Le chlorméquat est unrégulateur de croissance des plantesdont l'utilisation dans les cultures céréalières est en augmentation en Amérique du Nord.Des études toxicologiques ont montré que l'exposition au chlorméquat peut réduire la fertilité et nuire au développement du fœtus à des doses inférieures à la dose quotidienne autorisée établie par les autorités réglementaires.Nous rapportons ici la présence de chlorméquat dans des échantillons d'urine collectés auprès de la population américaine, avec des taux de détection de 69 %, 74 % et 90 % dans les échantillons collectés en 2017, 2018-2022 et 2023, respectivement.De 2017 à 2022, de faibles concentrations de chlorméquat ont été détectées dans les échantillons, et à partir de 2023, les concentrations de chlorméquat dans les échantillons ont augmenté de manière significative.Nous avons également remarqué que le chlorméquat était plus fréquemment retrouvé dans les produits à base d'avoine.Ces résultats et les données de toxicité du chlorméquat soulèvent des inquiétudes quant aux niveaux d'exposition actuels et nécessitent des tests de toxicité, une surveillance alimentaire et des études épidémiologiques plus approfondis pour évaluer l'impact de l'exposition au chlorméquat sur la santé humaine.
Cette étude rapporte la première détection de chlorméquat, un produit agrochimique présentant une toxicité pour le développement et la reproduction, dans la population américaine et dans l'approvisionnement alimentaire américain.Alors que des niveaux similaires de ce produit chimique ont été trouvés dans des échantillons d’urine de 2017 à 2022, des niveaux significativement plus élevés ont été trouvés dans l’échantillon de 2023.Ces travaux mettent en évidence la nécessité d'une surveillance plus large du chlorméquat dans les échantillons alimentaires et humains aux États-Unis, ainsi que de la toxicologie et de la toxicologie.Études épidémiologiques sur le chlorméquat, car ce produit chimique est un contaminant émergent dont les effets néfastes sur la santé ont été documentés à faibles doses dans des études sur les animaux.
Le chlorméquat est un produit chimique agricole enregistré pour la première fois aux États-Unis en 1962 comme régulateur de croissance des plantes.Bien qu’actuellement son utilisation soit autorisée uniquement sur les plantes ornementales aux États-Unis, une décision de 2018 de l’Environmental Protection Agency (EPA) des États-Unis a autorisé l’importation de produits alimentaires (principalement des céréales) traités au chlorméquat [1].Dans l'UE, au Royaume-Uni et au Canada, l'utilisation du chlorméquat est approuvée sur les cultures vivrières, principalement le blé, l'avoine et l'orge.Le chlorméquat peut réduire la hauteur de la tige, réduisant ainsi le risque de torsion de la culture, rendant la récolte difficile.Au Royaume-Uni et dans l'UE, le chlorméquat est généralement le résidu de pesticide le plus détecté dans les céréales, comme le montrent les études de surveillance à long terme [2, 3].
Bien que l'utilisation du chlorméquat soit approuvée sur les cultures dans certaines parties d'Europe et d'Amérique du Nord, il présente des propriétés toxicologiques basées sur des études expérimentales historiques et récemment publiées sur des animaux.Les effets de l'exposition au chlorméquat sur la toxicité pour la reproduction et la fertilité ont été décrits pour la première fois au début des années 1980 par des éleveurs de porcs danois qui ont observé une diminution des performances de reproduction chez les porcs élevés avec des céréales traitées au chlorméquat.Ces observations ont ensuite été examinées dans des expériences contrôlées en laboratoire sur des porcs et des souris, dans lesquelles des porces femelles nourries avec des céréales traitées au chlorméquat présentaient des perturbations des cycles œstraux et de l'accouplement par rapport aux animaux témoins nourris avec un régime sans chlorméquat.De plus, les souris mâles exposées au chlorméquat par la nourriture ou l'eau potable au cours de leur développement ont montré une capacité réduite à féconder les spermatozoïdes in vitro.Des études récentes de toxicité sur la reproduction du chlorméquat ont montré que l'exposition de rats au chlorméquat pendant des périodes sensibles de développement, y compris la grossesse et le début de la vie, entraînait un retard de la puberté, une diminution de la motilité des spermatozoïdes, une diminution du poids des organes reproducteurs mâles et une diminution des taux de testostérone.Les études de toxicité sur le développement indiquent également que l'exposition au chlorméquat pendant la grossesse peut provoquer une croissance fœtale et des anomalies métaboliques.D'autres études n'ont trouvé aucun effet du chlorméquat sur la fonction reproductrice chez les souris femelles et les porcs mâles, et aucune étude ultérieure n'a trouvé un effet du chlorméquat sur la fertilité des souris mâles exposées au chlorméquat pendant le développement et la vie postnatale.Les données équivoques sur le chlorméquat dans la littérature toxicologique peuvent être dues à des différences dans les doses d'essai et les mesures, ainsi qu'au choix des organismes modèles et au sexe des animaux de laboratoire.Par conséquent, une enquête plus approfondie est justifiée.
