Il clormequat è un regolatore della crescita delle piante il cui utilizzo nelle colture di cereali è in aumento nel Nord America.Studi tossicologici hanno dimostrato che l’esposizione al clormequat può ridurre la fertilità e causare danni al feto in via di sviluppo a dosi inferiori alla dose giornaliera consentita stabilita dalle autorità regolatorie.Qui, riportiamo la presenza di clormequat nei campioni di urina raccolti dalla popolazione statunitense, con tassi di rilevamento del 69%, 74% e 90% nei campioni raccolti rispettivamente nel 2017, 2018-2022 e 2023.Dal 2017 al 2022 sono state rilevate basse concentrazioni di clormequat nei campioni e dal 2023 le concentrazioni di clormequat nei campioni sono aumentate in modo significativo.Abbiamo anche notato che il clormequat è stato trovato più frequentemente nei prodotti a base di avena.Questi risultati e i dati sulla tossicità del clormequat sollevano preoccupazioni sugli attuali livelli di esposizione e richiedono test di tossicità più approfonditi, sorveglianza alimentare e studi epidemiologici per valutare l’impatto dell’esposizione al clormequat sulla salute umana.
Questo studio riporta il primo rilevamento di clormequat, un prodotto agrochimico con tossicità per lo sviluppo e la riproduzione, nella popolazione statunitense e nell’approvvigionamento alimentare statunitense.Mentre livelli simili della sostanza chimica sono stati trovati nei campioni di urina dal 2017 al 2022, livelli significativamente elevati sono stati trovati nel campione del 2023.Questo lavoro evidenzia la necessità di un monitoraggio più ampio del clormequat negli alimenti e nei campioni umani negli Stati Uniti, nonché della tossicologia e della tossicologia.Studi epidemiologici sul clormequat, poiché questa sostanza chimica è un contaminante emergente con effetti avversi sulla salute documentati a basse dosi in studi sugli animali.
Il clormequat è un prodotto chimico agricolo registrato per la prima volta negli Stati Uniti nel 1962 come regolatore della crescita delle piante.Sebbene attualmente sia consentito l’uso solo su piante ornamentali negli Stati Uniti, una decisione della US Environmental Protection Agency (EPA) del 2018 ha consentito l’importazione di prodotti alimentari (principalmente cereali) trattati con clormequat.Nell’UE, nel Regno Unito e in Canada, il clormequat è approvato per l’uso su colture alimentari, principalmente grano, avena e orzo.Il clormequat può ridurre l'altezza dello stelo, riducendo così la probabilità che il raccolto si deformi, rendendo difficile la raccolta.Nel Regno Unito e nell’UE, il clormequat è generalmente il residuo di pesticidi più rilevato nei cereali e nei cereali, come documentato in studi di monitoraggio a lungo termine.
Sebbene il clormequat sia approvato per l'uso sulle colture in alcune parti dell'Europa e del Nord America, presenta proprietà tossicologiche basate su studi sperimentali su animali storici e recentemente pubblicati.Gli effetti dell'esposizione al clormequat sulla tossicità riproduttiva e sulla fertilità furono descritti per la prima volta all'inizio degli anni '80 da allevatori di suini danesi che osservarono una diminuzione delle prestazioni riproduttive nei suini allevati con cereali trattati con clormequat.Queste osservazioni sono state successivamente esaminate in esperimenti di laboratorio controllati su maiali e topi, in cui le femmine di maiale alimentate con cereali trattati con clormequat hanno mostrato disturbi nei cicli estrali e nell'accoppiamento rispetto agli animali di controllo alimentati con una dieta senza clormequat.Inoltre, i topi maschi esposti al clormequat attraverso il cibo o l’acqua potabile durante lo sviluppo hanno mostrato una ridotta capacità di fecondare lo sperma in vitro.Recenti studi sulla tossicità riproduttiva del clormequat hanno dimostrato che l'esposizione dei ratti al clormequat durante periodi delicati dello sviluppo, inclusa la gravidanza e la prima infanzia, ha provocato un ritardo della pubertà, una diminuzione della motilità degli spermatozoi, una diminuzione del peso degli organi riproduttivi maschili e una diminuzione dei livelli di testosterone.Studi sulla tossicità dello sviluppo indicano anche che l'esposizione al clormequat durante la gravidanza può causare crescita fetale e anomalie metaboliche.Altri studi non hanno riscontrato alcun effetto del clormequat sulla funzione riproduttiva nei topi femmine e nei suini maschi, e nessuno studio successivo ha riscontrato un effetto del clormequat sulla fertilità dei topi maschi esposti al clormequat durante lo sviluppo e la vita postnatale.Dati ambigui sul clormequat nella letteratura tossicologica possono essere dovuti a differenze nelle dosi e nelle misurazioni dei test, nonché alla scelta degli organismi modello e al sesso degli animali da esperimento.Pertanto, sono giustificate ulteriori indagini.
