O clormequat é unregulador do crecemento das plantascuxo uso nos cultivos de cereais está aumentando en América do Norte.Os estudos de toxicoloxía demostraron que a exposición ao clormequat pode reducir a fertilidade e causar danos ao feto en desenvolvemento a doses inferiores á dose diaria permitida establecida polas autoridades reguladoras.Aquí, informamos da presenza de clormequat en mostras de ouriños recollidas da poboación dos Estados Unidos, con taxas de detección do 69%, 74% e 90% nas mostras recollidas en 2017, 2018-2022 e 2023, respectivamente.De 2017 a 2022 detectáronse baixas concentracións de clormequat nas mostras e, a partir de 2023, as concentracións de clormequat nas mostras aumentaron significativamente.Tamén observamos que o clormequat se atopaba con máis frecuencia nos produtos de avea.Estes resultados e os datos de toxicidade do clormequat suscitan preocupacións sobre os niveis de exposición actuais e solicitan probas de toxicidade máis amplas, vixilancia alimentaria e estudos epidemiolóxicos para avaliar o impacto da exposición ao clormequat na saúde humana.
Este estudo informa da primeira detección de clormequat, un agroquímico con toxicidade para o desenvolvemento e reprodución, na poboación estadounidense e no abastecemento de alimentos dos Estados Unidos.Aínda que se atoparon niveis similares do produto químico nas mostras de urina de 2017 a 2022, na mostra de 2023 atopáronse niveis significativamente elevados.Este traballo destaca a necesidade dun seguimento máis amplo do clormequat nos alimentos e mostras humanas nos Estados Unidos, así como a toxicoloxía e a toxicoloxía.Estudos epidemiolóxicos do clormequat, xa que este produto químico é un contaminante emerxente con efectos adversos documentados para a saúde a baixas doses en estudos en animais.
O clormequat é un produto químico agrícola rexistrado por primeira vez nos Estados Unidos en 1962 como regulador do crecemento das plantas.Aínda que actualmente só se permite o seu uso en plantas ornamentais nos Estados Unidos, unha decisión da Axencia de Protección Ambiental dos Estados Unidos (EPA) de 2018 permitiu a importación de produtos alimenticios (principalmente grans) tratados con clormequat [1].Na UE, Reino Unido e Canadá, o clormequat está aprobado para o seu uso en cultivos alimentarios, principalmente trigo, avea e cebada.O clormequat pode reducir a altura do talo, reducindo así a probabilidade de que a colleita se torce, dificultando a colleita.No Reino Unido e na UE, o clormequat é xeralmente o residuo de pesticidas máis detectado en cereais e cereais, como se documenta en estudos de seguimento a longo prazo [2, 3].
Aínda que o clormequat está aprobado para o seu uso en cultivos en partes de Europa e América do Norte, presenta propiedades toxicolóxicas baseadas en estudos experimentais en animais históricos e publicados recentemente.Os efectos da exposición ao clormequat sobre a toxicidade reprodutiva e a fertilidade foron descritos por primeira vez a principios da década de 1980 polos criadores de porcos daneses que observaron unha diminución do rendemento reprodutivo en porcos criados con grans tratados con clormequat.Estas observacións examináronse posteriormente en experimentos controlados de laboratorio en porcos e ratos, nos que as porcas alimentadas con grans tratados con clormequat mostraron alteracións nos ciclos estrales e no apareamento en comparación cos animais control alimentados cunha dieta sen clormequat.Ademais, os ratos machos expostos ao clormequat a través da comida ou da auga potable durante o desenvolvemento mostraron unha diminución da capacidade de fertilizar esperma in vitro.Estudos recentes de toxicidade reprodutiva do clormequat demostraron que a exposición de ratas ao clormequat durante períodos sensibles de desenvolvemento, incluído o embarazo e os primeiros anos da vida, produciu un atraso da puberdade, unha diminución da motilidade dos espermatozoides, unha diminución do peso dos órganos reprodutores masculinos e unha diminución dos niveis de testosterona.Os estudos de toxicidade no desenvolvemento tamén indican que a exposición ao clormequat durante o embarazo pode provocar o crecemento fetal e anomalías metabólicas.Outros estudos non atoparon ningún efecto do clormequat na función reprodutiva en ratos e porcos machos, e ningún estudo posterior atopou un efecto do clormequat na fertilidade dos ratos machos expostos ao clormequat durante o desenvolvemento e a vida posnatal.Os datos equívocos sobre o clormequat na literatura toxicolóxica poden deberse a diferenzas nas doses de proba e nas medicións, así como á elección dos organismos modelo e do sexo dos animais de experimentación.Polo tanto, está xustificada máis investigación.
