Chlormequat er vaxtarstillir plantna sem notkun þess í kornrækt fer vaxandi í Norður-Ameríku.Eiturefnarannsóknir hafa sýnt að útsetning fyrir klórmequati getur dregið úr frjósemi og skaðað fóstur sem er að þróast við skömmtum sem eru undir leyfilegum dagsskammti sem eftirlitsyfirvöld hafa ákveðið.Hér greinum við frá tilvist klórmequats í þvagsýnum sem safnað var frá bandarískum íbúum, með greiningarhlutfall upp á 69%, 74% og 90% í sýnum sem safnað var 2017, 2018–2022 og 2023, í sömu röð.Frá 2017 til 2022 mældist lítill styrkur klórmekvats í sýnum og frá 2023 jókst styrkur klórmekvats í sýnum verulega.Við tókum líka eftir því að klórmequat fannst oftar í hafravörum.Þessar niðurstöður og eiturhrifagögn fyrir klórmequat vekja áhyggjur af núverandi váhrifastigum og kalla á víðtækari eiturhrifaprófanir, matvælaeftirlit og faraldsfræðilegar rannsóknir til að meta áhrif klórmekvatsáhrifa á heilsu manna.
Þessi rannsókn greinir frá fyrstu greiningu klórmequats, landbúnaðarefna sem hefur eiturverkanir á þroska og æxlun, í bandarískum íbúum og í bandarískum matvælum.Þó að svipað magn efnisins hafi fundist í þvagsýnum frá 2017 til 2022, fannst marktækt hækkað magn í 2023 sýninu.Þessi vinna undirstrikar þörfina fyrir víðtækara eftirlit með klórmequati í matvælum og mannasýnum í Bandaríkjunum, sem og eiturefnafræði og eiturefnafræði.Faraldsfræðilegar rannsóknir á klórmequat, þar sem þetta efni er að koma að mengun með skjalfestum skaðlegum heilsufarsáhrifum í litlum skömmtum í dýrarannsóknum.
Klórmequat er landbúnaðarefni sem fyrst var skráð í Bandaríkjunum árið 1962 sem vaxtareftirlitsstofnun plantna.Þrátt fyrir að það sé nú aðeins leyfilegt til notkunar á skrautplöntum í Bandaríkjunum, leyfði ákvörðun US Environmental Protection Agency (EPA) árið 2018 innflutning á matvælum (aðallega korni) meðhöndluðum með klórmequati.Í ESB, Bretlandi og Kanada er klórmequat samþykkt til notkunar í matvælaræktun, aðallega hveiti, hafrar og bygg.Klórmequat getur dregið úr hæð stilksins og þar með dregið úr líkum á að uppskeran snúist, sem gerir uppskeru erfiða.Í Bretlandi og ESB er klórmequat almennt mest greindar skordýraeiturleifar í korni og korni, eins og sýnt er í langtíma eftirlitsrannsóknum.
Þrátt fyrir að klórmequat sé samþykkt til notkunar á ræktun í hluta Evrópu og Norður-Ameríku, sýnir það eiturefnafræðilega eiginleika byggða á sögulegum og nýlega birtum tilraunadýrarannsóknum.Áhrifum klórmequats útsetningar á eiturverkanir á æxlun og frjósemi var fyrst lýst snemma á níunda áratugnum af dönskum svínabændum sem sáu minnkaða æxlunargetu hjá svínum sem alin voru á klórmequatmeðhöndluðu korni.Þessar athuganir voru síðar skoðaðar í stýrðum rannsóknarstofutilraunum á svínum og músum, þar sem kvenkyns svín sem fengu klórmequat-meðhöndlað korn sýndu truflanir í brjósti og pörun samanborið við samanburðardýr sem fengu fóður án klórmequats.Að auki sýndu karlkyns mýs sem voru útsettar fyrir klórmequat í gegnum mat eða drykkjarvatn meðan á þroska stóð skerta getu til að frjóvga sæði in vitro.Nýlegar rannsóknir á eiturverkunum á æxlun á klórmequati hafa sýnt að útsetning rotta fyrir klórmequati á viðkvæmum þroskaskeiðum, þar með talið meðgöngu og snemma á lífsleiðinni, leiddi til seinkaðrar kynþroska, minnkaðrar hreyfingar sæðisfrumna, minnkaðrar þyngdar á æxlunarfærum karlkyns og lækkandi testósteróns.Rannsóknir á eiturverkunum á þroska benda einnig til þess að útsetning fyrir klórmequati á meðgöngu geti valdið fósturvexti og efnaskiptafrávikum.Aðrar rannsóknir hafa ekki fundið nein áhrif klórmequats á æxlunarstarfsemi kvenkyns músa og karlkyns svína og engar síðari rannsóknir hafa fundið áhrif klórmequats á frjósemi karlmúsa sem verða fyrir klórmequati á þroska og eftir fæðingu.Óljós gögn um klórmequat í eiturefnafræðilegum bókmenntum geta stafað af mismunandi prófskömmtum og mælingum, sem og vali á líkanalífverum og kyni tilraunadýra.Því er þörf á frekari rannsókn.
