeními EPA souvisejícími s chlormekvatem (včetně limitů pro potraviny chlormekvatu v roce 2018).Dodávky potravin v USA v blízké budoucnosti.Zvýšit normy spotřeby ovsa do roku 2020. Tyto akce umožňují dovoz a prodej zemědělských produktů ošetřených chlormekvatem, například z Kanady.Prodleva mezi regulačními změnami EPA a zvýšenými koncentracemi chlormekvátu zjištěnými ve vzorcích moči v roce 2023 lze vysvětlit řadou okolností, jako je zpoždění v přijímání zemědělských postupů, které využívají chlormekvát, zpoždění amerických společností při vyjednávání obchodních dohod a soukromé osoby.se potýkají se zpožděním při nákupu ovsa z důvodu vyčerpání zásob starých produktů a/nebo z důvodu delší trvanlivosti ovesných produktů.
Abychom zjistili, zda koncentrace pozorované ve vzorcích moči v USA odrážejí potenciální dietní expozici chlormekvátu, měřili jsme chlormekvát ve výrobcích z ovsa a pšenice zakoupených v USA v letech 2022 a 2023. Ovesné výrobky obsahují chlormekvát častěji než pšeničné výrobky a množství chlormekvátu v různé ovesné produkty se liší, s průměrnou úrovní 104 ppb, pravděpodobně v důsledku dodávek ze Spojených států a Kanady, což může odrážet rozdíly v použití nebo nepoužívání.mezi produkty vyrobenými z ovsa ošetřeného chlormekvatem.Naproti tomu ve vzorcích potravin ve Spojeném království je chlormequat hojnější v produktech na bázi pšenice, jako je chléb, přičemž chlormekvat byl zjištěn v 90 % vzorků odebraných ve Spojeném království od července do září 2022. Průměrná koncentrace je 60 ppb.Podobně byl chlormequat také detekován v 82 % vzorků ovsa ve Spojeném království v průměrné koncentraci 1650 ppb, což je více než 15krát více než ve vzorcích z USA, což může vysvětlit vyšší koncentrace v moči pozorované ve vzorcích Spojeného království.
Naše výsledky biomonitoringu naznačují, že k expozici chlormekvatu došlo před rokem 2018, ačkoli dietní tolerance k chlormekvatu nebyla stanovena.Ačkoli chlormekvát není v potravinách ve Spojených státech kontrolován a neexistují žádné historické údaje o koncentracích chlormekvátu v potravinách prodávaných ve Spojených státech, vzhledem ke krátkému poločasu rozpadu chlormekvátu máme podezření, že tato expozice může být dietní.Kromě toho prekurzory cholinu v pšeničných produktech a vaječných prášcích přirozeně tvoří chlormekvát při vysokých teplotách, jaké se používají při zpracování a výrobě potravin, což má za následek koncentrace chlormekvátu v rozmezí od 5 do 40 ng/g.Naše výsledky testování potravin naznačují, že některé vzorky, včetně organického ovesného produktu, obsahovaly chlormekvát v hladinách podobných těm, které byly hlášeny ve studiích přirozeně se vyskytujícího chlormekvatu, zatímco mnoho jiných vzorků obsahovalo vyšší hladiny chlormekvatu.Hladiny, které jsme pozorovali v moči do roku 2023, byly tedy pravděpodobně způsobeny dietární expozicí chlormequatu generovanému během zpracování a výroby potravin.Hladiny pozorované v roce 2023 jsou pravděpodobně způsobeny dietární expozicí spontánně vyráběnému chlormekvatu a dováženým produktům ošetřeným chlormekvatem v zemědělství.Rozdíly v expozici chlormekvatu mezi našimi vzorky mohou být také způsobeny geografickou polohou, odlišnými stravovacími zvyklostmi nebo pracovní expozicí chlormekvatu při použití ve sklenících a školkách.