Aínda que estudos toxicolóxicos recentes demostraron os efectos do clormequat sobre o desenvolvemento, a reprodución e o sistema endócrino, descoñécense os mecanismos polos que se producen estes efectos toxicolóxicos.Algúns estudos suxiren que o clormequat pode non actuar a través de mecanismos ben definidos de produtos químicos perturbadores endócrinos, incluídos os receptores de estróxenos ou andróxenos, e non altera a actividade da aromatase.Outra evidencia suxire que o clormequat pode causar efectos secundarios ao alterar a biosíntese de esteroides e causar estrés do retículo endoplasmático.
Aínda que o clormequat está presente de forma ubicua nos alimentos comúns europeos, o número de estudos de biomonitorización que avalían a exposición humana ao clormequat é relativamente pequeno.O clormequat ten unha vida media curta no corpo, aproximadamente de 2 a 3 horas, e en estudos con voluntarios humanos, a maioría das doses experimentais foron eliminadas do corpo en 24 horas.Nas mostras de poboación xeral do Reino Unido e Suecia, o clormequat detectouse na urina de case o 100% dos participantes no estudo a frecuencias e concentracións significativamente máis altas que outros pesticidas como clorpirifos, piretroides, tiabendazol e metabolitos de mancozeb.Estudos en porcos demostraron que o clormequat tamén se pode atopar no soro e pode ser transferido ao leite, pero estas matrices non foron estudadas en humanos nin noutros modelos animais experimentais, aínda que a súa presenza no soro e no leite pode estar asociada a danos reprodutivos derivados do produtos químicos..Hai efectos importantes da exposición durante o embarazo e nos bebés.
En abril de 2018, a Axencia de Protección Ambiental dos Estados Unidos anunciou niveis aceptables de tolerancia alimentaria para o clormequat en avea, trigo, cebada e determinados produtos animais importados, o que permitiu que o clormequat fose importado ao abastecemento de alimentos dos Estados Unidos.O contido de avea permitido aumentou posteriormente en 2020. Para caracterizar o impacto destas decisións sobre a aparición e prevalencia de clormequat na poboación adulta dos Estados Unidos, este estudo piloto mediu a cantidade de clormequat na orina de persoas de tres rexións xeográficas dos Estados Unidos a partir de 2017. a 2023 e de novo en 2022. e contido de clormequat dos produtos de avea e trigo comprados nos Estados Unidos en 2023.
As mostras recollidas en tres rexións xeográficas entre 2017 e 2023 utilizáronse para medir os niveis urinarios de clormequat nos residentes dos Estados Unidos.Recolléronse vinte e unha mostras de ouriños de mulleres embarazadas non identificadas que consentiron no momento do parto segundo un protocolo aprobado polo Consello de Revisión Institucional (IRB) de 2017 da Universidade Médica de Carolina do Sur (MUSC, Charleston, SC, EUA).As mostras almacenáronse a 4 °C durante ata 4 horas, despois conxélanse en alícuotas a -80 °C.En novembro de 2022 comprobáronse 25 mostras de ouriños para adultos a Lee Biosolutions, Inc (Maryland Heights, MO, EUA), o que representa unha única mostra recollida de outubro de 2017 a setembro de 2022, e recolléronse de voluntarios (13 homes e 12 mulleres).) en préstamo á colección de Maryland Heights, Missouri.As mostras gardáronse a -20 °C inmediatamente despois da recollida.Ademais, 50 mostras de urina recollidas de voluntarios da Florida (25 homes, 25 mulleres) en xuño de 2023 foron adquiridas a BioIVT, LLC (Westbury, NY, EUA).As mostras almacenáronse a 4 °C ata que todas as mostras foron recollidas, despois alicuotas e conxeladas a -20 °C.A empresa subministradora obtivo a aprobación do IRB necesaria para procesar mostras humanas e consentir a recollida de mostras.Non se proporcionou información persoal en ningunha das mostras analizadas.Todas as mostras enviáronse conxeladas para a súa análise.Pódese atopar información de mostra detallada na táboa de información de apoio S1.