Þrátt fyrir að nýlegar eiturefnafræðilegar rannsóknir hafi sýnt fram á áhrif klórmequats á þroska, æxlun og innkirtla, þá er óljóst hvernig þessi eiturefnafræðilegu áhrif eiga sér stað.Sumar rannsóknir benda til þess að klórmequat gæti ekki virkað með vel skilgreindum aðferðum innkirtlatruflandi efna, þar á meðal estrógen- eða andrógenviðtaka, og breytir ekki arómatasavirkni.Aðrar vísbendingar benda til þess að klórmequat geti valdið aukaverkunum með því að breyta nýmyndun stera og valda streitu í endoplasmic reticulum.
Þrátt fyrir að klórmequat sé alls staðar til staðar í algengum evrópskum matvælum er fjöldi líffræðilegra eftirlitsrannsókna sem meta útsetningu fyrir klórmequati tiltölulega lítill.Klórmequat hefur stuttan helmingunartíma í líkamanum, um það bil 2-3 klukkustundir, og í rannsóknum sem tóku þátt í sjálfboðaliðum manna voru flestir tilraunaskammtar hreinsaðir úr líkamanum innan 24 klukkustunda [14].Í almennum þýðissýnum frá Bretlandi og Svíþjóð greindist klórmequat í þvagi næstum 100% þátttakenda í rannsókninni með marktækt hærri tíðni og styrk en önnur skordýraeitur eins og klórpýrifos, pýretróíð, tíabendazól og mankózeb umbrotsefni.Rannsóknir á svínum hafa sýnt að klórmequat er einnig hægt að greina í sermi og flytja í mjólk, en þessi fylki hafa ekki verið rannsökuð í mönnum eða öðrum tilraunadýralíkönum, þó að leifar af klórmequat geti verið í sermi og mjólk sem tengist skaða á æxlun.efni.Það eru mikilvæg áhrif af útsetningu á meðgöngu og hjá ungbörnum.
Í apríl 2018 tilkynnti Umhverfisverndarstofnun Bandaríkjanna viðunandi fæðuþol fyrir klórmequat í innfluttum höfrum, hveiti, byggi og ákveðnum dýraafurðum, sem gerir kleift að flytja klórmequat inn í matvælaframboð Bandaríkjanna.Leyfilegt hafrainnihald var síðan aukið árið 2020. Til að lýsa áhrifum þessara ákvarðana á tíðni og algengi klórmekvats hjá fullorðnum í Bandaríkjunum mældi þessi forrannsókn magn klórmekvats í þvagi fólks frá þremur landsvæðum Bandaríkjanna frá 2017 til 2023 og aftur árið 2022. og klórmekvatsmagn í hafra- og hveitiafurðum sem keyptar voru í Bandaríkjunum árið 2023.
