El clormequat és aregulador del creixement de les plantesl'ús dels quals en cultius de cereals està augmentant a Amèrica del Nord.Els estudis de toxicologia han demostrat que l'exposició al clormequat pot reduir la fertilitat i causar danys al fetus en desenvolupament a dosis inferiors a la dosi diària permesa establerta per les autoritats reguladores.Aquí, informem de la presència de clormequat en mostres d'orina recollides de la població dels EUA, amb taxes de detecció del 69%, 74% i 90% en mostres recollides el 2017, 2018-2022 i 2023, respectivament.Del 2017 al 2022, es van detectar concentracions baixes de clormequat a les mostres i, a partir del 2023, les concentracions de clormequat a les mostres van augmentar significativament.També vam observar que el clormequat es trobava amb més freqüència als productes de civada.Aquests resultats i les dades de toxicitat del clormequat plantegen preocupacions sobre els nivells d'exposició actuals i demanen proves de toxicitat més extenses, vigilància dels aliments i estudis epidemiològics per avaluar l'impacte de l'exposició al clormequat en la salut humana.
Aquest estudi informa de la primera detecció de clormequat, un agroquímic amb toxicitat per al desenvolupament i la reproducció, a la població dels EUA i al subministrament d'aliments dels EUA.Tot i que es van trobar nivells similars de la substància química a les mostres d'orina del 2017 al 2022, es van trobar nivells significativament elevats a la mostra del 2023.Aquest treball destaca la necessitat d'un seguiment més ampli del clormequat en mostres d'aliments i humans als Estats Units, així com de toxicologia i toxicologia.Estudis epidemiològics del clormequat, ja que aquesta substància química és un contaminant emergent amb efectes adversos per a la salut documentats a dosis baixes en estudis amb animals.
El clormequat és un producte químic agrícola registrat per primera vegada als Estats Units l'any 1962 com a regulador del creixement de les plantes.Tot i que actualment només es permet l'ús en plantes ornamentals als Estats Units, una decisió de l'Agència de Protecció del Medi Ambient (EPA) dels Estats Units del 2018 va permetre la importació de productes alimentaris (principalment grans) tractats amb clormequat [1].A la UE, el Regne Unit i el Canadà, el clormequat està aprovat per al seu ús en cultius alimentaris, principalment blat, civada i ordi.El clormequat pot reduir l'alçada de la tija, reduint així la probabilitat que el cultiu es torci, dificultant la collita.Al Regne Unit i la UE, el clormequat és generalment el residu de pesticides més detectat en cereals i cereals, tal com es documenta en estudis de seguiment a llarg termini [2, 3].
Tot i que el clormequat està aprovat per al seu ús en cultius a parts d'Europa i Amèrica del Nord, presenta propietats toxicològiques basades en estudis experimentals històrics i recentment publicats en animals.Els efectes de l'exposició al clormequat sobre la toxicitat reproductiva i la fertilitat van ser descrits per primera vegada a principis de la dècada de 1980 pels grangers de porcs danesos que van observar una disminució del rendiment reproductiu en porcs criats amb gra tractat amb clormequat.Aquestes observacions es van examinar posteriorment en experiments de laboratori controlats en porcs i ratolins, en què les femelles alimentades amb gra tractat amb clormequat presentaven alteracions en els cicles estrals i l'aparellament en comparació amb els animals control alimentats amb una dieta sense clormequat.A més, els ratolins mascles exposats al clormequat a través d'aliments o aigua potable durant el desenvolupament van mostrar una capacitat reduïda per fecundar l'esperma in vitro.Estudis recents de toxicitat reproductiva del clormequat han demostrat que l'exposició de rates al clormequat durant períodes sensibles de desenvolupament, inclòs l'embaràs i els primers anys de vida, va provocar un retard en la pubertat, una disminució de la motilitat dels espermatozoides, una disminució del pes dels òrgans reproductors masculins i una disminució dels nivells de testosterona.Els estudis de toxicitat en el desenvolupament també indiquen que l'exposició al clormequat durant l'embaràs pot causar creixement fetal i anomalies metabòliques.Altres estudis no han trobat cap efecte del clormequat sobre la funció reproductiva en ratolins femelles i porcs mascles, i cap estudis posteriors han trobat un efecte del clormequat sobre la fertilitat dels ratolins mascles exposats al clormequat durant el desenvolupament i la vida postnatal.Les dades equívoques sobre el clormequat a la literatura toxicològica poden ser degudes a diferències en les dosis i mesures de prova, així com a l'elecció dels organismes model i el sexe dels animals d'experimentació.Per tant, es justifica una investigació addicional.