Bien que des études toxicologiques récentes aient montré les effets du chlorméquat sur le développement, la reproduction et le système endocrinien, les mécanismes par lesquels ces effets toxicologiques se produisent sont inconnus.Certaines études suggèrent que le chlorméquat pourrait ne pas agir par le biais de mécanismes bien définis de perturbateurs endocriniens, notamment les récepteurs des œstrogènes et des androgènes, et qu'il ne modifierait pas l'activité de l'aromatase.D'autres preuves suggèrent que le chlorméquat peut provoquer des effets secondaires en modifiant la biosynthèse des stéroïdes et en provoquant un stress sur le réticulum endoplasmique.
Bien que le chlorméquat soit omniprésent dans les aliments européens courants, le nombre d’études de biosurveillance évaluant l’exposition humaine au chlorméquat est relativement faible.Le chlorméquat a une courte demi-vie dans l'organisme, environ 2 à 3 heures, et dans les études impliquant des volontaires humains, la plupart des doses expérimentales ont été éliminées de l'organisme dans les 24 heures.Dans des échantillons de population générale du Royaume-Uni et de Suède, le chlorméquat a été détecté dans l'urine de près de 100 % des participants à l'étude à des fréquences et des concentrations significativement plus élevées que d'autres pesticides tels que le chlorpyrifos, les pyréthrinoïdes, le thiabendazole et les métabolites du mancozèbe.Des études chez le porc ont montré que le chlorméquat peut également être trouvé dans le sérum et peut être transféré dans le lait, mais ces matrices n'ont pas été étudiées chez l'homme ou d'autres modèles animaux expérimentaux, bien que sa présence dans le sérum et le lait puisse être associée à des effets nocifs sur la reproduction dus au produits chimiques..Il existe des effets importants liés à l'exposition pendant la grossesse et chez les nourrissons.
En avril 2018, l’Environmental Protection Agency des États-Unis a annoncé des niveaux de tolérance alimentaire acceptables pour le chlorméquat dans l’avoine, le blé, l’orge et certains produits d’origine animale importés, autorisant ainsi l’importation de chlorméquat dans l’approvisionnement alimentaire américain.La teneur autorisée en avoine a ensuite été augmentée en 2020. Pour caractériser l'impact de ces décisions sur l'apparition et la prévalence du chlorméquat dans la population adulte américaine, cette étude pilote a mesuré la quantité de chlorméquat dans l'urine de personnes de trois régions géographiques des États-Unis à partir de 2017. jusqu'en 2023 et de nouveau en 2022. et la teneur en chlorméquat des produits d'avoine et de blé achetés aux États-Unis en 2023.