Sýnum sem safnað var á þremur landfræðilegum svæðum á árunum 2017 til 2023 voru notuð til að mæla magn klórmequats í þvagi hjá íbúum Bandaríkjanna.Tuttugu og einu þvagsýni var safnað frá ógreindum þunguðum konum sem samþykktu við fæðingu samkvæmt 2017 Institutional Review Board (IRB) samþykktri siðareglur frá Medical University of South Carolina (MUSC, Charleston, SC, Bandaríkjunum).Sýni voru geymd við 4°C í allt að 4 klukkustundir, síðan tekin í skammta og fryst við -80°C.Tuttugu og fimm þvagsýni fyrir fullorðna voru keypt frá Lee Biosolutions, Inc (Maryland Heights, MO, Bandaríkjunum) í nóvember 2022, sem táknar eitt sýni sem safnað var frá október 2017 til september 2022, og var safnað frá sjálfboðaliðum (13 karlar og 12 konur).) að láni til Maryland Heights, Missouri safnsins.Sýnin voru geymd við -20°C strax eftir söfnun.Að auki voru 50 þvagsýni sem safnað var frá sjálfboðaliðum í Flórída (25 karlar, 25 konur) í júní 2023 keypt frá BioIVT, LLC (Westbury, NY, Bandaríkjunum).Sýni voru geymd við 4°C þar til öllum sýnum var safnað og síðan skipt í skammta og fryst við -20°C.Birgir fyrirtækið fékk nauðsynlegt samþykki IRB til að vinna úr sýnum úr mönnum og samþykki fyrir sýnatöku.Engar persónulegar upplýsingar voru gefnar upp í neinu af sýnunum sem prófuð voru.Öll sýni voru send frosin til greiningar.Ítarlegar sýnishornsupplýsingar er að finna í Stuðningsupplýsingatöflu S1.
Magngreining klórmequats í þvagsýnum úr mönnum var ákvörðuð með LC-MS/MS á HSE Research Laboratory (Buxton, Bretlandi) samkvæmt aðferð sem Lindh o.fl.Lítið breytt árið 2011. Í stuttu máli voru sýni útbúin með því að blanda 200 μl af ósíuðu þvagi saman við 1,8 ml af 0,01 M ammóníum asetati sem inniheldur innri staðal.Sýnið var síðan dregið út með því að nota HCX-Q súlu, skilyrt fyrst með metanóli, síðan með 0,01 M ammóníum asetati, þvegið með 0,01 M ammoníum asetati og skolað með 1% maurasýru í metanóli.Sýnum var síðan hlaðið á C18 LC súlu (Synergi 4 µ Hydro-RP 150 × 2 mm; Phenomenex, Bretlandi) og aðskilin með ísókratískum hreyfanlegum fasa sem samanstendur af 0,1% maurasýru:metanóli 80:20 við flæðihraða 0,2.ml/mín.Viðbragðsbreytingum sem valin voru með massagreiningu var lýst af Lindh et al.2011. Greiningarmörkin voru 0,1 μg/L eins og greint var frá í öðrum rannsóknum.
Styrkur klórmequats í þvagi er gefinn upp sem μmól klórmekvats/mól kreatíníns og umreiknað í μg klórmekvats/g kreatíníns eins og greint var frá í fyrri rannsóknum (margfaldaðu með 1,08).
Anresco Laboratories, LLC prófaði matarsýni af höfrum (25 hefðbundnum og 8 lífrænum) og hveiti (9 hefðbundið) fyrir klórmequat (San Francisco, CA, Bandaríkjunum).Sýni voru greind með breytingum samkvæmt birtum aðferðum.LOD/LOQ fyrir hafrasýni árið 2022 og fyrir öll hveiti- og hafrasýni árið 2023 voru sett á 10/100 ppb og 3/40 ppb, í sömu röð.Ítarlegar sýnishornsupplýsingar er að finna í Stuðningsupplýsingatöflu S2.
Styrkur klórmequats í þvagi var flokkaður eftir landfræðilegri staðsetningu og söfnunarári, að undanskildum tveimur sýnum sem safnað var árið 2017 frá Maryland Heights, Missouri, sem voru flokkuð með öðrum 2017 sýnum frá Charleston, Suður-Karólínu.Sýni undir greiningarmörkum klórmequats voru meðhöndluð sem prósentugreiningu deilt með kvaðratrótinni af 2. Gögn voru ekki normaldreifð, þannig að Kruskal-Wallis prófið sem ekki var parametra og Dunn's margfeldissamanburðarprófið var notað til að bera saman miðgildi milli hópa.Allir útreikningar voru gerðir í GraphPad Prism (Boston, MA).