A cuantificación de clormequat en mostras de ouriños humanos determinouse mediante LC-MS/MS no HSE Research Laboratory (Buxton, Reino Unido) segundo o método publicado por Lindh et al.Lixeiramente modificado en 2011 .Brevemente, as mostras preparáronse mesturando 200 μl de orina sen filtrar con 1,8 ml de acetato de amonio 0,01 M que contén patrón interno.A mostra extraeuse entón usando unha columna HCX-Q, acondicionouse primeiro con metanol, despois con acetato de amonio 0,01 M, lavouse con acetato de amonio 0,01 M e eluíuse con ácido fórmico ao 1% en metanol.Despois cargáronse as mostras nunha columna C18 LC (Synergi 4 µ Hydro-RP 150 × 2 mm; Phenomenex, Reino Unido) e separáronse mediante unha fase móbil isocrática formada por ácido fórmico: metanol 80:20 ao 0,1% a un caudal de 0,2.ml/min.As transicións de reacción seleccionadas por espectrometría de masas foron descritas por Lindh et al.2011. O límite de detección foi de 0,1 μg/L segundo se informou noutros estudos.
As concentracións urinarias de clormequat exprésanse en μmol de clormequat/mol de creatinina e convértense en μg de clormequat/g de creatinina segundo se informou en estudos anteriores (multiplica por 1,08).
Anresco Laboratories, LLC probou mostras de alimentos de avea (25 convencionais e 8 orgánicos) e trigo (9 convencionais) para clormequat (San Francisco, CA, EUA).As mostras analizáronse con modificacións segundo os métodos publicados [19].O LOD/LOQ para as mostras de avea en 2022 e para todas as mostras de trigo e avea en 2023 establecéronse en 10/100 ppb e 3/40 ppb, respectivamente.Pódese atopar información de mostra detallada na táboa de información de apoio S2.
As concentracións urinarias de clormequat agrupáronse por localización xeográfica e ano de recollida, con excepción de dúas mostras recollidas en 2017 de Maryland Heights, Missouri, que se agruparon con outras mostras de 2017 de Charleston, Carolina do Sur.As mostras por debaixo do límite de detección de clormequat foron tratadas como un porcentaxe de detección dividido pola raíz cadrada de 2. Os datos non se distribuían normalmente, polo que a proba non paramétrica de Kruskal-Wallis e a proba de comparación múltiple de Dunn foron utilizadas para comparar as medianas entre os grupos.Todos os cálculos realizáronse en GraphPad Prism (Boston, MA).
O clormequat detectouse en 77 das 96 mostras de ouriños, o que representa o 80% de todas as mostras de ouriños.En comparación con 2017 e 2018-2022, detectáronse 2023 mostras con máis frecuencia: 16 de 23 mostras (ou 69 %) e 17 de 23 mostras (ou 74 %), respectivamente, e 45 de cada 50 mostras (ou sexa, 90 %) .) foron probados (táboa 1).Antes de 2023, as concentracións de clormequat detectadas nos dous grupos eran equivalentes, mentres que as concentracións de clormequat detectadas nas mostras de 2023 eran significativamente máis altas que nas mostras de anos anteriores (Figura 1A,B).Os intervalos de concentración detectables para as mostras de 2017, 2018-2022 e 2023 foron de 0,22 a 5,4, de 0,11 a 4,3 e de 0,27 a 52,8 microgramos de clormequat por gramo de creatinina, respectivamente.Os valores medios de todas as mostras en 2017, 2018-2022 e 2023 son 0,46, 0,30 e 1,4, respectivamente.Estes datos suxiren que a exposición pode continuar dada a curta vida media do clormequat no organismo, con niveis de exposición máis baixos entre 2017 e 2022 e niveis de exposición máis altos en 2023.
A concentración de clormequat para cada mostra individual de orina preséntase como un único punto con barras por riba da media e barras de erro que representan +/- o erro estándar.As concentracións urinarias de clormequat exprésanse en mcg de clormequat por gramo de creatinina nunha escala lineal e nunha escala logarítmica.Utilizouse a análise non paramétrica de varianza de Kruskal-Wallis coa proba de comparación múltiple de Dunn para probar a significación estatística.
As mostras de alimentos compradas nos Estados Unidos en 2022 e 2023 mostraron niveis detectables de clormequat en todos os 25 produtos tradicionais de avea, excepto en dous, con concentracións que van desde indetectables ata 291 μg/kg, o que indica o clormequat na avea.A prevalencia do vexetarianismo é alta.As mostras recollidas en 2022 e 2023 tiveron niveis medios similares: 90 µg/kg e 114 µg/kg, respectivamente.Só unha mostra de oito produtos orgánicos de avea tiña un contido detectable de clormequat de 17 µg/kg.Tamén observamos concentracións máis baixas de clormequat en dous dos nove produtos de trigo probados: 3,5 e 12,6 μg/kg, respectivamente.