Des échantillons collectés dans trois régions géographiques entre 2017 et 2023 ont été utilisés pour mesurer les niveaux urinaires de chlorméquat chez les résidents des États-Unis.Vingt et un échantillons d'urine ont été collectés auprès de femmes enceintes anonymisées qui ont consenti au moment de l'accouchement selon un protocole approuvé par l'Institutional Review Board (IRB) de 2017 de l'Université médicale de Caroline du Sud (MUSC, Charleston, SC, États-Unis).Les échantillons ont été conservés à 4°C pendant 4 heures maximum, puis aliquotés et congelés à -80°C.Vingt-cinq échantillons d'urine d'adultes ont été achetés auprès de Lee Biosolutions, Inc (Maryland Heights, MO, États-Unis) en novembre 2022, représentant un échantillon unique collecté d'octobre 2017 à septembre 2022, et ont été collectés auprès de volontaires (13 hommes et 12 femmes).) en prêt à la collection Maryland Heights, Missouri.Les échantillons ont été conservés à -20 °C immédiatement après leur prélèvement.De plus, 50 échantillons d'urine collectés auprès de volontaires de Floride (25 hommes, 25 femmes) en juin 2023 ont été achetés auprès de BioIVT, LLC (Westbury, NY, États-Unis).Les échantillons ont été conservés à 4 °C jusqu'à ce que tous les échantillons soient collectés, puis aliquotés et congelés à -20 °C.La société fournisseur a obtenu l’approbation nécessaire de l’IRB pour traiter des échantillons humains et a consenti au prélèvement d’échantillons.Aucune information personnelle n’a été fournie dans aucun des échantillons testés.Tous les échantillons ont été envoyés congelés pour analyse.Des exemples d’informations détaillées peuvent être trouvées dans le tableau d’informations complémentaires S1.
La quantification du chlorméquat dans les échantillons d'urine humaine a été déterminée par LC-MS/MS au laboratoire de recherche HSE (Buxton, Royaume-Uni) selon la méthode publiée par Lindh et al.Légèrement modifié en 2011.En bref, les échantillons ont été préparés en mélangeant 200 µl d'urine non filtrée avec 1,8 ml d'acétate d'ammonium 0,01 M contenant un étalon interne.L'échantillon a ensuite été extrait à l'aide d'une colonne HCX-Q, conditionné d'abord avec du méthanol, puis avec de l'acétate d'ammonium 0,01 M, lavé avec de l'acétate d'ammonium 0,01 M et élué avec 1 % d'acide formique dans du méthanol.Les échantillons ont ensuite été chargés sur une colonne LC C18 (Synergi 4 µ Hydro-RP 150 × 2 mm; Phenomenex, Royaume-Uni) et séparés à l'aide d'une phase mobile isocratique constituée de 0,1% d'acide formique: méthanol 80:20 à un débit de 0,2.ml/min.Les transitions réactionnelles sélectionnées par spectrométrie de masse ont été décrites par Lindh et al.2011. La limite de détection était de 0,1 μg/L, comme indiqué dans d'autres études.
Les concentrations urinaires de chlorméquat sont exprimées en µmol de chlorméquat/mol de créatinine et converties en µg de chlorméquat/g de créatinine comme indiqué dans des études précédentes (multipliées par 1,08).
Anresco Laboratories, LLC a testé des échantillons alimentaires d'avoine (25 conventionnels et 8 biologiques) et de blé (9 conventionnels) pour la recherche de chlorméquat (San Francisco, Californie, États-Unis).Les échantillons ont été analysés avec des modifications selon les méthodes publiées [19].Les LOD/LOQ pour les échantillons d’avoine en 2022 et pour tous les échantillons de blé et d’avoine en 2023 ont été fixées à 10/100 ppb et 3/40 ppb, respectivement.Des exemples d’informations détaillées peuvent être trouvées dans le tableau d’informations complémentaires S2.
Les concentrations urinaires de chlorméquat ont été regroupées par emplacement géographique et année de collecte, à l'exception de deux échantillons collectés en 2017 à Maryland Heights, Missouri, qui ont été regroupés avec d'autres échantillons de 2017 à Charleston, Caroline du Sud.Les échantillons inférieurs à la limite de détection du chlorméquat ont été traités comme un pourcentage de détection divisé par la racine carrée de 2. Les données n'étant pas normalement distribuées, le test non paramétrique de Kruskal-Wallis et le test de comparaison multiple de Dunn ont été utilisés pour comparer les médianes entre les groupes.Tous les calculs ont été effectués dans GraphPad Prism (Boston, MA).
