Glyphosate: Impact on the microbiota-gut-brain axis and the immune-nervous system, and clinical cases of multiorgan toxicity.
Ecotoxicol Environ Saf · 2024 · 271:115965 · PMID 38244513 · 등급7 종설·논평 종설 · 비발암 건강영향 > 장내미생물 · 사람 · 직업 · 제형(GBH)
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글리포세이트(GLP)와 폴리에톡실화 탈로우 아민 기반의 글리포세이트 계면활성제(GLP-SH)와 같은 GLP계 제초제(GBHs)는 70년대 후반에 개발되어 가장 인기 있고 논란이 많은 농약으로 자리 잡았다. 현재 GBHs는 140개국 이상의 작물 3억 5천만 헥타르에 사용되고 있으며, 미국과 전 세계적으로 연간 매출액은 각각 50억 및 110억 달러에 달한다. 식물과 여러 박테리아 균주에 존재하는 5-엔올피루빌쉬키메이트-3-인산 합성효소 경로에 표적하는 GLP의 매우 효율적인 저해 활성 덕분에, GLP 내성 작물 기반 유전 농업 혁명은 기근을 감소시키고 개발도상국의 생활비와 삶의 질을 개선하였다. 그러나 이러한 발전은 50년간의 GBH 과사용이라는 대가를 치렀으며, 이는 환경 오염, 동물 중독, 박테리아 내성 및 제초제 농장과 기업 근로자의 지속적인 직업적 노출로 이어졌다. 본 검토에서 다루는 전임상 및 임상 연구에 따르면, GLP, GLP-SH 및 GBH에 의한 중독은 장내미생물총과 미생물총-장-뇌(MGB) 축에 심각한 영향을 미쳐 불균형을 초래하고 위장관(GI) 질환뿐만 아니라 면역 억제 및 부적절한 면역 자극, 콜린성 신경전달 조절 장애, 신경내분비계 이상, 그리고 신경발달 및 신경행동 변화를 유발한다. 본고에서는 주로 장내미생물총(GM)이 뇌졸중, 퇴행성 및 신경정신 질환과 같은 신경학적 손상에 기여하는 바에 초점을 맞추었다. 현재의 검토는 장내 섬유균-박테로이데테스 비율 변화, 아세틸콜린에스터레이즈 저해, 흥분독성 및 정신 변형 과정 등 GLP의 미생물학적 및 신경화학적 활성에 대한 포괄적인 소개를 제공한다. 또한, GI계, MGB 축 및 신경계에 대한 GBH의 유해한 영향과 관련된 최근 전임상 연구와 임상 사례 보고서를 요약하고 비판적으로 논의하였다. 마지막으로, GLP, GBH-SH 및 GBH가 유발하는 독성 효과를 통찰력 있게 비교하였다. 이를 위해 본고에서는 이러한 제초제 중독에 대한 임상 사례 보고서 최초의 조사를 제시한다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate (GLP) and GLP-based herbicides (GBHs), such as polyethoxylated tallow amine-based GLP surfactants (GLP-SH), developed in the late 70', have become the most popular and controversial agrochemicals ever produced. Nowadays, GBHs have reached 350 million hectares of crops in over 140 countries, with an annual turnover of 5 billion and 11 billion USD in the U.S.A. and worldwide, respectively. Because of the highly efficient inhibitory activity of GLP targeted to the 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase pathway, present in plants and several bacterial strains, the GLP-resistant crop-based genetic agricultural revolution has decreased famine and improved the costs and quality of living in developing countries. However, this progress has come at the cost of the 50-year GBH overuse, leading to environmental pollution, animal intoxication, bacterial resistance, and sustained occupational exposure of the herbicide farm and companies' workers. According to preclinical and clinical studies covered in the present review, poisoning with GLP, GLP-SH, and GBHs devastatingly affects gut microbiota and the microbiota-gut-brain (MGB) axis, leading to dysbiosis and gastrointestinal (GI) ailments, as well as immunosuppression and inappropriate immunostimulation, cholinergic neurotransmission dysregulation, neuroendocrinal system disarray, and neurodevelopmental and neurobehavioral alterations. Herein, we mainly focus on the contribution of gut microbiota (GM) to neurological impairments, e.g., stroke and neurodegenerative and neuropsychiatric disorders. The current review provides a comprehensive introduction to GLP's microbiological and neurochemical activities, including deviation of the intestinal Firmicutes-to-Bacteroidetes ratio, acetylcholinesterase inhibition, excitotoxicity, and mind-altering processes. Besides, it summarizes and critically discusses recent preclinical studies and clinical case reports concerning the harmful impacts of GBHs on the GI tract, MGB axis, and nervous system. Finally, an insightful comparison of toxic effects caused by GLP, GBH-SH, and GBHs is presented. To this end, we propose a first-to-date survey of clinical case reports on intoxications with these herbicides.| 저자 | Mazuryk, J.; Klepacka, K.; Kutner, W.; Sharma, P. S. |
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| 저널 | Ecotoxicology and environmental safety |
| 권·호·쪽 | 271, 115965 |
| PMID | 38244513 |
| DOI | 10.1016/j.ecoenv.2024.115965 |
| MeSH | Animals; Glyphosate; Glycine; Brain-Gut Axis; Acetylcholinesterase; Herbicides; Occupational Exposure; Nervous System |