Este é o primeiro informe da medición do clormequat urinario en adultos que viven nos Estados Unidos e en poboacións fóra do Reino Unido e Suecia.As tendencias de biomonitoreo de pesticidas entre máis de 1.000 adolescentes en Suecia rexistraron unha taxa de detección do 100% de clormequat entre 2000 e 2017. A concentración media en 2017 foi de 0,86 microgramos de clormequat por gramo de creatinina e parece que diminuíu co nivel medio máis alto co paso do tempo. sendo 2,77 en 2009 .No Reino Unido, a biomonitorización atopou unha concentración media de clormequat moito maior de 15,1 microgramos de clormequat por gramo de creatinina entre 2011 e 2012, aínda que estas mostras foron recollidas de persoas que viven en zonas agrícolas.non houbo diferenza na exposición.Incidente de pulverización[15].O noso estudo sobre a mostra dos Estados Unidos de 2017 a 2022 atopou niveis medios máis baixos en comparación con estudos anteriores en Europa, mentres que na mostra de 2023 os niveis medios eran comparables á mostra sueca pero inferiores á mostra do Reino Unido.
Estas diferenzas na exposición entre rexións e puntos de tempo poden reflectir diferenzas nas prácticas agrícolas e no estado normativo do chlormequat, que finalmente inflúen nos niveis de clormequat nos produtos alimenticios.Por exemplo, as concentracións de clormequat nas mostras de urina foron significativamente máis altas en 2023 en comparación con anos anteriores, o que pode reflectir cambios relacionados coas accións regulamentarias da EPA relacionadas co clormequat (incluídos os límites de alimentos de clormequat en 2018).abastecemento de alimentos dos Estados Unidos nun futuro próximo.Elevar os estándares de consumo de avea ata 2020. Estas accións permiten a importación e venda de produtos agrícolas tratados con clormequat, por exemplo, procedentes de Canadá.O desfase entre os cambios regulamentarios da EPA e as elevadas concentracións de clormequat atopadas nas mostras de ouriños en 2023 pode explicarse por unha serie de circunstancias, como atrasos na adopción de prácticas agrícolas que usan clormequat, atrasos das empresas estadounidenses na negociación de acordos comerciais e particulares.están experimentando atrasos na compra de avea debido ao esgotamento das existencias de produtos antigos e/ou debido á maior vida útil dos produtos de avea.
Para determinar se as concentracións observadas nas mostras de ouriños dos Estados Unidos reflicten a posible exposición alimentaria ao clormequat, medimos o clormequat en avea e produtos de trigo comprados nos EE. diferentes produtos de avea varía, cun nivel medio de 104 ppb, posiblemente debido á subministración dos Estados Unidos e Canadá, o que pode reflectir diferenzas de uso ou desuso.entre produtos elaborados a partir de avea tratada con clormequat.Pola contra, nas mostras de alimentos do Reino Unido, o clormequat é máis abundante en produtos a base de trigo como o pan, detectándose clormequat no 90 % das mostras recollidas no Reino Unido entre xullo e setembro de 2022. A concentración media é de 60 ppb.Do mesmo xeito, o clormequat tamén se detectou no 82% das mostras de avea do Reino Unido cunha concentración media de 1650 ppb, máis de 15 veces máis que nas mostras dos Estados Unidos, o que pode explicar as maiores concentracións urinarias observadas nas mostras do Reino Unido.
Os resultados da nosa biomonitorización indican que a exposición ao clormequat ocorreu antes de 2018, aínda que non se estableceu a tolerancia alimentaria ao clormequat.Aínda que o clormequat non está controlado nos alimentos nos Estados Unidos, e non hai datos históricos sobre as concentracións de clormequat nos alimentos vendidos nos Estados Unidos, dada a curta vida media do clormequat, sospeitamos que esta exposición pode ser dietética.Ademais, os precursores de colina nos produtos de trigo e os ovos en po forman naturalmente clormequat a altas temperaturas, como os que se usan no procesado e fabricación de alimentos, o que resulta en concentracións de clormequat que van de 5 a 40 ng/g.Os resultados das nosas probas de alimentos indican que algunhas mostras, incluído o produto de avea orgánica, contiñan clormequat en niveis similares aos informados nos estudos de clormequat natural, mentres que moitas outras mostras contiñan niveis máis altos de clormequat.Así, os niveis que observamos na orina ata 2023 probablemente se deban á exposición alimentaria ao clormequat xerado durante o procesamento e a fabricación de alimentos.Os niveis observados en 2023 débense probablemente á exposición alimentaria ao clormequat producido espontáneamente e aos produtos importados tratados con clormequat na agricultura.As diferenzas na exposición ao clormequat entre as nosas mostras tamén poden deberse á localización xeográfica, aos diferentes patróns dietéticos ou á exposición laboral ao clormequat cando se usa en invernadoiros e viveiros.