Le chlorméquat a été détecté dans 77 des 96 échantillons d'urine, représentant 80 % de tous les échantillons d'urine.Par rapport à 2017 et 2018-2022, 2 023 échantillons ont été détectés plus fréquemment : 16 échantillons sur 23 (soit 69 %) et 17 échantillons sur 23 (soit 74 %), respectivement, et 45 échantillons sur 50 (soit 90 %). .) ont été testés (tableau 1).Avant 2023, les concentrations de chlorméquat détectées dans les deux groupes étaient équivalentes, alors que les concentrations de chlorméquat détectées dans les échantillons de 2023 étaient significativement plus élevées que dans les échantillons des années précédentes (Figure 1A,B).Les plages de concentrations détectables pour les échantillons de 2017, 2018-2022 et 2023 étaient respectivement de 0,22 à 5,4, de 0,11 à 4,3 et de 0,27 à 52,8 microgrammes de chlorméquat par gramme de créatinine.Les valeurs médianes pour tous les échantillons en 2017, 2018-2022 et 2023 sont respectivement de 0,46, 0,30 et 1,4.Ces données suggèrent que l’exposition pourrait se poursuivre compte tenu de la courte demi-vie du chlorméquat dans l’organisme, avec des niveaux d’exposition plus faibles entre 2017 et 2022 et des niveaux d’exposition plus élevés en 2023.
La concentration de chlorméquat pour chaque échantillon d'urine individuel est présentée sous la forme d'un point unique avec des barres au-dessus de la moyenne et des barres d'erreur représentant +/- l'erreur standard.Les concentrations urinaires de chlorméquat sont exprimées en mcg de chlorméquat par gramme de créatinine sur une échelle linéaire et une échelle logarithmique.L'analyse de variance non paramétrique de Kruskal-Wallis avec le test de comparaison multiple de Dunn a été utilisée pour tester la signification statistique.
Des échantillons d'aliments achetés aux États-Unis en 2022 et 2023 ont montré des niveaux détectables de chlorméquat dans tous les 25 produits à base d'avoine traditionnels sauf deux, avec des concentrations allant de l'indétectable à 291 μg/kg, ce qui indique la présence de chlorméquat dans l'avoine.La prévalence du végétarisme est élevée.Les échantillons collectés en 2022 et 2023 présentaient des niveaux moyens similaires : 90 µg/kg et 114 µg/kg, respectivement.Un seul échantillon de huit produits d'avoine biologique présentait une teneur détectable en chlorméquat de 17 µg/kg.Nous avons également observé des concentrations plus faibles de chlorméquat dans deux des neuf produits à base de blé testés : 3,5 et 12,6 μg/kg, respectivement.
Il s'agit du premier rapport sur la mesure du chlorméquat urinaire chez des adultes vivant aux États-Unis et dans des populations en dehors du Royaume-Uni et de la Suède.Les tendances de la biosurveillance des pesticides chez plus de 1 000 adolescents en Suède ont enregistré un taux de détection de 100 % pour le chlorméquat entre 2000 et 2017. La concentration moyenne en 2017 était de 0,86 microgramme de chlorméquat par gramme de créatinine et semble avoir diminué au fil du temps, avec le niveau moyen le plus élevé. étant de 2,77 en 2009.Au Royaume-Uni, la biosurveillance a révélé une concentration moyenne de chlorméquat beaucoup plus élevée, de 15,1 microgrammes de chlorméquat par gramme de créatinine entre 2011 et 2012, bien que ces échantillons aient été collectés auprès de personnes vivant dans des zones agricoles.il n'y avait aucune différence d'exposition.Incident de pulvérisation[15].Notre étude de l'échantillon américain de 2017 à 2022 a révélé des niveaux médians inférieurs à ceux des études précédentes menées en Europe, tandis que dans l'échantillon de 2023, les niveaux médians étaient comparables à ceux de l'échantillon suédois mais inférieurs à ceux de l'échantillon britannique.
