Klormequat adalah apengatur pertumbuhan tanamanyang penggunaannya pada tanaman serealia meningkat di Amerika Utara.Studi toksikologi menunjukkan bahwa paparan klormequat dapat mengurangi kesuburan dan membahayakan janin yang sedang berkembang jika dosisnya di bawah dosis harian yang diizinkan yang ditetapkan oleh pihak berwenang.Di sini, kami melaporkan keberadaan klormequat dalam sampel urin yang dikumpulkan dari populasi AS, dengan tingkat deteksi sebesar 69%, 74%, dan 90% pada sampel yang dikumpulkan masing-masing pada tahun 2017, 2018–2022, dan 2023.Dari tahun 2017 hingga 2022, konsentrasi klormequat yang rendah terdeteksi dalam sampel, dan mulai tahun 2023, konsentrasi klormequat dalam sampel meningkat secara signifikan.Kami juga memperhatikan bahwa klormequat lebih sering ditemukan pada produk oat.Hasil-hasil ini dan data toksisitas klormequat menimbulkan kekhawatiran mengenai tingkat paparan saat ini dan memerlukan pengujian toksisitas yang lebih ekstensif, pengawasan makanan, dan studi epidemiologi untuk menilai dampak paparan klormequat terhadap kesehatan manusia.
Studi ini melaporkan deteksi pertama klormequat, bahan kimia pertanian yang memiliki toksisitas terhadap perkembangan dan reproduksi, pada populasi AS dan pasokan makanan AS.Meskipun kadar bahan kimia serupa ditemukan dalam sampel urin dari tahun 2017 hingga 2022, peningkatan kadar yang signifikan ditemukan pada sampel tahun 2023.Pekerjaan ini menyoroti perlunya pemantauan klormequat yang lebih luas dalam sampel makanan dan manusia di Amerika Serikat, serta toksikologi dan toksikologi.Studi epidemiologi klormequat, karena bahan kimia ini merupakan kontaminan yang muncul dengan efek buruk terhadap kesehatan pada dosis rendah yang terdokumentasi dalam penelitian pada hewan.
Klormequat adalah bahan kimia pertanian yang pertama kali terdaftar di Amerika Serikat pada tahun 1962 sebagai pengatur pertumbuhan tanaman.Meskipun saat ini hanya diizinkan untuk digunakan pada tanaman hias di Amerika Serikat, keputusan Badan Perlindungan Lingkungan AS (EPA) tahun 2018 mengizinkan impor produk makanan (kebanyakan biji-bijian) yang diolah dengan klormequat [1].Di UE, Inggris, dan Kanada, klormequat disetujui untuk digunakan pada tanaman pangan, terutama gandum, oat, dan barley.Klormequat dapat mengurangi tinggi batang sehingga mengurangi kemungkinan tanaman menjadi bengkok sehingga menyulitkan pemanenan.Di Inggris dan UE, klormequat umumnya merupakan residu pestisida yang paling banyak terdeteksi pada sereal dan sereal, sebagaimana didokumentasikan dalam studi pemantauan jangka panjang [2, 3].
Meskipun klormequat disetujui untuk digunakan pada tanaman di beberapa bagian Eropa dan Amerika Utara, klormequat menunjukkan sifat toksikologi berdasarkan penelitian pada hewan percobaan yang historis dan baru-baru ini diterbitkan.Efek paparan klormequat terhadap toksisitas reproduksi dan kesuburan pertama kali dijelaskan pada awal tahun 1980an oleh peternak babi Denmark yang mengamati penurunan kinerja reproduksi pada babi yang dipelihara pada biji-bijian yang diberi perlakuan klormequat.Pengamatan ini kemudian diperiksa dalam percobaan laboratorium terkontrol pada babi dan tikus, di mana babi betina yang diberi biji-bijian yang diberi perlakuan klormequat menunjukkan gangguan dalam siklus estrus dan perkawinan dibandingkan dengan hewan kontrol yang diberi makanan tanpa klormequat.Selain itu, tikus jantan yang terpapar klormequat melalui makanan atau air minum selama perkembangannya menunjukkan penurunan kemampuan membuahi sperma secara in vitro.Studi toksisitas reproduksi klormequat baru-baru ini menunjukkan bahwa paparan tikus terhadap klormequat selama periode perkembangan sensitif, termasuk kehamilan dan awal kehidupan, mengakibatkan tertundanya pubertas, penurunan motilitas sperma, penurunan berat organ reproduksi pria, dan penurunan kadar testosteron.Studi toksisitas perkembangan juga menunjukkan bahwa paparan klormequat selama kehamilan dapat menyebabkan kelainan pertumbuhan dan metabolisme janin.Penelitian lain tidak menemukan pengaruh klormequat terhadap fungsi reproduksi pada tikus betina dan babi jantan, dan tidak ada penelitian selanjutnya yang menemukan efek klormequat terhadap kesuburan tikus jantan yang terpapar klormequat selama perkembangan dan kehidupan pascakelahiran.Data yang samar-samar tentang klormequat dalam literatur toksikologi mungkin disebabkan oleh perbedaan dalam dosis uji dan pengukuran, serta pilihan organisme model dan jenis kelamin hewan percobaan.Oleh karena itu, penyelidikan lebih lanjut diperlukan.
