Environmental presence and toxicological outcomes of the herbicide pendimethalin in teleost fish.
Ecotoxicology · 2024 · 33:531-545 · PMID 38896413 · 등급7 종설·논평 종설 · 환경과 생태 > 수생생물 · 수생생물 · 환경
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제초제는 주거 및 농업 용도로 인해 수생태계에서 자주 검출되며, 수계에 퇴적되면 수생 생물에게 해를 끼칠 수 있다. 펜디메탈린은 디니트로아닐린 화학 계열에 속하며 옥수수, 콩과 식물, 감자 및 대두와 같은 작물에 살포된다. 펜디메탈린의 수생종에 대한 잠재적 독성은 아트라진이나 글리포세이트와 같이 광범위하게 연구된 다른 제초제에 비해 연구가 부족한 실정이다. 본 검토의 목적은 (1) 어류에서 펜디메탈린 노출에 대한 아급성 반응 정보를 수집하고, (2) 노출 연구가 환경 농도와 어떻게 관련되는지 평가하며, (3) 노출 연구를 위한 잠재적 생물지표를 확인하는 것이었다. 전반적으로 전 세계 수계에서 펜디메탈린을 보고한 연구들은 100-300 ng/L의 범위를 나타내지만, 퇴적물에서는 최대 ~15 µg/g까지 높은 수준이 보고되었다. 경골어류에서 수행된 연구들은 발달 독성, 면역 독성 및 행동 장애를 보여준다. 펜디메탈린 유도 독성에 대한 가장 강력한 증거는 산화 스트레스와 관련되어 있으나, 연구들에서는 종종 환경적으로 관련된 수준보다 높은 농도에서 독성을 시험하였다. 비교 독성유전체학 데이터베이스(Comparative Toxicogenomics Database)를 이용한 경로 분석 결과, "유비퀴틴 의존 단백질 분해", "미세소관 세포골격", "노화에 따른 단백질 산화 및 응집", 그리고 "파킨슨병"과 같은 신경독성 및 신경퇴행 메커니즘과의 연관성이 밝혀졌다. 다른 두드러진 경로는 mTOR 신호 전달 및 생식과 관련된 것이었다. 따라서 어류에서 펜디메탈린 유도 독성의 근저에 있는 두 가지 잠재적 메커니즘은 신경계와 생식계이다. 본 검토는 경골어류에서 펜디메탈린의 환경적 거동 및 생태독성에 관한 현재 데이터를 종합하고, 향후 연구에서 이 제초제의 독성 평가에 유용할 수 있는 몇 가지 잠재적인 생리적 및 분자적 반응을 제시하였다.ORIGINAL ABSTRACT
Herbicides are often detected in aquatic ecosystems due to residential and agricultural applications and can harm aquatic organisms once deposited into water systems. Pendimethalin is part of the dinitroaniline chemical family and is applied to crops like corn, legumes, potatoes, and soybeans. The potential toxicity of pendimethalin to aquatic species is understudied compared to other widely studied herbicides, like atrazine and glyphosate. The objectives of this review were to (1) collate information on sub-lethal responses to pendimethalin exposure in fish, (2) evaluate how exposure studies relate to environmental concentrations, and (3) identify putative bioindicators for exposure studies. Overall, studies reporting pendimethalin in water systems worldwide indicate a range of 100-300 ng/L, but levels have been reported as high as ~15 µg/g in sediment. In teleost fish, studies demonstrate developmental toxicity, immunotoxicity, and behavioral disruptions. The strongest evidence for pendimethalin-induced toxicity involves oxidative stress, although studies often test toxicity at higher concentrations than environmentally relevant levels. Using the Comparative Toxicogenomics Database, pathway analysis reveals linkages to neurotoxicity and mechanisms of neurodegeneration like "Ubiquitin Dependent Protein Degradation", "Microtubule Cytoskeleton", "Protein Oxidation and Aggregation in Aging", and "Parkinson's Disease". Other prominent pathways included those related to mTOR signaling and reproduction. Thus, two potential mechanisms underlying pendimethalin-induced toxicity in fish include the neural and reproductive systems. This review synthesizes current data regarding environmental fate and ecotoxicology of pendimethalin in teleost fish and points to some putative physiological and molecular responses that may be beneficial for assessing toxicity of the herbicide in future investigations.| 저자 | Ivantsova, E.; Martyniuk, C. J. |
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| 저널 | Ecotoxicology (London, England) |
| 권·호·쪽 | 33(6), 531-545 |
| PMID | 38896413 |
| DOI | 10.1038/srep08554 |
| MeSH | Herbicides; Aniline Compounds; Animals; Water Pollutants, Chemical; Fishes; Environmental Monitoring |