Хлормекватот е регулатор за раст на растенијата чија употреба во житните култури се зголемува во Северна Америка. Токсиколошките студии покажаа дека изложеноста на хлормекват може да ја намали плодноста и да предизвика штета на фетусот во развој при дози под дозволената дневна доза утврдена од регулаторните органи. Овде, ние известуваме за присуството на хлормекват во примероци од урина собрани од населението на САД, со стапки на откривање од 69%, 74% и 90% во примероци собрани во 2017, 2018–2022 и 2023 година, соодветно. Од 2017 до 2022 година, ниски концентрации на хлормекват беа откриени во примероците, а од 2023 година, концентрациите на хлормекват во примероците значително се зголемија. Исто така, забележавме дека хлормекватот се наоѓа почесто во производите од овес. Овие резултати и податоците за токсичност за хлормекватот предизвикуваат загриженост во врска со моменталните нивоа на изложеност и бараат пообемно тестирање на токсичност, надзор на храната и епидемиолошки студии за да се процени влијанието на изложеноста на хлормекват врз здравјето на луѓето.
Оваа студија го известува првото откривање на хлормекват, агрохемикалија со развојна и репродуктивна токсичност, кај населението на САД и во снабдувањето со храна во САД. Иако слични нивоа на хемикалијата беа пронајдени во примероци од урина од 2017 до 2022 година, значително покачени нивоа беа пронајдени во примерокот од 2023 година. Оваа работа ја истакнува потребата од пошироко следење на хлормекватот во примероците од храна и луѓе во Соединетите Американски Држави, како и токсикологија и токсикологија. Епидемиолошки студии за хлормекват, бидејќи оваа хемикалија е нов загадувач со документирани негативни здравствени ефекти при ниски дози во студии на животни.
Хлормекватот е земјоделска хемикалија првпат регистрирана во Соединетите Американски Држави во 1962 година како регулатор на раст на растенијата. Иако моментално е дозволена употреба само на украсни растенија во Соединетите Американски Држави, одлуката на Агенцијата за заштита на животната средина на САД (EPA) од 2018 година дозволи увоз на прехранбени производи (претежно зрна) третирани со хлормекват. Во ЕУ, Велика Британија и Канада, хлормекватот е одобрен за употреба на прехранбени култури, главно пченица, овес и јачмен. Хлормекватот може да ја намали висината на стеблото, со што се намалува веројатноста за извиткување на културата, што ја отежнува бербата. Во Велика Британија и ЕУ, хлормекватот е генерално најоткриениот остаток од пестициди во житарките и житарките, како што е документирано во долгорочните студии за следење.
Иако хлормекватот е одобрен за употреба кај култури во делови од Европа и Северна Америка, тој покажува токсиколошки својства врз основа на историски и неодамна објавени експериментални студии врз животни. Ефектите од изложеноста на хлормекват врз репродуктивната токсичност и плодноста за прв пат беа опишани во раните 1980-ти од дански одгледувачи на свињи кои забележаа намалени репродуктивни перформанси кај свињи одгледувани со жито третирано со хлормекват. Овие набљудувања подоцна беа испитани во контролирани лабораториски експерименти кај свињи и глувци, во кои женските свињи хранети со жито третирано со хлормекват покажаа нарушувања во еструсните циклуси и парењето во споредба со контролните животни хранети со исхрана без хлормекват. Дополнително, машките глувци изложени на хлормекват преку храна или вода за пиење за време на развојот покажаа намалена способност за оплодување на спермата in vitro. Неодамнешните студии за репродуктивна токсичност на хлормекват покажаа дека изложеноста на стаорци на хлормекват за време на чувствителни периоди на развој, вклучувајќи ја бременоста и раниот живот, резултираше со одложен пубертет, намалена подвижност на спермата, намалена тежина на машките репродуктивни органи и намалени нивоа на тестостерон. Студиите за развојна токсичност, исто така, укажуваат дека изложеноста на хлормекват за време на бременоста може да предизвика раст на фетусот и метаболички абнормалности. Други студии не пронајдоа ефект на хлормекват врз репродуктивната функција кај женски глувци и машки свињи, а ниедна последователна студија не пронашла ефект на хлормекват врз плодноста на машки глувци изложени на хлормекват за време на развојот и постнаталниот живот. Нејасните податоци за хлормекват во токсиколошката литература може да се должат на разликите во тест дозите и мерењата, како и на изборот на модел организми и полот на експерименталните животни. Затоа, потребни се понатамошни истражувања.