Meskipun penelitian toksikologi baru-baru ini menunjukkan efek klormequat terhadap perkembangan, reproduksi dan sistem endokrin, mekanisme terjadinya efek toksikologi ini masih belum diketahui.Beberapa penelitian menunjukkan bahwa klormequat mungkin tidak bekerja melalui mekanisme bahan kimia pengganggu endokrin yang jelas, termasuk reseptor estrogen atau androgen, dan tidak mengubah aktivitas aromatase.Bukti lain menunjukkan bahwa klormequat dapat menyebabkan efek samping dengan mengubah biosintesis steroid dan menyebabkan stres retikulum endoplasma.
Meskipun klormequat terdapat di mana-mana dalam makanan umum Eropa, jumlah penelitian biomonitoring yang menilai paparan klormequat pada manusia relatif kecil.Klormequat memiliki waktu paruh yang pendek di dalam tubuh, sekitar 2–3 jam, dan dalam penelitian yang melibatkan sukarelawan manusia, sebagian besar dosis eksperimental dikeluarkan dari tubuh dalam waktu 24 jam.Dalam sampel populasi umum dari Inggris dan Swedia, klormequat terdeteksi dalam urin hampir 100% peserta penelitian pada frekuensi dan konsentrasi yang jauh lebih tinggi dibandingkan pestisida lain seperti klorpirifos, piretroid, thiabendazole, dan metabolit mancozeb.Penelitian pada babi menunjukkan bahwa klormequat juga dapat ditemukan dalam serum dan dapat ditransfer ke dalam susu, namun matriks ini belum pernah diteliti pada manusia atau model hewan percobaan lainnya, meskipun keberadaannya dalam serum dan susu mungkin terkait dengan kerusakan reproduksi akibat virus. bahan kimia..Ada dampak penting dari paparan selama kehamilan dan pada bayi.
Pada bulan April 2018, Badan Perlindungan Lingkungan AS mengumumkan tingkat toleransi pangan yang dapat diterima untuk klormequat dalam gandum impor, gandum, barley, dan produk hewani tertentu, sehingga memungkinkan klormequat diimpor ke dalam pasokan makanan AS.Kandungan oat yang diperbolehkan kemudian ditingkatkan pada tahun 2020. Untuk mengkarakterisasi dampak keputusan ini terhadap kejadian dan prevalensi klormequat pada populasi orang dewasa di AS, studi percontohan ini mengukur jumlah klormequat dalam urin orang-orang dari tiga wilayah geografis AS mulai tahun 2017. hingga tahun 2023 dan sekali lagi pada tahun 2022. serta kandungan klormequat pada produk oat dan gandum yang dibeli di Amerika Serikat pada tahun 2023.