Naše studie naznačuje, že k úplnému vyhodnocení potenciálních zdrojů chlormekvatu u jedinců s nízkou expozicí je zapotřebí větších vzorků a rozmanitějšího vzorku potravin ošetřených chlormekvátem.Budoucí studie zahrnující analýzu historických vzorků moči a potravin, dietní a pracovní dotazníky, průběžné monitorování chlormekvatu v konvenčních a organických potravinách ve Spojených státech a vzorky biomonitoringu pomohou objasnit společné faktory expozice chlormekvatu v populaci USA.
Pravděpodobnost zvýšených hladin chlormekvátu v moči a vzorcích potravin ve Spojených státech v nadcházejících letech je třeba určit.Ve Spojených státech je chlormequat v současné době povolen pouze v dovážených produktech z ovsa a pšenice, ale Agentura pro ochranu životního prostředí v současné době zvažuje jeho zemědělské použití v domácích neekologických plodinách.Pokud bude takové domácí použití schváleno ve spojení s rozšířenou zemědělskou praxí chlormekvátu v zahraničí i doma, hladiny chlormekvátu v ovsu, pšenici a dalších obilných produktech by mohly nadále stoupat, což by vedlo k vyšším úrovním expozice chlormekvátu.Celková populace USA.
Současné koncentrace chlormekvatu v moči v této a dalších studiích naznačují, že jednotliví dárci vzorků byli vystaveni chlormekvatu v úrovních, které byly nižší než publikovaná referenční dávka US Environmental Protection Agency (RfD) (0,05 mg/kg tělesné hmotnosti za den), takže jsou přijatelné .Denní příjem je o několik řádů nižší než hodnota příjmu zveřejněná Evropským úřadem pro bezpečnost potravin (ADI) (0,04 mg/kg tělesné hmotnosti/den).Poznamenáváme však, že publikované toxikologické studie chlormequatu naznačují, že může být nutné přehodnocení těchto bezpečnostních prahů.Například myši a prasata vystavené dávkám nižším než aktuální RfD a ADI (0,024 a 0,0023 mg/kg tělesné hmotnosti/den, v tomto pořadí) vykazovaly sníženou plodnost.V jiné toxikologické studii vedla expozice během těhotenství dávkám odpovídajícím hladině bez pozorovaného nepříznivého účinku (NOAEL) 5 mg/kg (použité pro výpočet referenční dávky US Environmental Protection Agency) ke změnám v růstu a metabolismu plodu. jako změny ve složení těla.Novorozenecké myši.Regulační prahové hodnoty navíc neberou v úvahu nepříznivé účinky směsí chemických látek, které mohou ovlivnit reprodukční systém, u nichž bylo prokázáno, že mají aditivní nebo synergické účinky při dávkách nižších, než je expozice jednotlivým chemickým látkám, což způsobuje potenciální problémy s reprodukčním zdravím.zdraví.Obavy z důsledků souvisejících se současnou úrovní expozice, zejména pro osoby s vyšší úrovní expozice u běžné populace v Evropě a USA.
Tato pilotní studie nových chemických expozic ve Spojených státech ukazuje, že chlormequat je přítomen v amerických potravinách, především v ovesných výrobcích, a také ve většině detekovaných vzorků moči odebraných od téměř 100 lidí v USA, což ukazuje na pokračující expozici chlormequatu.Kromě toho trendy v těchto údajích naznačují, že úrovně expozice se zvýšily a mohou se v budoucnu dále zvyšovat.Vzhledem k toxikologickým obavám spojeným s expozicí chlormekvatu ve studiích na zvířatech a rozšířené expozici obecné populace chlormekvatu v evropských zemích (a nyní pravděpodobně i ve Spojených státech) ve spojení s epidemiologickými studiemi a studiemi na zvířatech je naléhavá potřeba Monitorování chlormekvatu v potraviny a lidé Chlormequat.Je důležité porozumět potenciálním zdravotním rizikům této zemědělské chemikálie při úrovních expozice významných pro životní prostředí, zejména během těhotenství.
Čas odeslání: Jun-04-2024