Иако неодамнешните токсиколошки студии покажаа развојни, репродуктивни и ендокрини ефекти на хлормекватот, механизмите преку кои се јавуваат овие токсиколошки ефекти се нејасни. Некои студии сугерираат дека хлормекватот можеби не дејствува преку добро дефинирани механизми на хемикалии што го нарушуваат ендокриниот систем, вклучувајќи ги естрогенските или андрогените рецептори, и не ја менува ароматазната активност. Други докази сугерираат дека хлормекватот може да предизвика несакани ефекти со менување на биосинтезата на стероидите и предизвикување стрес на ендоплазматскиот ретикулум.
Иако хлормекватот е сеприсутен во вообичаените европски прехранбени производи, бројот на студии за биомониторинг кои ја проценуваат изложеноста на луѓето на хлормекват е релативно мал. Хлормекватот има краток полуживот во телото, приближно 2-3 часа, а во студиите што вклучуваат човечки волонтери, повеќето експериментални дози биле исчистени од телото во рок од 24 часа [14]. Во примероци од општата популација од Велика Британија и Шведска, хлормекватот бил откриен во урината на речиси 100% од учесниците во студијата со значително повисоки фреквенции и концентрации од другите пестициди како што се хлорпирифос, пиретроиди, тиабендазол и метаболити на манкозеб. Студиите кај свињи покажале дека хлормекватот може да се открие и во серумот и да се пренесе во млекото, но овие матрици не се проучени кај луѓе или други експериментални животински модели, иако може да има траги од хлормекват во серумот и млекото поврзани со репродуктивна штета. Постојат важни ефекти од изложеноста за време на бременоста и кај доенчињата.
Во април 2018 година, Агенцијата за заштита на животната средина на САД објави прифатливи нивоа на толеранција на храна за хлормекват во увезениот овес, пченица, јачмен и одредени животински производи, дозволувајќи му на хлормекват да се увезува во снабдувањето со храна во САД. Дозволената содржина на овес последователно беше зголемена во 2020 година. За да се карактеризира влијанието на овие одлуки врз појавата и преваленцата на хлормекват кај возрасната популација во САД, оваа пилот-студија ја измери количината на хлормекват во урината на луѓе од три географски региони на САД од 2017 до 2023 година и повторно во 2022 година, како и содржината на хлормекват во производите од овес и пченица купени во Соединетите Држави во 2023 година.
Примероците собрани во три географски региони помеѓу 2017 и 2023 година беа користени за мерење на нивоата на хлормекват во урината кај жителите на САД. Дваесет и еден примерок од урина беа собрани од деидентификувани бремени жени кои дадоа согласност во моментот на породувањето според протоколот одобрен од Одборот за институционален преглед (IRB) од 2017 година од Медицинскиот универзитет во Јужна Каролина (MUSC, Чарлстон, Јужна Каролина, САД). Примероците беа складирани на 4°C до 4 часа, потоа аликвотирани и замрзнати на -80°C. Дваесет и пет примероци од урина за возрасни беа купени од Lee Biosolutions, Inc (Мериленд Хајтс, Мисури, САД) во ноември 2022 година, што претставува еден примерок собран од октомври 2017 до септември 2022 година, и беа собрани од волонтери (13 мажи и 12 жени) позајмени на колекцијата Мериленд Хајтс, Мисури. Примероците беа складирани на -20°C веднаш по собирањето. Дополнително, 50 примероци од урина собрани од волонтери од Флорида (25 мажи, 25 жени) во јуни 2023 година беа купени од BioIVT, LLC (Вестбери, Њујорк, САД). Примероците беа складирани на 4°C сè додека не се соберат сите примероци, а потоа аликвотирани и замрзнати на -20°C. Компанијата добавувач го доби потребното одобрение од IRB за обработка на човечки примероци и согласност за собирање примероци. Во ниту еден од тестираните примероци не беа дадени лични информации. Сите примероци беа испратени замрзнати за анализа. Детални информации за примероците може да се најдат во Табелата со дополнителни информации S1.