Sampel yang dikumpulkan di tiga wilayah geografis antara tahun 2017 dan 2023 digunakan untuk mengukur kadar klormequat urin pada penduduk AS.Dua puluh satu sampel urin dikumpulkan dari wanita hamil yang tidak diidentifikasi dan memberikan persetujuan pada saat persalinan sesuai dengan protokol yang disetujui Institutional Review Board (IRB) tahun 2017 dari Medical University of South Carolina (MUSC, Charleston, SC, USA).Sampel disimpan pada suhu 4°C hingga 4 jam, kemudian dialokasi dan dibekukan pada suhu -80°C.Dua puluh lima sampel urin dewasa dibeli dari Lee Biosolutions, Inc (Maryland Heights, MO, USA) pada November 2022, mewakili satu sampel yang dikumpulkan dari Oktober 2017 hingga September 2022, dan dikumpulkan dari sukarelawan (13 pria dan 12 wanita).) dipinjamkan ke koleksi Maryland Heights, Missouri.Sampel disimpan pada suhu -20°C segera setelah pengumpulan.Selain itu, 50 sampel urin yang dikumpulkan dari sukarelawan Florida (25 pria, 25 wanita) pada bulan Juni 2023 dibeli dari BioIVT, LLC (Westbury, NY, USA).Sampel disimpan pada suhu 4°C sampai semua sampel terkumpul, kemudian diliquotkan dan dibekukan pada suhu -20°C.Perusahaan pemasok memperoleh persetujuan IRB yang diperlukan untuk memproses sampel manusia dan menyetujui pengumpulan sampel.Tidak ada informasi pribadi yang diberikan dalam sampel mana pun yang diuji.Semua sampel dikirim dalam keadaan beku untuk dianalisis.Informasi sampel rinci dapat ditemukan di Tabel Informasi Pendukung S1.
Kuantifikasi klormequat dalam sampel urin manusia ditentukan oleh LC-MS/MS di HSE Research Laboratory (Buxton, UK) menurut metode yang diterbitkan oleh Lindh et al.Sedikit dimodifikasi pada tahun 2011 .Secara singkat, sampel disiapkan dengan mencampurkan 200 μl urin tanpa filter dengan 1,8 ml amonium asetat 0,01 M yang mengandung standar internal.Sampel kemudian diekstraksi menggunakan kolom HCX-Q, dikondisikan terlebih dahulu dengan metanol, kemudian dengan amonium asetat 0,01 M, dicuci dengan amonium asetat 0,01 M, dan dielusi dengan asam format 1% dalam metanol.Sampel kemudian dimasukkan ke dalam kolom C18 LC (Synergi 4 µ Hydro-RP 150 × 2 mm; Phenomenex, UK) dan dipisahkan menggunakan fase gerak isokratik yang terdiri dari 0,1% asam format: metanol 80:20 pada laju aliran 0,2.ml/menit.Transisi reaksi yang dipilih dengan spektrometri massa dijelaskan oleh Lindh et al.2011. Batas deteksi adalah 0,1 μg/L seperti yang dilaporkan dalam penelitian lain.
Konsentrasi klormequat urin dinyatakan sebagai μmol klormequat/mol kreatinin dan dikonversi menjadi μg klormequat/g kreatinin seperti yang dilaporkan dalam penelitian sebelumnya (kalikan dengan 1,08).
Anresco Laboratories, LLC menguji sampel makanan oat (25 konvensional dan 8 organik) dan gandum (9 konvensional) untuk chlormequat (San Francisco, CA, USA).Sampel dianalisis dengan modifikasi sesuai dengan metode yang dipublikasikan [19].LOD/LOQ untuk sampel oat pada tahun 2022 dan untuk seluruh sampel gandum dan oat pada tahun 2023 ditetapkan masing-masing sebesar 10/100 ppb dan 3/40 ppb.Informasi sampel rinci dapat ditemukan di Tabel Informasi Pendukung S2.
Konsentrasi klormequat urin dikelompokkan berdasarkan lokasi geografis dan tahun pengumpulan, dengan pengecualian dua sampel yang dikumpulkan pada tahun 2017 dari Maryland Heights, Missouri, yang dikelompokkan dengan sampel tahun 2017 lainnya dari Charleston, Carolina Selatan.Sampel di bawah batas deteksi klormequat diperlakukan sebagai persentase deteksi dibagi dengan akar kuadrat 2. Data tidak terdistribusi normal, sehingga uji Kruskal-Wallis nonparametrik dan uji perbandingan berganda Dunn digunakan untuk membandingkan median antar kelompok.Semua perhitungan dilakukan di GraphPad Prism (Boston, MA).