Sebbene recenti studi tossicologici abbiano dimostrato gli effetti del clormequat sullo sviluppo, sulla riproduzione e sul sistema endocrino, i meccanismi attraverso i quali si verificano questi effetti tossicologici non sono chiari.Alcuni studi suggeriscono che il clormequat potrebbe non agire attraverso meccanismi ben definiti di sostanze chimiche che alterano il sistema endocrino, inclusi i recettori degli estrogeni o degli androgeni, e non altera l’attività dell’aromatasi.Altre prove suggeriscono che il clormequat può causare effetti collaterali alterando la biosintesi degli steroidi e causando stress del reticolo endoplasmatico.
Sebbene il clormequat sia presente ovunque nei comuni alimenti europei, il numero di studi di biomonitoraggio che valutano l’esposizione umana al clormequat è relativamente piccolo.Il clormequat ha una breve emivita nel corpo, circa 2-3 ore, e negli studi condotti su volontari umani, la maggior parte delle dosi sperimentali sono state eliminate dal corpo entro 24 ore [14].Nei campioni di popolazione generale provenienti dal Regno Unito e dalla Svezia, il clormequat è stato rilevato nelle urine di quasi il 100% dei partecipanti allo studio a frequenze e concentrazioni significativamente più elevate rispetto ad altri pesticidi come clorpirifos, piretroidi, tiabendazolo e metaboliti del mancozeb.Studi sui suini hanno dimostrato che il clormequat può essere rilevato anche nel siero e trasferito nel latte, ma queste matrici non sono state studiate nell'uomo o in altri modelli animali sperimentali, sebbene possano esserci tracce di clormequat nel siero e nel latte associate a danni riproduttivi.Materiale.Ci sono effetti importanti dell'esposizione durante la gravidanza e nei neonati.
Nell’aprile 2018, la US Environmental Protection Agency ha annunciato livelli accettabili di tolleranza alimentare per il clormequat nell’avena, nel grano, nell’orzo e in alcuni prodotti animali importati, consentendo l’importazione del clormequat nell’approvvigionamento alimentare degli Stati Uniti.Il contenuto di avena consentito è stato successivamente aumentato nel 2020. Per caratterizzare l'impatto di queste decisioni sulla presenza e sulla prevalenza del clormequat nella popolazione adulta degli Stati Uniti, questo studio pilota ha misurato la quantità di clormequat nelle urine di persone provenienti da tre regioni geografiche degli Stati Uniti a partire dal 2017. al 2023 e di nuovo nel 2022. e il contenuto di clormequat nei prodotti di avena e grano acquistati negli Stati Uniti nel 2023.