Ces différences d'exposition entre les régions et les moments peuvent refléter des différences dans les pratiques agricoles et le statut réglementaire du chlorméquat, qui influencent en fin de compte les niveaux de chlorméquat dans les produits alimentaires.Par exemple, les concentrations de chlorméquat dans les échantillons d'urine étaient significativement plus élevées en 2023 par rapport aux années précédentes, ce qui peut refléter des changements liés aux mesures réglementaires de l'EPA liées au chlorméquat (y compris les limites alimentaires pour le chlorméquat en 2018).Approvisionnement alimentaire américain dans un avenir proche.Relever les normes de consommation d'avoine d'ici 2020. Ces actions permettent l'importation et la vente de produits agricoles traités au chlorméquat, par exemple, en provenance du Canada.Le décalage entre les modifications réglementaires de l'EPA et les concentrations élevées de chlorméquat trouvées dans les échantillons d'urine en 2023 peut s'expliquer par un certain nombre de circonstances, telles que les retards dans l'adoption de pratiques agricoles utilisant le chlorméquat, les retards des entreprises américaines dans la négociation d'accords commerciaux et particuliers.connaissent des retards dans l’achat de l’avoine en raison de l’épuisement des anciens stocks de produits et/ou de la durée de conservation plus longue des produits à base d’avoine.
Pour déterminer si les concentrations observées dans les échantillons d'urine aux États-Unis reflètent une exposition alimentaire potentielle au chlorméquat, nous avons mesuré le chlorméquat dans les produits d'avoine et de blé achetés aux États-Unis en 2022 et 2023. Les produits à base d'avoine contiennent plus souvent du chlorméquat que les produits à base de blé, et la quantité de chlorméquat dans les différents produits d'avoine varient, avec un niveau moyen de 104 ppb, probablement en raison de l'approvisionnement en provenance des États-Unis et du Canada, ce qui peut refléter des différences d'utilisation ou de non-utilisation.entre les produits fabriqués à partir d'avoine traitée au chlorméquat.En revanche, dans les échantillons alimentaires britanniques, le chlorméquat est plus abondant dans les produits à base de blé tels que le pain, le chlorméquat étant détecté dans 90 % des échantillons collectés au Royaume-Uni entre juillet et septembre 2022. La concentration moyenne est de 60 ppb.De même, du chlorméquat a également été détecté dans 82 % des échantillons d'avoine britanniques à une concentration moyenne de 1 650 ppb, soit plus de 15 fois supérieure à celle des échantillons américains, ce qui peut expliquer les concentrations urinaires plus élevées observées dans les échantillons britanniques.
Nos résultats de biosurveillance indiquent que l’exposition au chlorméquat s’est produite avant 2018, bien que la tolérance alimentaire au chlorméquat n’ait pas été établie.Bien que le chlorméquat ne soit pas contrôlé dans les aliments aux États-Unis et qu'il n'existe aucune donnée historique sur les concentrations de chlorméquat dans les aliments vendus aux États-Unis, étant donné la courte demi-vie du chlorméquat, nous soupçonnons que cette exposition pourrait être alimentaire.De plus, les précurseurs de la choline présents dans les produits à base de blé et les poudres d'œufs forment naturellement du chlorméquat à des températures élevées, telles que celles utilisées dans la transformation et la fabrication des aliments, ce qui entraîne des concentrations de chlorméquat allant de 5 à 40 ng/g.Les résultats de nos analyses alimentaires indiquent que certains échantillons, y compris le produit d'avoine biologique, contenaient du chlorméquat à des niveaux similaires à ceux rapportés dans les études sur le chlorméquat naturel, tandis que de nombreux autres échantillons contenaient des niveaux plus élevés de chlorméquat.Ainsi, les niveaux que nous avons observés dans l’urine jusqu’en 2023 étaient probablement dus à une exposition alimentaire au chlorméquat généré lors de la transformation et de la fabrication des aliments.Les niveaux observés en 2023 sont probablement dus à l’exposition alimentaire au chlorméquat produit spontanément et aux produits importés traités au chlorméquat dans l’agriculture.Les différences d'exposition au chlorméquat parmi nos échantillons peuvent également être dues à l'emplacement géographique, à des habitudes alimentaires différentes ou à une exposition professionnelle au chlorméquat lorsqu'il est utilisé dans les serres et les pépinières.