Klormequat terdeteksi pada 77 dari 96 sampel urin, mewakili 80% dari seluruh sampel urin.Dibandingkan tahun 2017 dan 2018–2022, 2023 sampel terdeteksi lebih sering: masing-masing 16 dari 23 sampel (atau 69%) dan 17 dari 23 sampel (atau 74%), dan 45 dari 50 sampel (yaitu 90%) .) diuji (Tabel 1).Sebelum tahun 2023, konsentrasi klormequat yang terdeteksi pada kedua kelompok adalah setara, sedangkan konsentrasi klormequat yang terdeteksi pada sampel tahun 2023 secara signifikan lebih tinggi dibandingkan sampel dari tahun-tahun sebelumnya (Gambar 1A,B).Kisaran konsentrasi yang terdeteksi untuk sampel tahun 2017, 2018–2022, dan 2023 masing-masing adalah 0,22 hingga 5,4, 0,11 hingga 4,3, dan 0,27 hingga 52,8 mikrogram klormequat per gram kreatinin.Nilai median seluruh sampel pada tahun 2017, 2018–2022, dan 2023 masing-masing adalah 0,46, 0,30, dan 1,4.Data ini menunjukkan bahwa paparan dapat terus berlanjut mengingat waktu paruh klormequat yang pendek di dalam tubuh, dengan tingkat paparan yang lebih rendah antara tahun 2017 dan 2022 dan tingkat paparan yang lebih tinggi pada tahun 2023.
Konsentrasi klormequat untuk setiap sampel urin disajikan sebagai satu titik dengan batang di atas rata-rata dan batang kesalahan mewakili +/- kesalahan standar.Konsentrasi klormequat urin dinyatakan dalam mcg klormequat per gram kreatinin pada skala linier dan skala logaritmik.Analisis varians Kruskal-Wallis nonparametrik dengan uji perbandingan berganda Dunn digunakan untuk menguji signifikansi statistik.
Sampel makanan yang dibeli di Amerika Serikat pada tahun 2022 dan 2023 menunjukkan tingkat klormequat yang terdeteksi di semua kecuali dua dari 25 produk oat tradisional, dengan konsentrasi berkisar dari tidak terdeteksi hingga 291 μg/kg, yang menunjukkan adanya klormequat dalam oat.Prevalensi vegetarianisme tinggi.Sampel yang dikumpulkan pada tahun 2022 dan 2023 memiliki tingkat rata-rata yang serupa: masing-masing 90 µg/kg dan 114 µg/kg.Hanya satu sampel dari delapan produk oat organik yang memiliki kandungan klormequat yang terdeteksi sebesar 17 µg/kg.Kami juga mengamati konsentrasi klormequat yang lebih rendah pada dua dari sembilan produk gandum yang diuji: masing-masing 3,5 dan 12,6 μg/kg.
Ini adalah laporan pertama pengukuran klormequat urin pada orang dewasa yang tinggal di Amerika Serikat dan populasi di luar Inggris dan Swedia.Tren biomonitoring pestisida pada lebih dari 1.000 remaja di Swedia mencatat tingkat deteksi klormequat sebesar 100% dari tahun 2000 hingga 2017. Konsentrasi rata-rata pada tahun 2017 adalah 0,86 mikrogram klormequat per gram kreatinin dan tampaknya mengalami penurunan seiring berjalannya waktu, dengan tingkat rata-rata tertinggi menjadi 2,77 pada tahun 2009.Di Inggris, biomonitoring menemukan konsentrasi klormequat rata-rata jauh lebih tinggi yaitu 15,1 mikrogram klormequat per gram kreatinin antara tahun 2011 dan 2012, meskipun sampel ini dikumpulkan dari orang-orang yang tinggal di daerah pertanian.tidak ada perbedaan dalam paparan.Insiden semprotan [15].Studi kami terhadap sampel AS dari tahun 2017 hingga 2022 menemukan tingkat median yang lebih rendah dibandingkan penelitian sebelumnya di Eropa, sedangkan pada sampel tahun 2023, tingkat median sebanding dengan sampel Swedia tetapi lebih rendah dari sampel Inggris.