I campioni raccolti in tre regioni geografiche tra il 2017 e il 2023 sono stati utilizzati per misurare i livelli urinari di clormequat nei residenti negli Stati Uniti.Ventuno campioni di urina sono stati raccolti da donne incinte non identificate che hanno acconsentito al momento del parto secondo un protocollo approvato dall'Institutional Review Board (IRB) del 2017 della Medical University of South Carolina (MUSC, Charleston, SC, USA).I campioni sono stati conservati a 4°C per un massimo di 4 ore, quindi suddivisi in aliquote e congelati a -80°C.Venticinque campioni di urina di adulti sono stati acquistati da Lee Biosolutions, Inc (Maryland Heights, MO, USA) nel novembre 2022, che rappresentano un singolo campione raccolto da ottobre 2017 a settembre 2022, e sono stati raccolti da volontari (13 uomini e 12 donne).) in prestito alla collezione Maryland Heights, Missouri.I campioni sono stati conservati a -20°C immediatamente dopo la raccolta.Inoltre, 50 campioni di urina raccolti da volontari della Florida (25 uomini, 25 donne) nel giugno 2023 sono stati acquistati da BioIVT, LLC (Westbury, NY, USA).I campioni sono stati conservati a 4°C finché tutti i campioni non sono stati raccolti e quindi aliquotati e congelati a -20°C.L'azienda fornitrice ha ottenuto l'approvazione IRB necessaria per elaborare campioni umani e acconsentire alla raccolta dei campioni.Nessuna informazione personale è stata fornita in nessuno dei campioni testati.Tutti i campioni sono stati inviati congelati per l'analisi.Informazioni dettagliate sul campione sono disponibili nella tabella delle informazioni di supporto S1.
La quantificazione del clormequat nei campioni di urina umana è stata determinata mediante LC-MS/MS presso l'HSE Research Laboratory (Buxton, Regno Unito) secondo il metodo pubblicato da Lindh et al.Leggermente modificato nel 2011. In breve, i campioni sono stati preparati mescolando 200 μl di urina non filtrata con 1,8 ml di acetato di ammonio 0,01 M contenente uno standard interno.Il campione è stato quindi estratto utilizzando una colonna HCX-Q, condizionato prima con metanolo, poi con acetato di ammonio 0,01 M, lavato con acetato di ammonio 0,01 M ed eluito con acido formico all'1% in metanolo.I campioni sono stati quindi caricati su una colonna LC C18 (Synergi 4 µ Hydro-RP 150 × 2 mm; Phenomenex, UK) e separati utilizzando una fase mobile isocratica costituita da acido formico allo 0,1%: metanolo 80:20 a una portata di 0,2.ml/min.Le transizioni di reazione selezionate mediante spettrometria di massa sono state descritte da Lindh et al.2011. Il limite di rilevamento era 0,1 μg/L, come riportato in altri studi.
Le concentrazioni urinarie di clormequat sono espresse come μmol di clormequat/mol di creatinina e convertite in μg di clormequat/g di creatinina come riportato in studi precedenti (moltiplicare per 1,08).
Anresco Laboratories, LLC ha testato campioni alimentari di avena (25 convenzionali e 8 biologici) e grano (9 convenzionali) per il clormequat (San Francisco, CA, USA).I campioni sono stati analizzati con modifiche secondo i metodi pubblicati.Il LOD/LOQ per i campioni di avena nel 2022 e per tutti i campioni di grano e avena nel 2023 sono stati fissati rispettivamente a 10/100 ppb e 3/40 ppb.Informazioni dettagliate sul campione sono disponibili nella tabella delle informazioni di supporto S2.
Le concentrazioni urinarie di clormequat sono state raggruppate per posizione geografica e anno di raccolta, ad eccezione di due campioni raccolti nel 2017 da Maryland Heights, Missouri, che sono stati raggruppati con altri campioni del 2017 da Charleston, Carolina del Sud.I campioni al di sotto del limite di rilevamento del clormequat sono stati trattati come percentuale di rilevamento divisa per la radice quadrata di 2. I dati non erano distribuiti normalmente, quindi sono stati utilizzati il test non parametrico di Kruskal-Wallis e il test di confronto multiplo di Dunn per confrontare le mediane tra i gruppi.Tutti i calcoli sono stati eseguiti in GraphPad Prism (Boston, MA).