Klórmequat greindist í 77 af 96 þvagsýnum, sem samsvarar 80% allra þvagsýna.Í samanburði við 2017 og 2018–2022 greindust 2023 sýni oftar: 16 af 23 sýnum (eða 69%) og 17 af 23 sýnum (eða 74%), í sömu röð, og 45 af 50 sýnum (þ.e. 90%) .) voru prófuð.Fyrir 2023 var styrkur klórmekvats sem greindist í hópunum tveimur jafngildur, en styrkur klórmekvats sem greindist í sýnunum árið 2023 var marktækt hærri en í sýnum fyrri ára (Mynd 1A,B).Greinanleg styrkleiki fyrir sýnin 2017, 2018–2022 og 2023 voru 0,22 til 5,4, 0,11 til 4,3 og 0,27 til 52,8 míkrógrömm af klórmequati á hvert gramm af kreatíníni, í sömu röð.Miðgildi fyrir öll sýni 2017, 2018–2022 og 2023 eru 0,46, 0,30 og 1,4, í sömu röð.Þessar upplýsingar benda til þess að útsetning geti haldið áfram miðað við stuttan helmingunartíma klórmequats í líkamanum, með lægri útsetningu á milli 2017 og 2022 og hærri útsetningu árið 2023.
Styrkur klórmequats fyrir hvert einstakt þvagsýni er sýndur sem einn punktur með súlum fyrir ofan meðaltalið og villuslár sem tákna +/- staðalskekkju.Styrkur klórmekvats í þvagi er gefinn upp í mcg af klórmekvati á hvert gramm af kreatíníni á línulegum kvarða (A) og lógaritmískum kvarða (B).Óparametrisk Kruskal-Wallis dreifigreining með Dunns margfeldissamanburðarprófi var notuð til að prófa tölfræðilega marktekt.
Matarsýni sem keypt voru í Bandaríkjunum árin 2022 og 2023 sýndu greinanlegt magn klórmequats í öllum nema tveimur af 25 hefðbundnum hafraafurðum, með styrk á bilinu ógreinanlegur upp í 291 μg/kg, sem gefur til kynna klórmequat í höfrum.Algengi grænmetisætur er hátt.Sýni sem safnað var 2022 og 2023 voru með svipuð meðalgildi: 90 µg/kg og 114 µg/kg, í sömu röð.Aðeins eitt sýni af átta lífrænum hafraafurðum var með greinanlegt klórmequatinnihald upp á 17 µg/kg.Við sáum einnig lægri styrk klórmequats í tveimur af níu hveitiafurðum sem prófaðar voru: 3,5 og 12,6 μg/kg, í sömu röð (tafla 2).
Þetta er fyrsta skýrslan um mælingar á klórmequat í þvagi hjá fullorðnum sem búa í Bandaríkjunum og í hópum utan Bretlands og Svíþjóðar.Lífvöktun skordýraeiturs meðal meira en 1.000 ungmenna í Svíþjóð skráði 100% greiningarhlutfall fyrir klórmequat frá 2000 til 2017. Meðalstyrkur árið 2017 var 0,86 míkrógrömm af klórmequati á hvert gramm af kreatíníni og virðist hafa lækkað með tímanum, með hæsta meðalgildi. var 2,77 árið 2009 [16].Í Bretlandi fannst lífvöktun mun hærri meðalstyrkur klórmequats, 15,1 míkrógrömm af klórmequati á hvert gramm af kreatíníni á milli 2011 og 2012, þó að þessum sýnum hafi verið safnað frá fólki sem bjó í landbúnaðarsvæðum.það var enginn munur á útsetningu.Úðaatvik[15].Rannsókn okkar á bandaríska úrtakinu frá 2017 til 2022 fann lægri miðgildi miðað við fyrri rannsóknir í Evrópu, en árið 2023 var miðgildi úrtaks sambærilegt við sænska úrtakið en lægra en breska úrtakið (tafla 1).