Perbedaan paparan antar wilayah dan titik waktu ini mungkin mencerminkan perbedaan praktik pertanian dan status peraturan klormequat, yang pada akhirnya memengaruhi kadar klormequat dalam produk makanan.Misalnya, konsentrasi klormequat dalam sampel urin jauh lebih tinggi pada tahun 2023 dibandingkan tahun-tahun sebelumnya, yang mungkin mencerminkan perubahan terkait tindakan regulasi EPA terkait klormequat (termasuk batasan makanan klormequat pada tahun 2018).Persediaan pangan AS dalam waktu dekat.Meningkatkan standar konsumsi oat pada tahun 2020. Tindakan ini memungkinkan impor dan penjualan produk pertanian yang diolah dengan klormequat, misalnya, dari Kanada.Keterlambatan antara perubahan peraturan EPA dan peningkatan konsentrasi klormequat yang ditemukan dalam sampel urin pada tahun 2023 dapat dijelaskan oleh sejumlah keadaan, seperti keterlambatan penerapan praktik pertanian yang menggunakan klormequat, keterlambatan perusahaan AS dalam menegosiasikan perjanjian perdagangan, dan individu swasta.mengalami keterlambatan pembelian oat karena menipisnya stok produk lama dan/atau karena umur simpan produk oat yang lebih lama.
Untuk menentukan apakah konsentrasi yang diamati dalam sampel urin AS mencerminkan potensi paparan makanan terhadap klormequat, kami mengukur klormequat dalam produk oat dan gandum yang dibeli di AS pada tahun 2022 dan 2023. Produk oat mengandung klormequat lebih sering daripada produk gandum, dan jumlah klormequat dalam produk oat yang berbeda bervariasi, dengan tingkat rata-rata 104 ppb, kemungkinan karena pasokan dari Amerika Serikat dan Kanada, yang mungkin mencerminkan perbedaan dalam penggunaan atau tidak penggunaan.antara produk yang dihasilkan dari gandum yang diolah dengan klormequat.Sebaliknya, pada sampel makanan di Inggris, klormequat lebih melimpah pada produk berbahan dasar gandum seperti roti, dengan klormequat terdeteksi pada 90% sampel yang dikumpulkan di Inggris antara bulan Juli dan September 2022. Konsentrasi rata-ratanya adalah 60 ppb.Demikian pula, klormequat juga terdeteksi pada 82% sampel oat Inggris dengan konsentrasi rata-rata 1650 ppb, lebih dari 15 kali lebih tinggi dibandingkan sampel AS, yang mungkin menjelaskan konsentrasi urin lebih tinggi yang diamati pada sampel Inggris.
Hasil biomonitoring kami menunjukkan bahwa paparan terhadap klormequat terjadi sebelum tahun 2018, meskipun toleransi makanan terhadap klormequat belum diketahui.Meskipun klormequat tidak dikontrol dalam makanan di Amerika Serikat, dan tidak ada data historis mengenai konsentrasi klormequat dalam makanan yang dijual di Amerika Serikat, mengingat waktu paruh klormequat yang pendek, kami menduga bahwa paparan ini mungkin disebabkan oleh makanan.Selain itu, prekursor kolin dalam produk gandum dan bubuk telur secara alami membentuk klormequat pada suhu tinggi, seperti yang digunakan dalam pengolahan dan manufaktur makanan, sehingga konsentrasi klormequat berkisar antara 5 hingga 40 ng/g.Hasil pengujian makanan kami menunjukkan bahwa beberapa sampel, termasuk produk oat organik, mengandung klormequat pada tingkat yang serupa dengan yang dilaporkan dalam penelitian tentang klormequat alami, sementara banyak sampel lainnya mengandung klormequat dalam kadar yang lebih tinggi.Oleh karena itu, kadar yang kami amati dalam urin hingga tahun 2023 kemungkinan besar disebabkan oleh paparan makanan terhadap klormequat yang dihasilkan selama pemrosesan dan produksi makanan.Tingkat yang diamati pada tahun 2023 kemungkinan besar disebabkan oleh paparan makanan terhadap klormequat yang diproduksi secara spontan dan produk impor yang diolah dengan klormequat di bidang pertanian.Perbedaan paparan klormequat di antara sampel kami mungkin juga disebabkan oleh lokasi geografis, pola makan yang berbeda, atau paparan klormequat di tempat kerja ketika digunakan di rumah kaca dan pembibitan.