Il clormequat è stato rilevato in 77 dei 96 campioni di urina, che rappresentano l'80% di tutti i campioni di urina.Rispetto al 2017 e al 2018-2022, 2023 campioni sono stati rilevati con maggiore frequenza: rispettivamente 16 campioni su 23 (o 69%) e 17 campioni su 23 (o 74%) e 45 campioni su 50 (ovvero 90%) .) sono stati testati.Prima del 2023, le concentrazioni di clormequat rilevate nei due gruppi erano equivalenti, mentre le concentrazioni di clormequat rilevate nei campioni del 2023 erano significativamente più elevate rispetto ai campioni degli anni precedenti (Figura 1A,B).Gli intervalli di concentrazione rilevabili per i campioni 2017, 2018-2022 e 2023 erano rispettivamente da 0,22 a 5,4, da 0,11 a 4,3 e da 0,27 a 52,8 microgrammi di clormequat per grammo di creatinina.I valori mediani per tutti i campioni nel 2017, 2018-2022 e 2023 sono rispettivamente 0,46, 0,30 e 1,4.Questi dati suggeriscono che l’esposizione potrebbe continuare data la breve emivita del clormequat nell’organismo, con livelli di esposizione più bassi tra il 2017 e il 2022 e livelli di esposizione più elevati nel 2023.
La concentrazione di clormequat per ogni singolo campione di urina è presentata come un singolo punto con barre sopra la media e barre di errore che rappresentano +/- errore standard.Le concentrazioni urinarie di clormequat sono espresse in mcg di clormequat per grammo di creatinina su scala lineare (A) e logaritmica (B).Per testare la significatività statistica è stata utilizzata l'analisi non parametrica della varianza di Kruskal-Wallis con il test di confronto multiplo di Dunn.
I campioni alimentari acquistati negli Stati Uniti nel 2022 e nel 2023 hanno mostrato livelli rilevabili di clormequat in tutti i 25 prodotti tradizionali a base di avena tranne due, con concentrazioni che vanno da non rilevabili a 291 μg/kg, indicando il clormequat nell’avena.La prevalenza del vegetarianismo è alta.I campioni raccolti nel 2022 e nel 2023 presentavano livelli medi simili: rispettivamente 90 µg/kg e 114 µg/kg.Solo un campione di otto prodotti biologici a base di avena aveva un contenuto rilevabile di clormequat di 17 µg/kg.Abbiamo anche osservato concentrazioni più basse di clormequat in due dei nove prodotti a base di grano testati: rispettivamente 3,5 e 12,6 μg/kg (Tabella 2).
Questo è il primo rapporto sulla misurazione del clormequat urinario negli adulti che vivono negli Stati Uniti e in popolazioni al di fuori del Regno Unito e della Svezia.Le tendenze del biomonitoraggio dei pesticidi tra oltre 1.000 adolescenti in Svezia hanno registrato un tasso di rilevamento del 100% per il clormequat dal 2000 al 2017. La concentrazione media nel 2017 era di 0,86 microgrammi di clormequat per grammo di creatinina e sembra essere diminuita nel tempo, con il livello medio più alto essendo 2,77 nel 2009 [16].Nel Regno Unito, il biomonitoraggio ha rilevato una concentrazione media di clormequat molto più elevata pari a 15,1 microgrammi di clormequat per grammo di creatinina tra il 2011 e il 2012, sebbene questi campioni siano stati raccolti da persone che vivono in aree agricole.non c'era differenza nell'esposizione.Incidente di spruzzo[15].Il nostro studio sul campione statunitense dal 2017 al 2022 ha rilevato livelli mediani inferiori rispetto a precedenti studi in Europa, mentre nel campione del 2023 i livelli mediani erano paragonabili al campione svedese ma inferiori a quello del campione britannico (Tabella 1).
