Glyphosate in livestock: feed residues and animal health1.
J Anim Sci · 2019 · 97:4509-4518 · PMID 31495885 · 등급5 동물·현장 종설 · 물질과 작용기전 > EPSPS·시킴산 경로 · 사람 · 식이
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글리포세이트는 1974년 이후 농업에서 사용된 비선택성 전신 제초제이다. 이는 식물 및 일부 미생물의 세포에 존재하는 시키미산 경로의 효소인 5-엔올피루빌시키메이트-3-인산(EPSP) 합성효소를 저해하며, 인간이나 다른 동물 세포에는 존재하지 않는다. 글리포세이트 내성 작물은 내성을 가진 박테리아 EPSP 합성효소 유전자를 이용하여 상업화되었으며, 이로 인해 해당 작물은 글리포세이트에 둔감하게 되었다. 이러한 작물의 사료 또는 곡물 상당량이 가축에 의해 소비된다. 글리포세이트는 작물 수확량을 보호하고, 경운 및 연료 사용을 줄임으로써 사료 생산 비용을 낮추며, 농업 관련 $\text{CO}_2$ 배출량을 감소시킨다. 이러한 이점에도 불구하고 그리고 전 세계 규제 기관들이 그 안전성을 계속 재확인함에도 불구하고, 대중은 글리포세이트의 안전성에 대해 상반된 정보를 접하고 있다. 미국 환경보호국(U.S. Environmental Protection Agency)은 모든 농업 화학물질에 대해 최대 일일 허용 인체 노출량(참고 섭취량, RfD)을 결정한다. 이 RfD는 포괄적인 동물 독성학 연구를 통해 확인된 무독성 영향 수준(NOAEL)의 $\text{1/100}$ (민감한 집단의 경우)에서 $\text{1/1,000}$ (어린이의 경우)에 해당하는 양을 기반으로 한다. 최근 잔류물 조사에서는 식품/사료 내 글리포세이트 양이 설정된 허용 기준치 이하이거나 그 수준에 있으며, 인간이나 가축의 실제 섭취량은 이러한 보수적인 노출 한계보다 훨씬 낮다는 것이 나타났다. 일부 박테리아의 EPSP 합성효소는 글리포세이트에 민감하지만, 반추동물 소화액과 유사한 혼합 박테리아 및 배지를 이용한 생체 내 또는 시험관 내 동적 배양 시스템에서는 글리포세이트 첨가가 미생물 기능에 영향을 미치지 않았음을 보여주었다. 더욱이, 우려의 원인으로 언급되는 글리포세이트의 한 화학적 특성은 이가 및 삼가 금속에 대한 트라이덴테이트 킬레이트 리간드라는 점이지만, 다른 더 강력한 킬레이터들은 특정 아미노산과 같이 가축 사료에 만연해 있다. 규제 시험은 잠재적인 유해성을 확인하지만, 이러한 유해성의 위험은 현실적인 노출 및 조건의 맥락에서 평가되어야 한다. 안전성에 대한 결론은 모델 시스템이나 실험 설계의 한계 내에서의 경험적 결과에 기반해야 한다. 본 검토는 식품과 사료 내 농약 잔류물, 특히 글리포세이트가 어떻게 정량화되는지, 그리고 규제 기관이 안전 사용 수준을 설정하기 위해 그 안전성을 어떻게 결정하는지를 요약한다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate is a nonselective systemic herbicide used in agriculture since 1974. It inhibits 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate (EPSP) synthase, an enzyme in the shikimate pathway present in cells of plants and some microorganisms but not human or other animal cells. Glyphosate-tolerant crops have been commercialized for more than 20 yr using a transgene from a resistant bacterial EPSP synthase that renders the crops insensitive to glyphosate. Much of the forage or grain from these crops are consumed by farm animals. Glyphosate protects crop yields, lowers the cost of feed production, and reduces CO2 emissions attributable to agriculture by reducing tillage and fuel usage. Despite these benefits and even though global regulatory agencies continue to reaffirm its safety, the public hears conflicting information about glyphosate's safety. The U.S. Environmental Protection Agency determines for every agricultural chemical a maximum daily allowable human exposure (called the reference dose, RfD). The RfD is based on amounts that are 1/100th (for sensitive populations) to 1/1,000th (for children) the no observed adverse effects level (NOAEL) identified through a comprehensive battery of animal toxicology studies. Recent surveys for residues have indicated that amounts of glyphosate in food/feed are at or below established tolerances and actual intakes for humans or livestock are much lower than these conservative exposure limits. While the EPSP synthase of some bacteria is sensitive to glyphosate, in vivo or in vitro dynamic culture systems with mixed bacteria and media that resembles rumen digesta have not demonstrated an impact on microbial function from adding glyphosate. Moreover, one chemical characteristic of glyphosate cited as a reason for concern is that it is a tridentate chelating ligand for divalent and trivalent metals; however, other more potent chelators are ubiquitous in livestock diets, such as certain amino acids. Regulatory testing identifies potential hazards, but risks of these hazards need to be evaluated in the context of realistic exposures and conditions. Conclusions about safety should be based on empirical results within the limitations of model systems or experimental design. This review summarizes how pesticide residues, particularly glyphosate, in food and feed are quantified, and how their safety is determined by regulatory agencies to establish safe use levels.| 저자 | Vicini, J. L.; Reeves, W. R.; Swarthout, J. T.; Karberg, K. A. |
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| 저널 | Journal of animal science |
| 권·호·쪽 | 97(11), 4509-4518 |
| PMID | 31495885 |
| DOI | 10.1080/19393210.2017.1419509 |
| MeSH | 3-Phosphoshikimate 1-Carboxyvinyltransferase; Agriculture; Animal Feed; Animal Welfare; Animals; Crops, Agricultural; Food Safety; Glycine; Herbicides; Humans; Livestock; Pesticide Residues; Rumen; Glyphosate |