Tot i que estudis toxicològics recents han demostrat efectes del clormequat en el desenvolupament, la reproducció i el sistema endocrí, es desconeixen els mecanismes pels quals es produeixen aquests efectes toxicològics.Alguns estudis suggereixen que el clormequat pot no actuar a través de mecanismes ben definits de substàncies químiques alteradores del sistema endocrin, inclosos els receptors d'estrògens o andrògens, i no altera l'activitat de l'aromatasa.Altres evidències suggereixen que el clormequat pot causar efectes secundaris alterant la biosíntesi d'esteroides i causant estrès del reticle endoplasmàtic.
Tot i que el clormequat és omnipresent en els aliments comuns europeus, el nombre d'estudis de biovigilància que avaluen l'exposició humana al clormequat és relativament petit.El clormequat té una vida mitjana curta al cos, aproximadament 2-3 hores, i en estudis amb voluntaris humans, la majoria de les dosis experimentals es van eliminar del cos en 24 hores.En mostres de població general del Regne Unit i Suècia, el clormequat es va detectar a l'orina de gairebé el 100% dels participants de l'estudi a freqüències i concentracions significativament més altes que altres pesticides com el clorpirifos, els piretroides, el tiabendazol i els metabòlits del mancozeb.Els estudis en porcs han demostrat que el clormequat també es pot trobar al sèrum i es pot transferir a la llet, però aquestes matrius no s'han estudiat en humans ni en altres models animals experimentals, tot i que la seva presència al sèrum i la llet pot estar associada a danys reproductius de la productes químics..Hi ha efectes importants de l'exposició durant l'embaràs i en els nadons.
L'abril de 2018, l'Agència de Protecció Ambiental dels EUA va anunciar nivells acceptables de tolerància alimentària per al clormequat en civada, blat, ordi i determinats productes animals importats, permetent que el clormequat s'importés al subministrament d'aliments dels EUA.El contingut de civada admissible es va augmentar posteriorment el 2020. Per caracteritzar l'impacte d'aquestes decisions sobre l'aparició i la prevalença de clormequat a la població adulta dels EUA, aquest estudi pilot va mesurar la quantitat de clormequat a l'orina de persones de tres regions geogràfiques dels EUA a partir del 2017. fins al 2023 i de nou el 2022. i el contingut de clormequat dels productes de civada i blat comprats als Estats Units el 2023.
Les mostres recollides a tres regions geogràfiques entre el 2017 i el 2023 es van utilitzar per mesurar els nivells urinaris de clormequat als residents dels EUA.Es van recollir vint-i-una mostres d'orina de dones embarassades no identificades que van consentir en el moment del part segons un protocol aprovat per la Junta de Revisió Institucional (IRB) de 2017 de la Universitat de Medicina de Carolina del Sud (MUSC, Charleston, SC, EUA).Les mostres es van emmagatzemar a 4 ° C durant un màxim de 4 hores, després es van distribuir en alícuotes i es van congelar a -80 ° C.Vint-i-cinc mostres d'orina d'adults es van comprar a Lee Biosolutions, Inc (Maryland Heights, MO, EUA) el novembre de 2022, que representaven una sola mostra recollida d'octubre de 2017 a setembre de 2022, i es van recollir de voluntaris (13 homes i 12 dones).) cedit a la col·lecció de Maryland Heights, Missouri.Les mostres es van emmagatzemar a -20 ° C immediatament després de la recollida.A més, 50 mostres d'orina recollides de voluntaris de Florida (25 homes, 25 dones) el juny de 2023 es van comprar a BioIVT, LLC (Westbury, NY, EUA).Les mostres es van emmagatzemar a 4 ° C fins que es van recollir totes les mostres, després es van dividir en alíquotes i es van congelar a -20 ° C.L'empresa proveïdora va obtenir l'aprovació de l'IRB necessària per processar mostres humanes i va consentir la recollida de mostres.No es va proporcionar cap informació personal en cap de les mostres provades.Totes les mostres es van enviar congelades per a l'anàlisi.Podeu trobar informació de mostra detallada a la Taula d'informació de suport S1.