Квантификацијата на хлормекват во примероци од човечка урина беше определена со LC-MS/MS во Истражувачката лабораторија HSE (Бакстон, Велика Британија) според методот објавен од Линд и сор. Малку изменет во 2011 година. Накратко, примероците беа подготвени со мешање на 200 μl нефилтрирана урина со 1,8 ml 0,01 M амониум ацетат што содржи внатрешен стандард. Потоа, примерокот беше екстрахиран со помош на HCX-Q колона, прво кондициониран со метанол, потоа со 0,01 M амониум ацетат, измиен со 0,01 M амониум ацетат и елуиран со 1% мравја киселина во метанол. Потоа, примероците беа натоварени во C18 LC колона (Synergi 4 µ Hydro-RP 150 × 2 mm; Phenomenex, Велика Британија) и одделени со помош на изократска мобилна фаза што се состои од 0,1% мравја киселина:метанол 80:20 со брзина на проток од 0,2 ml/мин. Реакциските транзиции избрани со масена спектрометрија беа опишани од Линд и сор. 2011. Границата на детекција беше 0,1 μg/L како што е објавено во други студии.
Концентрациите на хлормекват во урината се изразуваат како μmol хлормекват/mol креатинин и се претвораат во μg хлормекват/g креатинин како што е објавено во претходните студии (помножете со 1,08).
„Анреско Лаборатории“, ДОО тестираше примероци од храна од овес (25 конвенционални и 8 органски) и пченица (9 конвенционални) за хлормекват (Сан Франциско, Калифорнија, САД). Примероците беа анализирани со модификации според објавените методи. LOD/LOQ за примероците од овес во 2022 година и за сите примероци од пченица и овес во 2023 година беа поставени на 10/100 ppb и 3/40 ppb, соодветно. Детални информации за примероците може да се најдат во Табелата со дополнителни информации S2.
Концентрациите на хлормекват во урината беа групирани според географска локација и година на собирање, со исклучок на два примерока собрани во 2017 година од Мериленд Хајтс, Мисури, кои беа групирани со други примероци од 2017 година од Чарлстон, Јужна Каролина. Примероците под границата на детекција на хлормекват беа третирани како процент на детекција поделен со квадратен корен од 2. Податоците не беа нормално распределени, па затоа непараметрискиот тест на Крускал-Волис и Дановиот тест за повеќекратна споредба беа користени за споредување на медијаните помеѓу групите. Сите пресметки беа извршени во GraphPad Prism (Бостон, Масачусетс).
Хлормекват беше откриен во 77 од 96 примероци од урина, што претставува 80% од сите примероци од урина. Во споредба со 2017 и 2018–2022 година, 2023 примероци беа откриени почесто: тестирани беа 16 од 23 примероци (или 69%) и 17 од 23 примероци (или 74%), соодветно, и 45 од 50 примероци (т.е. 90%). Пред 2023 година, концентрациите на хлормекват откриени во двете групи беа еквивалентни, додека концентрациите на хлормекват откриени во примероците од 2023 година беа значително повисоки отколку во примероците од претходните години (Слика 1А,Б). Опсезите на детектабилни концентрации за примероците од 2017, 2018–2022 и 2023 година беа од 0,22 до 5,4, 0,11 до 4,3 и 0,27 до 52,8 микрограми хлормекват на грам креатинин, соодветно. Средните вредности за сите примероци во 2017, 2018–2022 и 2023 година се 0,46, 0,30 и 1,4, соодветно. Овие податоци сугерираат дека изложеноста може да продолжи со оглед на краткиот полуживот на хлормекват во телото, со пониски нивоа на изложеност помеѓу 2017 и 2022 година и повисоки нивоа на изложеност во 2023 година.
Концентрацијата на хлормекват за секој поединечен примерок од урина е претставена како единечна точка со ленти над средната вредност и ленти за грешка што претставуваат +/- стандардна грешка. Концентрациите на хлормекват во урината се изразуваат во mcg хлормекват на грам креатинин на линеарна скала (A) и логаритамска скала (B). За тестирање на статистичката значајност беше користена непараметриска Крускал-Волис анализа на варијансата со Данов тест за повеќекратна споредба.
Примероците од храна купени во Соединетите Американски Држави во 2022 и 2023 година покажаа детектабилни нивоа на хлормекват во сите освен во два од 25 традиционални производи од овес, со концентрации кои се движат од недетектабилни до 291 μg/kg, што укажува на хлормекват во овесот. Преваленцата на вегетаријанството е висока. Примероците собрани во 2022 и 2023 година имаа слични просечни нивоа: 90 μg/kg и 114 μg/kg, соодветно. Само еден примерок од осум органски производи од овес имаше детектабилна содржина на хлормекват од 17 μg/kg. Исто така, забележавме пониски концентрации на хлормекват во два од деветте тестирани производи од пченица: 3,5 и 12,6 μg/kg, соодветно (Табела 2).