Notre étude suggère que des échantillons plus grands et plus diversifiés d'aliments traités au chlorméquat sont nécessaires pour évaluer pleinement les sources alimentaires potentielles de chlorméquat chez les individus faiblement exposés.De futures études comprenant l'analyse d'échantillons historiques d'urine et d'aliments, des questionnaires alimentaires et professionnels, la surveillance continue du chlorméquat dans les aliments conventionnels et biologiques aux États-Unis et des échantillons de biosurveillance aideront à élucider les facteurs communs d'exposition au chlorméquat dans la population américaine.
La probabilité d’une augmentation des niveaux de chlorméquat dans les échantillons d’urine et d’aliments aux États-Unis dans les années à venir reste à déterminer.Aux États-Unis, le chlorméquat n'est actuellement autorisé que dans les produits importés d'avoine et de blé, mais l'Environmental Protection Agency envisage actuellement son utilisation agricole dans les cultures nationales non biologiques.Si une telle utilisation nationale est approuvée en conjonction avec la pratique agricole généralisée du chlorméquat à l'étranger et au niveau national, les niveaux de chlorméquat dans l'avoine, le blé et d'autres produits céréaliers pourraient continuer à augmenter, conduisant à des niveaux plus élevés d'exposition au chlorméquat.Population totale des États-Unis.
Les concentrations urinaires actuelles de chlorméquat dans cette étude et dans d'autres études indiquent que les donneurs d'échantillons individuels ont été exposés au chlorméquat à des niveaux qui étaient tous deux inférieurs à la dose de référence (RfD) publiée par l'Environmental Protection Agency des États-Unis (0,05 mg/kg de poids corporel par jour), et sont donc acceptables. .L'apport quotidien est inférieur de plusieurs ordres de grandeur à la valeur d'apport publiée par l'Autorité européenne de sécurité des aliments (ADI) (0,04 mg/kg de poids corporel/jour).Cependant, nous notons que les études toxicologiques publiées sur le chlorméquat suggèrent qu'une réévaluation de ces seuils de sécurité pourrait être nécessaire.Par exemple, les souris et les porcs exposés à des doses inférieures à la dose de référence et à la DJA actuelles (0,024 et 0,0023 mg/kg de poids corporel/jour, respectivement) ont présenté une diminution de leur fertilité.Dans une autre étude toxicologique, l'exposition pendant la grossesse à des doses équivalentes à une dose sans effet nocif observé (DSENO) de 5 mg/kg (utilisée pour calculer la dose de référence de l'Environmental Protection Agency des États-Unis) a également entraîné des modifications de la croissance et du métabolisme fœtaux. comme des changements dans la composition corporelle.Souris néonatales.De plus, les seuils réglementaires ne tiennent pas compte des effets néfastes des mélanges de produits chimiques susceptibles d'affecter le système reproducteur, dont il a été démontré qu'ils ont des effets additifs ou synergiques à des doses inférieures à l'exposition à des produits chimiques individuels, provoquant ainsi des problèmes potentiels de santé reproductive.santé.Préoccupations concernant les conséquences associées aux niveaux d'exposition actuels, en particulier pour les personnes présentant des niveaux d'exposition plus élevés dans la population générale en Europe et aux États-Unis.
Cette étude pilote sur les nouvelles expositions chimiques aux États-Unis montre que le chlorméquat est présent dans les aliments américains, principalement dans les produits à base d'avoine, ainsi que dans la majorité des échantillons d'urine détectés collectés auprès de près de 100 personnes aux États-Unis, ce qui indique une exposition continue au chlorméquat.De plus, les tendances de ces données suggèrent que les niveaux d’exposition ont augmenté et pourraient continuer à augmenter à l’avenir.Compte tenu des préoccupations toxicologiques associées à l'exposition au chlorméquat dans les études animales et de l'exposition généralisée de la population générale au chlorméquat dans les pays européens (et maintenant probablement aux États-Unis), couplées aux études épidémiologiques et animales, il est urgent de surveiller le chlorméquat dans l'alimentation et l'homme Chlorméquat.Il est important de comprendre les risques potentiels pour la santé de ce produit chimique agricole à des niveaux d'exposition importants pour l'environnement, en particulier pendant la grossesse.
Heure de publication : 04 juin 2024