Queste differenze nell’esposizione tra regioni e punti temporali possono riflettere differenze nelle pratiche agricole e nello stato normativo del clormequat, che in ultima analisi influenzano i livelli di clormequat nei prodotti alimentari.Ad esempio, le concentrazioni di clormequat nei campioni di urina erano significativamente più elevate nel 2023 rispetto agli anni precedenti, il che potrebbe riflettere cambiamenti relativi alle azioni normative EPA relative al clormequat (compresi i limiti alimentari del clormequat nel 2018).Forniture alimentari statunitensi nel prossimo futuro.Innalzare gli standard di consumo di avena entro il 2020. Queste azioni consentono l’importazione e la vendita di prodotti agricoli trattati con clormequat, ad esempio, dal Canada.Il ritardo tra le modifiche normative dell'EPA e le elevate concentrazioni di clormequat riscontrate nei campioni di urina nel 2023 può essere spiegato da una serie di circostanze, come ritardi nell'adozione di pratiche agricole che utilizzano clormequat, ritardi da parte delle aziende statunitensi nella conclusione di accordi commerciali, e subiscono anche ritardi negli acquisti di avena a causa dell’esaurimento delle scorte di vecchi prodotti e/o della maggiore durata di conservazione dei prodotti a base di avena.
Per determinare se le concentrazioni osservate nei campioni di urina statunitensi riflettono la potenziale esposizione alimentare al clormequat, abbiamo misurato il clormequat nei prodotti a base di avena e grano acquistati negli Stati Uniti nel 2022 e nel 2023. I prodotti a base di avena contengono clormequat più spesso dei prodotti a base di grano e la quantità di clormequat nei campioni di urina statunitensi riflette la potenziale esposizione alimentare al clormequat. i diversi prodotti a base di avena variano, con un livello medio di 104 ppb, probabilmente a causa della fornitura da parte di Stati Uniti e Canada, che può riflettere differenze nell'uso o nel disuso.tra i prodotti ottenuti da avena trattata con clormequat.Al contrario, nei campioni alimentari del Regno Unito, il clormequat è più abbondante nei prodotti a base di grano come il pane, con il clormequat rilevato nel 90% dei campioni raccolti nel Regno Unito tra luglio e settembre 2022. La concentrazione media è di 60 ppb.Allo stesso modo, il clormequat è stato rilevato anche nell’82% dei campioni di avena del Regno Unito ad una concentrazione media di 1650 ppb, più di 15 volte superiore a quella dei campioni statunitensi, il che potrebbe spiegare le concentrazioni urinarie più elevate osservate nei campioni del Regno Unito.
I nostri risultati di biomonitoraggio indicano che l’esposizione al clormequat è avvenuta prima del 2018, sebbene la tolleranza alimentare al clormequat non sia stata stabilita.Sebbene il clormequat non sia controllato negli alimenti negli Stati Uniti e non vi siano dati storici sulle concentrazioni di clormequat negli alimenti venduti negli Stati Uniti, data la breve emivita del clormequat, sospettiamo che questa esposizione possa essere dietetica.Inoltre, i precursori della colina presenti nei prodotti a base di grano e nelle uova in polvere formano naturalmente clormequat ad alte temperature, come quelle utilizzate nella lavorazione e produzione alimentare, con conseguenti concentrazioni di clormequat comprese tra 5 e 40 ng/g. I risultati dei nostri test sugli alimenti indicano che alcuni campioni, tra cui il prodotto biologico a base di avena conteneva clormequat a livelli simili a quelli riportati negli studi sul clormequat presente in natura, mentre molti altri campioni contenevano livelli più elevati di clormequat.Pertanto, i livelli osservati nelle urine fino al 2023 erano probabilmente dovuti all’esposizione alimentare al clormequat generato durante la lavorazione e la produzione degli alimenti.I livelli osservati nel 2023 sono probabilmente dovuti all’esposizione alimentare al clormequat prodotto spontaneamente e ai prodotti importati trattati con clormequat in agricoltura.Le differenze nell’esposizione al clormequat tra i nostri campioni possono anche essere dovute alla posizione geografica, a diversi modelli dietetici o all’esposizione professionale al clormequat quando utilizzato nelle serre e nei vivai.
