Oxidative stress of glyphosate, AMPA and metabolites of pyrethroids and chlorpyrifos pesticides among primary school children in Cyprus.
Environ Res · 2022 · 212:113316 · PMID 35439459 · 등급2 코호트·RCT 코호트연구 · 발암성 > 산화스트레스·기전 · 사람 · 식이 · AMPA
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배경: 피레스로이드 및 클로르피리포스 같은 다양한 살충제에 대한 노출은 이전에 아동 건강에 대한 유해한 영향과 연관된 것으로 보고되었다. 글리포세이트(GLY)와 그 주요 대사산물인 아미노메틸포스폰산(AMPA)의 인간 독성에 대한 과학적 증거는 제한적이며, 특히 아동에게서 그러하다. 본 연구는 i) 키프로스의 아동에게서 측정된 연구 대상 살충제의 노출 결정 요인을 평가하고, ii) 소변 중 살충제와 DNA 및 지질 산화 손상 바이오마커 간의 연관성을 규명하는 것을 목표로 하였다. 방법: 유럽 인간 생물 모니터링 이니셔티브(HBM4EU)에서 사용된 방법론과 도구에 맞춰 키프로스에서 아동 건강 연구(ORGANIKO 연구)가 설정되었다. 질량분광학을 이용하여 10~11세 아동 177명에게서 소변 중 GLY 및 AMPA, 피레스로이드 대사산물, 그리고 클로르피리포스 대사산물인 TCPy를 측정하였다. 산화 스트레스는 지질 손상의 지표로 8-이소프로스타글란딘 F2$\alpha$ (8-iso-PGF2$\alpha$)와 DNA 산화 손상 지표로 8-하이드록시-2'-데옥시구아노신(8-OHdG)을 이용하여 면역분석법으로 평가하였다. 부모를 대상으로 인구통계학적 특성, 살충제 사용 및 식습관에 대한 설문지를 작성하였다. 다변량 회귀 모델은 두 가지 크레아티닌 보정(cr1: 공변량으로 추가하고, cr2: 노출 및 효과 바이오마커를 크레아티닌으로 보정한 경우)을 사용하여 살충제와 효과 바이오마커 간의 연관성을 조사하였다. 결과: 부모의 교육 수준은 소변 중 피레스로이드의 유의한 예측 인자였으나 GLY/AMPA는 그렇지 않았다. GLY 및 AMPA의 중앙값 [사분위 범위, IQR] 값은 각각 <LOQ [<LOQ, 0.19] $\mu$g/L와 0.18 [0.10, 0.29] $\mu$g/L이었으며, GLY와 AMPA 사이에는 보통 수준의 상관관계가 나타났다(r = 0.45). 8-OHdG는 AMPA와 양의 연관성을 보였으나($\beta = 0.17$; 95% CI: 0.02, 0.31, p = 0.03 cr2, 그리고 $\beta = 0.12$; 95% CI: 0.0, 0.24, p = 0.06, cr1), GLY와는 그렇지 않았다(p > 0.05). 피레스로이드 대사산물(3-PBA)과 클로르피리포스 대사산물(TCPy)의 경우 8-OHdG와 유사한 유의한 연관성이 나타났다. 앞서 언급된 살충제들과 8-iso-PGF2$\alpha$ 사이에는 연관성이 관찰되지 않았다(p > 0.05). 결론: 본 연구는 AMPA와 DNA 산화 손상 간의 연관성을 전 세계적으로 보여주는 최초의 아동 건강 데이터셋이다. 전 세계 다른 아동 집단에서 관찰된 추세를 재현하기 위해서는 더 많은 데이터가 필요하다.ORIGINAL ABSTRACT
BACKGROUND: Exposure to various pesticides, such as pyrethroids and chlorpyrifos, has been previously associated with adverse effects on children's health. Scientific evidence on the human toxicity of glyphosate (GLY) and its primary metabolite, aminomethylphosphonic acid (AMPA) is limited, particularly for children. This study aimed to i) assess the exposure determinants of the studied pesticides measured in children in Cyprus, and ii) determine the association between the urinary pesticides and the biomarkers of DNA and lipid oxidative damage. METHODS: A children's health study was set up in Cyprus (ORGANIKO study) by aligning it with the methodology and tools used in the European Human Biomonitoring Initiative (HBM4EU). Urinary GLY and AMPA, pyrethroid metabolites and the chlorpyrifos metabolite TCPy were measured in 177 children aged 10-11 years old, using mass spectrometry. Oxidative stress was assessed with 8-iso-prostaglandin F2a (8-iso-PGF2α) as a marker of lipid damage and 8-hydroxy-2'-deoxyguanosine (8-OHdG) as a DNA oxidative damage marker, both measured with immunoassays. Questionnaires about demographic characteristics, pesticide usage, and dietary habits were filled out by the parents. Μultivariable regression models examined associations between pesticides and biomarkers of effect using two creatinine adjustments (cr1: adding it as covariate and cr2: biomarkers of exposure and effect were creatinine-adjusted). RESULTS: Parental educational level was a significant predictor of urinary pyrethroids but not for GLY/AMPA. Median [interquartile range, IQR] values for GLY and AMPA were <LOQ [<LOQ, 0.19] μg/L and 0.18 [0.10, 0.29] μg/L, respectively, while a moderate correlation was shown between GLY and AMPA (r = 0.45). 8-OHdG was positively associated with AMPA (beta = 0.17; 95% CI: 0.02, 0.31, p = 0.03 cr2, and beta = 0.12; 95% CI: 0.0,0.24, p = 0.06, cr1), albeit not with GLY (p > 0.05). Similar significant associations with 8-OHdG were shown for a pyrethroid metabolite (3-PBA) and the chlorpyrifos metabolite (TCPy). No associations were observed between the aforementioned pesticides and 8-iso-PGF2α (p > 0.05). CONCLUSIONS: This is the first children's health dataset demonstrating the association between AMPA and DNA oxidative damage, globally. More data is needed to replicate the observed trends in other children's populations around the globe.| 저자 | Makris, K. C.; Efthymiou, N.; Konstantinou, C.; Anastasi, E.; Schoeters, G.; Kolossa-Gehring, M.; Katsonouri, A. |
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| 저널 | Environmental research |
| 권·호·쪽 | 212(Pt B), 113316 |
| PMID | 35439459 |
| DOI | 10.1016/j.envres.2022.113316 |
| MeSH | Biomarkers; Child; Chlorpyrifos; Creatinine; Cyprus; Glycine; Humans; Lipids; Organophosphonates; Oxidative Stress; Pesticides; Pyrethrins; Schools; alpha-Amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic Acid; Glyphosate |