Studi kami menunjukkan bahwa ukuran sampel yang lebih besar dan sampel makanan yang diolah dengan klormequat yang lebih beragam diperlukan untuk sepenuhnya mengevaluasi sumber makanan potensial klormequat pada individu dengan paparan rendah.Penelitian di masa depan termasuk analisis riwayat sampel urin dan makanan, kuesioner pola makan dan pekerjaan, pemantauan berkelanjutan terhadap klormequat dalam makanan konvensional dan organik di Amerika Serikat, dan sampel biomonitoring akan membantu menjelaskan faktor-faktor umum paparan klormequat pada populasi AS.
Kemungkinan peningkatan kadar klormequat dalam sampel urin dan makanan di Amerika Serikat pada tahun-tahun mendatang masih harus ditentukan.Di Amerika Serikat, klormequat saat ini hanya diperbolehkan pada produk oat dan gandum impor, namun Badan Perlindungan Lingkungan saat ini sedang mempertimbangkan penggunaannya untuk pertanian pada tanaman non-organik dalam negeri.Jika penggunaan klormequat dalam negeri disetujui bersamaan dengan meluasnya praktik pertanian klormequat di luar negeri dan di dalam negeri, kadar klormequat dalam gandum, gandum, dan produk biji-bijian lainnya dapat terus meningkat, sehingga menyebabkan tingkat paparan klormequat yang lebih tinggi.Total populasi AS.
Konsentrasi klormequat urin saat ini dalam penelitian ini dan penelitian lain menunjukkan bahwa donor sampel individu terpapar klormequat pada tingkat yang berada di bawah dosis referensi (RfD) yang diterbitkan oleh Badan Perlindungan Lingkungan AS (0,05 mg/kg berat badan per hari), sehingga dapat diterima. .Asupan hariannya beberapa kali lipat lebih rendah dari nilai asupan yang dipublikasikan oleh Otoritas Keamanan Pangan Eropa (ADI) (0,04 mg/kg berat badan/hari).Namun, kami mencatat bahwa penelitian toksikologi klormequat yang dipublikasikan menunjukkan bahwa evaluasi ulang ambang batas keamanan ini mungkin diperlukan.Misalnya, tikus dan babi yang terpapar dosis di bawah RfD dan ADI saat ini (masing-masing 0,024 dan 0,0023 mg/kg berat badan/hari) menunjukkan penurunan kesuburan.Dalam studi toksikologi lain, paparan selama kehamilan terhadap dosis yang setara dengan tingkat efek samping yang tidak teramati (NOAEL) sebesar 5 mg/kg (digunakan untuk menghitung dosis referensi Badan Perlindungan Lingkungan AS) juga mengakibatkan perubahan pada pertumbuhan dan metabolisme janin. seperti perubahan komposisi tubuh.Tikus yang baru lahir.Selain itu, ambang batas peraturan tidak memperhitungkan dampak buruk dari campuran bahan kimia yang dapat mempengaruhi sistem reproduksi, yang telah terbukti memiliki efek aditif atau sinergis pada dosis yang lebih rendah dibandingkan paparan bahan kimia individual, sehingga menyebabkan potensi masalah pada kesehatan reproduksi.kesehatan.Kekhawatiran mengenai konsekuensi yang terkait dengan tingkat paparan saat ini, khususnya bagi mereka yang tingkat paparannya lebih tinggi pada populasi umum di Eropa dan Amerika.
Studi percontohan mengenai paparan bahan kimia baru di Amerika Serikat ini menunjukkan bahwa klormequat terdapat dalam makanan-makanan Amerika, terutama dalam produk-produk oat, serta pada sebagian besar sampel urin yang terdeteksi yang dikumpulkan dari hampir 100 orang di Amerika, yang mengindikasikan adanya paparan terus-menerus terhadap klormequat.Selain itu, tren dalam data ini menunjukkan bahwa tingkat keterpaparan telah meningkat dan mungkin terus meningkat di masa depan.Mengingat kekhawatiran toksikologi yang terkait dengan paparan klormequat dalam penelitian pada hewan, dan meluasnya paparan klormequat pada masyarakat umum di negara-negara Eropa (dan sekarang mungkin di Amerika Serikat), ditambah dengan penelitian epidemiologi dan hewan, terdapat kebutuhan mendesak untuk memantau klormequat pada hewan. makanan dan manusia Klormequat.Penting untuk memahami potensi bahaya kesehatan dari bahan kimia pertanian ini pada tingkat paparan yang signifikan terhadap lingkungan, terutama selama kehamilan.
Waktu posting: 04 Juni 2024