Il nostro studio suggerisce che sono necessari campioni di dimensioni più ampie e un campione più diversificato di alimenti trattati con clormequat per valutare appieno le potenziali fonti alimentari di clormequat in individui a bassa esposizione.Studi futuri, tra cui l’analisi di campioni storici di urina e alimenti, questionari dietetici e occupazionali, il monitoraggio continuo del clormequat negli alimenti convenzionali e biologici negli Stati Uniti e i campioni di biomonitoraggio aiuteranno a chiarire i fattori comuni di esposizione al clormequat nella popolazione statunitense.
Resta da determinare la probabilità di un aumento dei livelli di clormequat nelle urine e nei campioni alimentari negli Stati Uniti nei prossimi anni.Negli Stati Uniti, il clormequat è attualmente consentito solo nei prodotti importati di avena e grano, ma l’Environmental Protection Agency sta attualmente valutando il suo utilizzo agricolo nelle colture nazionali non biologiche.Se tale uso domestico venisse approvato insieme alla diffusa pratica agricola del clormequat all’estero e a livello nazionale, i livelli di clormequat nell’avena, nel grano e in altri prodotti a base di cereali potrebbero continuare ad aumentare, portando a livelli più elevati di esposizione al clormequat.Popolazione totale degli Stati Uniti.
Le attuali concentrazioni urinarie di clormequat in questo e in altri studi indicano che i singoli donatori di campioni sono stati esposti al clormequat a livelli inferiori alla dose di riferimento (RfD) pubblicata dalla Environmental Protection Agency degli Stati Uniti (0,05 mg/kg di peso corporeo al giorno), quindi sono accettabili .L'assunzione giornaliera è di diversi ordini di grandezza inferiore al valore di assunzione pubblicato dall'Autorità europea per la sicurezza alimentare (ADI) (0,04 mg/kg di peso corporeo/giorno).Tuttavia, notiamo che gli studi tossicologici pubblicati sul clormequat suggeriscono che potrebbe essere necessaria una rivalutazione di queste soglie di sicurezza.Ad esempio, topi e maiali esposti a dosi inferiori alle attuali RfD e ADI (rispettivamente 0,024 e 0,0023 mg/kg di peso corporeo/giorno) hanno mostrato una diminuzione della fertilità.In un altro studio tossicologico, l’esposizione durante la gravidanza a dosi equivalenti a un livello senza effetti avversi osservati (NOAEL) di 5 mg/kg (utilizzato per calcolare la dose di riferimento della Environmental Protection Agency degli Stati Uniti) ha provocato cambiamenti nella crescita e nel metabolismo del feto, nonché come cambiamenti nella composizione corporea.Topi neonati.Inoltre, le soglie normative non tengono conto degli effetti avversi delle miscele di sostanze chimiche che possono influenzare il sistema riproduttivo, che hanno dimostrato di avere effetti additivi o sinergici a dosi inferiori rispetto all’esposizione a singole sostanze chimiche, causando potenziali problemi di salute.Preoccupazioni per le conseguenze associate agli attuali livelli di esposizione, in particolare per quelli con livelli di esposizione più elevati nella popolazione generale in Europa e negli Stati Uniti.
Questo studio pilota sulle nuove esposizioni chimiche negli Stati Uniti mostra che il clormequat è presente negli alimenti statunitensi, principalmente nei prodotti a base di avena, nonché nella maggior parte dei campioni di urina rilevati raccolti da quasi 100 persone negli Stati Uniti, indicando un’esposizione in corso al clormequat.Inoltre, le tendenze di questi dati suggeriscono che i livelli di esposizione sono aumentati e potrebbero continuare ad aumentare in futuro.Date le preoccupazioni tossicologiche associate all’esposizione al clormequat negli studi sugli animali e la diffusa esposizione della popolazione generale al clormequat nei paesi europei (e ora probabilmente negli Stati Uniti), insieme agli studi epidemiologici e sugli animali, è urgente monitorare il clormequat negli studi sugli animali. alimenti e esseri umani Clormequat.È importante comprendere i potenziali rischi per la salute di questa sostanza chimica agricola a livelli di esposizione significativi dal punto di vista ambientale, soprattutto durante la gravidanza.
Orario di pubblicazione: 29 maggio 2024