O noso estudo suxire que son necesarios tamaños de mostra máis grandes e unha mostra máis diversa de alimentos tratados con clormequat para avaliar plenamente as posibles fontes dietéticas de clormequat en individuos de baixa exposición.Os estudos futuros que inclúen a análise de mostras históricas de ouriños e alimentos, cuestionarios dietéticos e ocupacionais, seguimento continuo do clormequat en alimentos convencionais e orgánicos nos Estados Unidos e mostras de biomonitorización axudarán a dilucidar os factores comúns de exposición ao clormequat na poboación estadounidense.
A probabilidade de aumento dos niveis de clormequat nas mostras de ouriños e alimentos nos Estados Unidos nos próximos anos aínda está por determinar.Nos Estados Unidos, o clormequat só está permitido actualmente en produtos de avea e trigo importados, pero a Axencia de Protección Ambiental está a considerar o seu uso agrícola en cultivos domésticos non orgánicos.Se se aproba ese uso doméstico en conxunto coa práctica agrícola estendida do clormequat no estranxeiro e no país, os niveis de clormequat na avea, o trigo e outros produtos de grans poderían seguir aumentando, o que leva a niveis máis altos de exposición ao clormequat.Poboación total dos EUA.
As concentracións urinarias actuais de clormequat neste e noutros estudos indican que os doadores individuais de mostras foron expostos a clormequat a niveis que estaban por debaixo da dose de referencia (RfD) publicada da Axencia de Protección Ambiental dos EUA (0,05 mg/kg de peso corporal por día), polo que son aceptables. .A inxestión diaria é varias ordes de magnitude inferior ao valor de inxestión publicado pola Autoridade Europea de Seguridade Alimentaria (ADI) (0,04 mg/kg de peso corporal/día).Non obstante, observamos que os estudos de toxicoloxía publicados sobre clormequat suxiren que pode ser necesaria a re-avaliación destes limiares de seguridade.Por exemplo, ratos e porcos expostos a doses inferiores á RfD e IDA actuais (0,024 e 0,0023 mg/kg de peso corporal/día, respectivamente) mostraron unha diminución da fertilidade.Noutro estudo de toxicoloxía, a exposición durante o embarazo a doses equivalentes a un nivel de efectos adversos non observados (NOAEL) de 5 mg/kg (utilizado para calcular a dose de referencia da Axencia de Protección Ambiental dos EE. UU.) provocou cambios no crecemento e metabolismo do feto. como cambios na composición corporal.Ratos neonatais.Ademais, os limiares regulamentarios non teñen en conta os efectos adversos das mesturas de produtos químicos que poden afectar ao sistema reprodutor, que se demostrou que teñen efectos aditivos ou sinérxicos a doses inferiores á exposición a produtos químicos individuais, causando posibles problemas na saúde reprodutiva.saúde.Preocupacións polas consecuencias asociadas aos niveis de exposición actuais, especialmente para aqueles con niveis de exposición máis altos na poboación en xeral en Europa e EE.
Este estudo piloto de novas exposicións químicas nos Estados Unidos mostra que o clormequat está presente nos alimentos estadounidenses, principalmente nos produtos de avea, así como na maioría das mostras de ouriños detectadas recollidas de case 100 persoas nos EE. UU., o que indica unha exposición continua ao clormequat.Ademais, as tendencias destes datos suxiren que os niveis de exposición aumentaron e poden seguir aumentando no futuro.Dadas as preocupacións toxicolóxicas asociadas coa exposición ao clormequat nos estudos con animais, e a exposición xeneralizada da poboación en xeral ao clormequat nos países europeos (e agora probablemente nos Estados Unidos), xunto cos estudos epidemiolóxicos e en animais, existe unha necesidade urxente de vixiar o clormequat en alimentos e humanos Chlormequat.É importante comprender os posibles perigos para a saúde deste produto químico agrícola a niveis de exposición ambientalmente significativos, especialmente durante o embarazo.
Hora de publicación: 04-Xun-2024