Ова е прв извештај за мерење на хлормекват во урина кај возрасни кои живеат во Соединетите Американски Држави и кај популации надвор од Обединетото Кралство и Шведска. Трендовите на биомониторинг на пестициди кај повеќе од 1.000 адолесценти во Шведска забележаа стапка на откривање од 100% за хлормекват од 2000 до 2017 година. Просечната концентрација во 2017 година изнесуваше 0,86 микрограми хлормекват на грам креатинин и се чини дека се намалила со текот на времето, а највисокото просечно ниво беше 2,77 во 2009 година [16]. Во Велика Британија, биомониторингот откри многу повисока просечна концентрација на хлормекват од 15,1 микрограми хлормекват на грам креатинин помеѓу 2011 и 2012 година, иако овие примероци беа собрани од луѓе кои живеат во земјоделски области. Немаше разлика во изложеноста. Инцидент на прскање [15]. Нашето истражување на примерокот во САД од 2017 до 2022 година покажа пониски медијански нивоа во споредба со претходните студии во Европа, додека во примерокот од 2023 година медијанските нивоа беа споредливи со шведскиот примерок, но пониски од примерокот во Велика Британија (Табела 1).
Овие разлики во изложеноста помеѓу регионите и временските точки може да ги одразуваат разликите во земјоделските практики и регулаторниот статус на хлормекват, што на крајот влијае на нивоата на хлормекват во прехранбените производи. На пример, концентрациите на хлормекват во примероците од урина беа значително повисоки во 2023 година во споредба со претходните години, што може да ги одразува промените поврзани со регулаторните мерки на EPA поврзани со хлормекват (вклучувајќи ги ограничувањата за храна за хлормекват во 2018 година). Залихите на храна во САД во блиска иднина. Зголемување на стандардите за потрошувачка на овес до 2020 година. Овие мерки овозможуваат увоз и продажба на земјоделски производи третирани со хлормекват, на пример, од Канада. Заостанувањето помеѓу регулаторните промени на EPA и зголемените концентрации на хлормекват пронајдени во примероците од урина во 2023 година може да се објасни со голем број околности, како што се доцнења во усвојувањето на земјоделските практики што користат хлормекват, доцнења од страна на американските компании во склучувањето трговски договори, а исто така и доцнења во купувањето овес поради исцрпување на старите залихи на производи и/или подолг рок на траење на производите од овес.
За да утврдиме дали концентрациите забележани во примероците од урина во САД одразуваат потенцијална изложеност на хлормекват преку исхраната, го измеривме хлормекватот во производи од овес и пченица купени во САД во 2022 и 2023 година. Производите од овес содржат хлормекват почесто од производите од пченица, а количината на хлормекват во различни производи од овес варира, со просечно ниво од 104 ppb, веројатно поради снабдувањето од САД и Канада, што може да одразува разлики во употребата или неупотребата помеѓу производите произведени од овес третиран со хлормекват. Спротивно на тоа, во примероците од храна во Велика Британија, хлормекватот е позастапен во производите на база на пченица, како што е лебот, при што хлормекватот е откриен во 90% од примероците собрани во Велика Британија помеѓу јули и септември 2022 година. Просечната концентрација е 60 ppb. Слично на тоа, хлормекват беше откриен и во 82% од примероците од овес во Велика Британија со просечна концентрација од 1650 ppb, повеќе од 15 пати повисока отколку во примероците од САД, што може да ги објасни повисоките уринарни концентрации забележани во примероците од Велика Британија.
Нашите резултати од биомониторингот покажуваат дека изложеноста на хлормекват се случила пред 2018 година, иако не е утврдена толеранција на хлормекват преку исхраната. Иако хлормекватот не е контролиран во храната во Соединетите Американски Држави и нема историски податоци за концентрациите на хлормекват во храната што се продава во Соединетите Американски Држави, со оглед на краткиот полуживот на хлормекватот, се сомневаме дека оваа изложеност може да биде од исхраната. Дополнително, прекурсорите на холин во пченичните производи и прашоците од јајца природно формираат хлормекват на високи температури, како што се оние што се користат во преработката и производството на храна, што резултира со концентрации на хлормекват кои се движат од 5 до 40 ng/g. Нашите резултати од тестирањето на храната покажуваат дека некои примероци, вклучувајќи го и органскиот производ од овес, содржеле хлормекват на нивоа слични на оние пријавени во студиите за природно присутен хлормекват, додека многу други примероци содржеле повисоки нивоа на хлормекват. Така, нивоата што ги забележавме во урината до 2023 година веројатно се должеле на изложеност на хлормекват преку исхраната генериран за време на преработката и производството на храна. Набљудуваните нивоа во 2023 година веројатно се должат на изложеност преку исхраната на спонтано произведен хлормекват и увезени производи третирани со хлормекват во земјоделството. Разликите во изложеноста на хлормекват меѓу нашите примероци може да се должат и на географска локација, различни модели на исхрана или професионална изложеност на хлормекват кога се користи во оранжерии и расадници.