La quantificació del clormequat en mostres d'orina humana es va determinar mitjançant LC-MS/MS al Laboratori de Recerca HSE (Buxton, Regne Unit) segons el mètode publicat per Lindh et al.Lleugerament modificat el 2011.Breument, es van preparar mostres barrejant 200 μl d'orina sense filtrar amb 1, 8 ml d'acetat d'amoni 0, 01 M que contenia estàndard intern.A continuació, es va extreure la mostra mitjançant una columna HCX-Q, es va condicionar primer amb metanol, després amb acetat d'amoni 0,01 M, es va rentar amb acetat d'amoni 0,01 M i es va eluir amb àcid fòrmic a l'1% en metanol.A continuació, les mostres es van carregar a una columna C18 LC (Synergi 4 µ Hydro-RP 150 × 2 mm; Phenomenex, Regne Unit) i es van separar mitjançant una fase mòbil isocràtica formada per un 0, 1% d'àcid fòrmic: metanol 80:20 a un cabal 0, 2.ml/min.Les transicions de reacció seleccionades per espectrometria de masses van ser descrites per Lindh et al.2011. El límit de detecció va ser de 0,1 μg/L tal com es va informar en altres estudis.
Les concentracions de clormequat urinaris s'expressen com a μmol de clormequat/mol de creatinina i es converteixen en μg de clormequat/g de creatinina tal com es va informar en estudis anteriors (multiplicar per 1,08).
Anresco Laboratories, LLC va provar mostres d'aliments de civada (25 convencionals i 8 orgàniques) i blat (9 convencionals) per a clormequat (San Francisco, CA, EUA).Les mostres es van analitzar amb modificacions segons els mètodes publicats [19].El LOD/LOQ per a mostres de civada el 2022 i per a totes les mostres de blat i civada el 2023 es va establir en 10/100 ppb i 3/40 ppb, respectivament.Podeu trobar informació de mostra detallada a la Taula d'informació de suport S2.
Les concentracions de clormequat urinari es van agrupar per ubicació geogràfica i any de recollida, a excepció de dues mostres recollides el 2017 de Maryland Heights, Missouri, que es van agrupar amb altres mostres de 2017 de Charleston, Carolina del Sud.Les mostres per sota del límit de detecció de clormequat es van tractar com a percentatge de detecció dividit per l'arrel quadrada de 2. Les dades no estaven distribuïdes normalment, de manera que es van utilitzar la prova no paramètrica de Kruskal-Wallis i la prova de comparació múltiple de Dunn per comparar les mitjanes entre grups.Tots els càlculs es van realitzar a GraphPad Prism (Boston, MA).
El clormequat es va detectar en 77 de 96 mostres d'orina, que representen el 80% de totes les mostres d'orina.En comparació amb el 2017 i el 2018-2022, es van detectar 2023 mostres amb més freqüència: 16 de 23 mostres (o 69%) i 17 de 23 mostres (o 74%), respectivament, i 45 de 50 mostres (és a dir, 90%). .) es van provar (taula 1).Abans de 2023, les concentracions de clormequat detectades en els dos grups eren equivalents, mentre que les concentracions de clormequat detectades a les mostres de 2023 eren significativament més altes que en mostres d'anys anteriors (figura 1A, B).Els intervals de concentració detectables per a les mostres de 2017, 2018–2022 i 2023 van ser de 0,22 a 5,4, de 0,11 a 4,3 i de 0,27 a 52,8 micrograms de clormequat per gram de creatinina, respectivament.Els valors mitjans de totes les mostres el 2017, el 2018-2022 i el 2023 són 0,46, 0,30 i 1,4, respectivament.Aquestes dades suggereixen que l'exposició pot continuar donada la curta vida mitjana del clormequat al cos, amb nivells d'exposició més baixos entre 2017 i 2022 i nivells d'exposició més alts el 2023.
La concentració de clormequat per a cada mostra d'orina individual es presenta com un punt únic amb barres per sobre de la mitjana i barres d'error que representen +/- error estàndard.Les concentracions urinaris de clormequat s'expressen en mcg de clormequat per gram de creatinina en una escala lineal i una escala logarítmica.Es va utilitzar l'anàlisi no paramètrica de la variància de Kruskal-Wallis amb la prova de comparació múltiple de Dunn per provar la significació estadística.
Les mostres d'aliments adquirides als Estats Units el 2022 i el 2023 van mostrar nivells detectables de clormequat en tots els 25 productes tradicionals de civada excepte en dos, amb concentracions que van des de indetectables fins a 291 μg/kg, cosa que indica clormequat a la civada.La prevalença del vegetarianisme és alta.Les mostres recollides el 2022 i el 2023 tenien nivells mitjans similars: 90 µg/kg i 114 µg/kg, respectivament.Només una mostra de vuit productes de civada orgànica tenia un contingut de clormequat detectable de 17 µg/kg.També vam observar concentracions més baixes de clormequat en dos dels nou productes de blat provats: 3,5 i 12,6 μg/kg, respectivament.