Þessi munur á váhrifum milli svæða og tímapunkta getur endurspeglað mismun á landbúnaðarháttum og reglulegri stöðu klórmekvats, sem að lokum hefur áhrif á magn klórmekvats í matvælum.Til dæmis var styrkur klórmequats í þvagsýnum marktækt hærri árið 2023 samanborið við fyrri ár, sem gæti endurspeglað breytingar sem tengjast reglugerðaraðgerðum EPA sem tengjast klórmequati (þar á meðal fæðumörkum fyrir klórmequat árið 2018).Matvælabirgðir í Bandaríkjunum á næstunni.Hækka neyslustaðla fyrir hafrar fyrir árið 2020. Þessar aðgerðir leyfa innflutning og sölu á landbúnaðarvörum sem eru meðhöndlaðar með klórmequati, til dæmis frá Kanada.Töfin milli reglugerðarbreytinga EPA og hækkaðs styrks klórmequats sem fannst í þvagsýnum árið 2023 má skýra af ýmsum aðstæðum, svo sem töfum á innleiðingu landbúnaðarvenja sem nota klórmequat, töf bandarískra fyrirtækja við gerð viðskiptasamninga, og einnig upplifa töf á hafrakaupum vegna tæmingar á gömlum vörubirgðum og/eða lengri geymsluþol hafraafurða.
Til að ákvarða hvort styrkurinn sem sést í bandarískum þvagsýnum endurspegli hugsanlega útsetningu fyrir klórmequati í fæðu, mældum við klórmequat í hafra- og hveitiafurðum sem keyptar voru í Bandaríkjunum 2022 og 2023. Hafrarafurðir innihalda klórmequat oftar en hveitiafurðir og magn klórmekvats í mismunandi hafravörur eru mismunandi, að meðaltali 104 ppb, hugsanlega vegna framboðs frá Bandaríkjunum og Kanada, sem getur endurspeglað mismun á notkun eða ónotkun.milli afurða sem framleiddar eru úr höfrum sem eru meðhöndlaðir með klórmequati.Aftur á móti, í matarsýnum í Bretlandi, er klórmequat meira í hveitiafurðum eins og brauði, þar sem klórmequat fannst í 90% sýna sem safnað var í Bretlandi á milli júlí og september 2022. Meðalstyrkur er 60 ppb.Á sama hátt greindist klórmequat einnig í 82% breskra hafrasýna í meðalstyrk 1650 ppb, meira en 15 sinnum hærri en í bandarískum sýnum, sem gæti skýrt hærri þvagstyrk sem sést í breskum sýnum.
Niðurstöður lífvöktunar okkar benda til þess að útsetning fyrir klórmequati hafi átt sér stað fyrir 2018, þó að þol gegn klórmequati hafi ekki verið staðfest.Þótt klórmequat sé ekki stjórnað í matvælum í Bandaríkjunum og engar sögulegar upplýsingar séu til um styrk klórmequats í matvælum sem seld eru í Bandaríkjunum, miðað við stuttan helmingunartíma klórmequats, þá grunar okkur að þessi útsetning geti verið fæð.Að auki mynda kólínforefni í hveitiafurðum og eggjadufti náttúrulega klórmequat við háan hita, eins og það sem er notað í matvælavinnslu og framleiðslu, sem leiðir til styrks klórmequats á bilinu 5 til 40 ng/g. Niðurstöður matvælaprófana okkar benda til þess að sum sýni, þ.m.t. lífræna hafraafurðin innihélt klórmequat í svipuðu magni og greint var frá í rannsóknum á náttúrulegu klórmequati, en mörg önnur sýni innihéldu hærra magn klórmekvats.Þannig var styrkurinn sem við sáum í þvagi fram til 2023 líklega vegna útsetningar fyrir klórmequati sem myndast við matvælavinnslu og -framleiðslu.Líklegt er að magnið sem sést árið 2023 stafar af váhrifum af sjálfu sér framleitt klórmequati og innfluttum vörum meðhöndlaðar með klórmequati í landbúnaði.Mismunur á útsetningu fyrir klórmekvati meðal sýna okkar getur einnig stafað af landfræðilegri staðsetningu, mismunandi fæðumynstri eða útsetningu fyrir klórmequati í starfi þegar það er notað í gróðurhúsum og ræktunarstöðvum.
Rannsókn okkar bendir til þess að stærri úrtaksstærðir og fjölbreyttara úrtak af klórmequat-meðhöndluðum matvælum sé þörf til að meta að fullu hugsanlegar fæðuuppsprettur klórmequats hjá einstaklingum með litla útsetningu.Framtíðarrannsóknir, þar á meðal greining á sögulegum þvag- og fæðusýnum, mataræði og vinnuspurningarlistar, áframhaldandi eftirlit með klórmekvati í hefðbundnum og lífrænum matvælum í Bandaríkjunum, og lífræn eftirlitssýni munu hjálpa til við að skýra algenga þætti klórmequats útsetningar í Bandaríkjunum.