Нашата студија сугерира дека се потребни поголеми примероци и поразновиден примерок од храна третирана со хлормекват за целосно да се проценат потенцијалните извори на хлормекват во исхраната кај лица со ниска изложеност. Идните студии, вклучувајќи анализа на историски примероци од урина и храна, прашалници за исхраната и занимањата, континуирано следење на хлормекват во конвенционалната и органската храна во Соединетите Американски Држави и примероци од биомониторинг, ќе помогнат да се разјаснат вообичаените фактори на изложеност на хлормекват кај популацијата на САД.
Веројатноста за зголемени нивоа на хлормекват во примероци од урина и храна во Соединетите Американски Држави во наредните години останува да се утврди. Во Соединетите Американски Држави, хлормекватот моментално е дозволен само во увезени производи од овес и пченица, но Агенцијата за заштита на животната средина моментално ја разгледува неговата земјоделска употреба во домашни неоргански култури. Доколку таквата домашна употреба биде одобрена во комбинација со широко распространетата земјоделска практика на хлормекват во странство и во земјата, нивоата на хлормекват во овесот, пченицата и другите житни производи би можеле да продолжат да растат, што ќе доведе до повисоки нивоа на изложеност на хлормекват. Вкупно население на САД.
Моменталните концентрации на хлормекват во урината во оваа и други студии укажуваат дека индивидуалните дарители на примероци биле изложени на хлормекват на нивоа кои биле под објавената референтна доза (RfD) на Агенцијата за заштита на животната средина на САД (0,05 mg/kg телесна тежина на ден), па затоа се прифатливи. Дневниот внес е неколку реда на големина помал од вредноста на внес објавена од Европската агенција за безбедност на храната (ADI) (0,04 mg/kg телесна тежина/ден). Сепак, забележуваме дека објавените токсиколошки студии на хлормекват сугерираат дека може да биде потребна повторна евалуација на овие безбедносни прагови. На пример, глувците и свињите изложени на дози под моменталните RfD и ADI (0,024 и 0,0023 mg/kg телесна тежина/ден, соодветно) покажале намалена плодност. Во друга токсиколошка студија, изложеноста за време на бременоста на дози еквивалентни на ниво на незабележани несакани ефекти (NOAEL) од 5 mg/kg (кои се користат за пресметување на референтната доза на Агенцијата за заштита на животната средина на САД) резултирала со промени во растот и метаболизмот на фетусот, како и промени во составот на телото. Неонатални глувци. Покрај тоа, регулаторните прагови не ги земаат предвид несаканите ефекти од мешавини од хемикалии кои можат да влијаат на репродуктивниот систем, за кои е докажано дека имаат адитивни или синергистички ефекти при дози пониски од изложеноста на поединечни хемикалии, предизвикувајќи потенцијални здравствени проблеми. Загриженост за последиците поврзани со тековните нивоа на изложеност, особено за оние со повисоки нивоа на изложеност кај општата популација во Европа и САД.
Оваа пилот-студија за нова изложеност на хемикалии во Соединетите Американски Држави покажува дека хлормекватот е присутен во американската храна, првенствено во производите од овес, како и во поголемиот дел од откриените примероци од урина собрани од речиси 100 луѓе во САД, што укажува на континуирана изложеност на хлормекват. Покрај тоа, трендовите во овие податоци сугерираат дека нивоата на изложеност се зголемиле и може да продолжат да се зголемуваат во иднина. Со оглед на токсиколошките загрижености поврзани со изложеноста на хлормекват во студиите врз животни и широката изложеност на општата популација на хлормекват во европските земји (а сега веројатно и во Соединетите Американски Држави), заедно со епидемиолошките и студиите врз животни, постои итна потреба од следење на хлормекватот во храната и луѓето. Важно е да се разберат потенцијалните здравствени опасности од оваа земјоделска хемикалија на еколошки значајни нивоа на изложеност, особено за време на бременоста.
Време на објавување: 29 мај 2024 година