Aquest és el primer informe de la mesura del clormequat urinari en adults que viuen als Estats Units i en poblacions fora del Regne Unit i Suècia.Les tendències de biovigilància de plaguicides entre més de 1.000 adolescents a Suècia van registrar una taxa de detecció del 100% de clormequat entre el 2000 i el 2017. La concentració mitjana el 2017 va ser de 0,86 micrograms de clormequat per gram de creatinina i sembla haver disminuït amb el nivell mitjà més alt amb el temps. sent 2,77 el 2009 .Al Regne Unit, la biovigilància va trobar una concentració mitjana de clormequat molt més alta de 15,1 micrograms de clormequat per gram de creatinina entre 2011 i 2012, tot i que aquestes mostres es van recollir de persones que vivien en zones agrícoles.no hi havia cap diferència en l'exposició.Incident de polvorització[15].El nostre estudi de la mostra dels EUA del 2017 al 2022 va trobar nivells mitjans més baixos en comparació amb estudis anteriors a Europa, mentre que a la mostra del 2023 els nivells mitjans eren comparables a la mostra sueca però inferiors a la mostra del Regne Unit.
Aquestes diferències en l'exposició entre regions i punts de temps poden reflectir diferències en les pràctiques agrícoles i l'estat regulador del clormequat, que finalment influeixen en els nivells de clormequat en els productes alimentaris.Per exemple, les concentracions de clormequat a les mostres d'orina van ser significativament més altes el 2023 en comparació amb anys anteriors, cosa que pot reflectir canvis relacionats amb les accions reguladores de l'EPA relacionades amb el clormequat (inclosos els límits d'aliments de clormequat el 2018).Subministraments d'aliments dels EUA en un futur proper.Augmentar els estàndards de consum de civada l'any 2020. Aquestes accions permeten la importació i venda de productes agrícoles tractats amb clormequat, per exemple, del Canadà.El retard entre els canvis regulatoris de l'EPA i les elevades concentracions de clormequat trobades a les mostres d'orina el 2023 es pot explicar per una sèrie de circumstàncies, com ara retards en l'adopció de pràctiques agrícoles que utilitzen clormequat, retards de les empreses nord-americanes en la negociació d'acords comercials i particulars.estan experimentant retards en la compra de civada a causa de l'esgotament de les existències de productes antics i/o a causa de la vida útil més llarga dels productes de civada.
Per determinar si les concentracions observades a les mostres d'orina dels EUA reflecteixen l'exposició potencial de la dieta al clormequat, vam mesurar el clormequat en productes de civada i blat comprats als EUA el 2022 i el 2023. Els productes de civada contenen clormequat més sovint que els productes de blat i la quantitat de clormequat en els diferents productes de civada varien, amb un nivell mitjà de 104 ppb, possiblement a causa del subministrament dels Estats Units i del Canadà, que pot reflectir diferències en l'ús o el desús.entre els productes elaborats a partir de la civada tractada amb clormequat.En canvi, a les mostres d'aliments del Regne Unit, el clormequat és més abundant en productes a base de blat com el pa, amb clormequat detectat en el 90% de les mostres recollides al Regne Unit entre juliol i setembre de 2022. La concentració mitjana és de 60 ppb.De la mateixa manera, el clormequat també es va detectar en el 82% de les mostres de civada del Regne Unit a una concentració mitjana de 1650 ppb, més de 15 vegades més que en les mostres dels EUA, cosa que pot explicar les concentracions urinàries més altes observades a les mostres del Regne Unit.
Els nostres resultats de biovigilància indiquen que l'exposició al clormequat es va produir abans del 2018, tot i que no s'ha establert la tolerància dietètica al clormequat.Tot i que el clormequat no està controlat en els aliments als Estats Units, i no hi ha dades històriques sobre les concentracions de clormequat en els aliments venuts als Estats Units, donada la curta vida mitjana del clormequat, sospitem que aquesta exposició pot ser dietètica.A més, els precursors de colina en els productes de blat i els ous en pols formen de manera natural clormequat a altes temperatures, com els que s'utilitzen en el processament i la fabricació d'aliments, donant lloc a concentracions de clormequat que oscil·len entre 5 i 40 ng/g.Els resultats de les nostres proves d'aliments indiquen que algunes mostres, inclòs el producte de civada orgànica, contenien clormequat a nivells similars als reportats en estudis de clormequat natural, mentre que moltes altres mostres contenien nivells més alts de clormequat.Així, els nivells que vam observar a l'orina fins al 2023 probablement es deuen a l'exposició dietètica al clormequat generat durant el processament i la fabricació d'aliments.Els nivells observats el 2023 probablement es deuen a l'exposició dietètica al clormequat produït espontàniament i als productes importats tractats amb clormequat a l'agricultura.Les diferències en l'exposició al clormequat entre les nostres mostres també poden ser degudes a la ubicació geogràfica, a diferents patrons dietètics o a l'exposició laboral al clormequat quan s'utilitza en hivernacles i vivers.