Enn á eftir að ákvarða líkurnar á auknu magni klórmequats í þvagi og fæðusýnum í Bandaríkjunum á næstu árum.Í Bandaríkjunum er klórmequat sem stendur aðeins leyft í innfluttum hafra- og hveitiafurðum, en Umhverfisstofnun er nú að íhuga notkun þess í landbúnaði í innlendri ólífrænni ræktun.Ef slík heimilisnotkun er samþykkt í tengslum við útbreidda landbúnaðarhætti klórmequats erlendis og innanlands, gæti magn klórmekvats í höfrum, hveiti og öðrum kornvörum haldið áfram að hækka, sem leiðir til meiri útsetningar fyrir klórmequat.Heildarfjöldi Bandaríkjanna.
Núverandi styrkur klórmequats í þvagi í þessari og öðrum rannsóknum bendir til þess að einstakir sýnisgjafar hafi verið útsettir fyrir klórmequati í magni sem var bæði undir birtum viðmiðunarskammti bandarísku umhverfisverndarstofnunarinnar (RfD) (0,05 mg/kg líkamsþyngdar á dag), þannig að það er ásættanlegt. .Dagleg inntaka er nokkrum stærðargráðum lægri en neyslugildið sem Matvælaöryggisstofnun Evrópu (ADI) gefur út (0,04 mg/kg líkamsþyngdar/dag).Hins vegar tökum við fram að birtar eiturefnafræðilegar rannsóknir á klórmequati benda til þess að endurmat á þessum öryggismörkum gæti verið nauðsynlegt.Til dæmis sýndu mýs og svín sem voru útsett fyrir skömmtum undir núverandi RfD og ADI (0,024 og 0,0023 mg/kg líkamsþyngdar/dag, í sömu röð) minnkaða frjósemi.Í annarri eiturefnafræðilegri rannsókn leiddi útsetning á meðgöngu fyrir skömmtum sem jafngilda no-observed adverse effect level (NOAEL) 5 mg/kg (notað til að reikna út viðmiðunarskammt Umhverfisverndarstofnunar Bandaríkjanna) einnig til breytinga á fósturvexti og efnaskiptum. sem breytingar á líkamssamsetningu.Nýburamýs.Að auki taka reglubundin viðmiðunarmörk ekki fyrir skaðleg áhrif efnablandna sem geta haft áhrif á æxlunarfærin, sem sýnt hefur verið fram á að hafa aukandi eða samlegðaráhrif í skömmtum sem eru lægri en útsetning fyrir einstökum efnum, sem valda hugsanlegum heilsufarsvandamálum.Áhyggjur af afleiðingum sem tengjast núverandi váhrifastigum, sérstaklega fyrir þá sem eru með hærri váhrif hjá almenningi í Evrópu og Bandaríkjunum.
Þessi tilraunarannsókn á nýjum efnafræðilegum útsetningu í Bandaríkjunum sýnir að klórmequat er til staðar í bandarískum matvælum, fyrst og fremst í hafraafurðum, sem og í meirihluta greindra þvagsýna sem safnað hefur verið frá næstum 100 manns í Bandaríkjunum, sem gefur til kynna áframhaldandi útsetningu fyrir klórmequati.Þar að auki bendir þróun þessara gagna til þess að váhrif hafi aukist og gæti haldið áfram að aukast í framtíðinni.Með hliðsjón af eiturefnafræðilegum áhyggjum sem tengjast útsetningu fyrir klórmekvati í dýrarannsóknum og víðtækri útsetningu almennings fyrir klórmekvati í Evrópulöndum (og nú líklega í Bandaríkjunum), ásamt faraldsfræðilegum rannsóknum og dýrarannsóknum, er brýn þörf á að fylgjast með klórmekvati í matur og menn Klórmequat.Það er mikilvægt að skilja hugsanlega heilsufarsáhættu þessa landbúnaðarefna við umhverfislega mikilvæga útsetningu, sérstaklega á meðgöngu.
Birtingartími: 29. maí 2024