El nostre estudi suggereix que es necessiten mides de mostra més grans i una mostra més diversa d'aliments tractats amb clormequat per avaluar completament les possibles fonts dietètiques de clormequat en individus de baixa exposició.Estudis futurs que inclouen l'anàlisi de mostres històriques d'orina i aliments, qüestionaris dietètics i ocupacionals, el seguiment continu del clormequat en aliments convencionals i orgànics als Estats Units i mostres de biovigilància ajudaran a dilucidar factors comuns d'exposició al clormequat a la població dels EUA.
La probabilitat d'augmentar els nivells de clormequat a les mostres d'orina i aliments als Estats Units en els propers anys encara està per determinar.Als Estats Units, actualment només es permet el clormequat en els productes importats de civada i blat, però l'Agència de Protecció del Medi Ambient està considerant actualment el seu ús agrícola en cultius domèstics no ecològics.Si aquest ús domèstic s'aprova juntament amb la pràctica agrícola generalitzada del clormequat a l'estranger i a l'interior, els nivells de clormequat a la civada, el blat i altres productes de cereals podrien continuar augmentant, donant lloc a nivells més alts d'exposició al clormequat.Població total dels EUA.
Les concentracions urinàries actuals de clormequat en aquest i altres estudis indiquen que els donants de mostres individuals estaven exposats a clormequat a nivells que estaven per sota de la dosi de referència (RfD) publicada de l'Agència de Protecció del Medi Ambient dels EUA (0,05 mg/kg de pes corporal per dia), per la qual cosa són acceptables. .La ingesta diària és diversos ordres de magnitud inferior al valor de la ingesta publicat per l'Autoritat Europea de Seguretat Alimentària (ADI) (0,04 mg/kg de pes corporal/dia).Tanmateix, observem que els estudis de toxicologia publicats de clormequat suggereixen que pot ser necessària una reavaluació d'aquests llindars de seguretat.Per exemple, els ratolins i els porcs exposats a dosis inferiors a la RfD i la IDA actuals (0,024 i 0,0023 mg/kg de pes corporal/dia, respectivament) van mostrar una disminució de la fertilitat.En un altre estudi de toxicologia, l'exposició durant l'embaràs a dosis equivalents a un nivell d'efectes adversos no observats (NOAEL) de 5 mg/kg (utilitzat per calcular la dosi de referència de l'Agència de Protecció Ambiental dels EUA) va provocar canvis en el creixement i el metabolisme fetal, així com com a canvis en la composició corporal.Ratolins neonatals.A més, els llindars reguladors no tenen en compte els efectes adversos de les mescles de substàncies químiques que poden afectar el sistema reproductor, que s'ha demostrat que tenen efectes additius o sinèrgics a dosis inferiors a l'exposició a substàncies químiques individuals, causant possibles problemes de salut reproductiva.salut.Preocupacions sobre les conseqüències associades als nivells d'exposició actuals, especialment per a aquells amb nivells d'exposició més alts a la població general a Europa i als EUA.
Aquest estudi pilot de noves exposicions químiques als Estats Units mostra que el clormequat està present en els aliments dels EUA, principalment en els productes de civada, així com en la majoria de mostres d'orina detectades recollides de prop de 100 persones als EUA, cosa que indica una exposició continuada al clormequat.A més, les tendències d'aquestes dades suggereixen que els nivells d'exposició han augmentat i poden continuar augmentant en el futur.Tenint en compte les preocupacions toxicològiques associades amb l'exposició al clormequat en estudis amb animals, i l'exposició generalitzada de la població general al clormequat als països europeus (i ara probablement als Estats Units), juntament amb estudis epidemiològics i animals, hi ha una necessitat urgent de controlar el clormequat en aliments i humans Clormequat.És important entendre els perills potencials per a la salut d'aquest producte químic agrícola a nivells d'exposició ambientalment significatius, especialment durant l'embaràs.
Hora de publicació: Jun-04-2024