Исследователи европейского проекта SPRINT проверили десять пестицидов, широко применяемых в сельском хозяйстве Европы, и две смеси из этих веществ. В лабораторном эксперименте они изучали, повреждают ли химикаты ДНК клеток кишечника человека.
Девять из десяти веществ вызвали значимое увеличение числа микроядер хотя бы при одной из испытанных концентраций. Такие повреждения выявили и при низких дозах. Однако лабораторные результаты сами по себе не показывают, как воздействие этих веществ сказывается на здоровье человека.
«Результаты проекта SPRINT показали повсеместное присутствие смесей пестицидов и их токсическое действие даже при низких дозах», — заявил доктор Даниэле Мандриоли, главный исследователь проекта и руководитель рабочей группы SPRINT по токсикологии.
Зачем проводили исследование
Пестициды используют для защиты сельскохозяйственных культур от насекомых, сорняков и грибков. В рамках масштабного европейского проекта SPRINT исследователи обнаружили остатки нескольких пестицидов в сельскохозяйственных регионах: в почве, воде, на культурах, в домашней пыли и даже в воздухе помещений в домах фермеров. Учёные проверили, способны ли эти вещества по отдельности и в смесях повреждать клетки при реалистичных уровнях воздействия.
Один из признаков потенциального долгосрочного вреда вещества — генотоксичность, то есть способность повреждать или изменять ДНК. Повреждения ДНК могут быть одним из механизмов развития рака и других хронических заболеваний. Поэтому проверка генотоксичности входит в оценку безопасности пестицидов.
Как проводили тест
Исследователи использовали международно признанный тест на микроядра. Для опыта выращивали клетки кишечника человека линии Caco-2, которую применяют как модель кишечного эпителия, и ненадолго подвергали их воздействию пестицида.
Затем клетки делились один раз. В них добавляли химическое вещество, которое мешает разделению на две отдельные клетки: это позволяло убедиться, что клетка действительно пыталась поделиться. Под микроскопом специалисты искали микроядра — небольшие скопления генетического материала за пределами основного ядра. Они могут образоваться, если хромосомы повреждены или нарушено их распределение при делении.
Чем больше микроядер, тем сильнее повреждение ДНК, вызванное испытанным веществом. Исследователи также проверяли, не приводили ли дозы к гибели большого числа клеток: иначе результаты были бы ненадёжными. Такая проверка качества предусмотрена международными рекомендациями по тестированию.
Какие вещества проверяли
Каждый из десяти пестицидов испытывали отдельно в пяти концентрациях — от 0,01 до 100 мг/л:
- Инсектициды: лямбда-цигалотрин, циперметрин, дельтаметрин и ацетамиприд.
- Фунгициды: тебуконазол, ципродинил, флуопирам и имазалил.
- Гербицид: глифосат.
- Синергист и компонент препаративных форм: пиперонилбутоксид — вещество, которое добавляют в некоторые инсектициды, чтобы усилить действие активного компонента.
Также проверили две смеси: из трёх пестицидов — ацетамиприда, глифосата и тебуконазола — и из восьми. В последнюю добавили циперметрин, ципродинил, дельтаметрин, лямбда-цигалотрин и пиперонилбутоксид.
Что показали результаты
Девять из десяти веществ вызвали значимое увеличение числа микроядер хотя бы при одной концентрации. Имазалил надёжно оценить не удалось: даже малые дозы оказались слишком токсичны для клеток, поэтому измерение повреждений ДНК было ненадёжным.
Наиболее выраженный эффект показал глифосат. Он повреждал ДНК при каждой испытанной концентрации, включая самую низкую — 0,01 мг/л. Эта концентрация была значительно ниже уровней, при которых повреждения выявляли в некоторых других типах клеток, например клетках крови. При максимальной дозе глифосат вызвал больше повреждений, чем положительный контроль — вещество, заведомо повреждающее ДНК и используемое для проверки работоспособности теста.
Безопасность глифосата вызывает общественные споры. Международное агентство по изучению рака относит его к вероятно канцерогенным для человека; некоторые регулирующие органы с этой оценкой не согласны.
Для циперметрина, ацетамиприда и ципродинила зависимость эффекта от дозы не была плавной: повреждения выявлялись при отдельных концентрациях, нередко самых низких, но не усиливались последовательно с ростом дозы. Исследователи отмечают, что эти результаты требуют подтверждения в дальнейших работах.
Три вещества проявили повреждающее действие, которое не согласуется с прежними представлениями о них. Пиперонилбутоксид, добавляемый во многие препараты на основе пиретроидных инсектицидов, считали негенотоксичным; прежде повреждение им клеток человека не было показано. Ципродинил и дельтаметрин также считались не повреждающими ДНК на основании исследований клеток крови, однако в клетках кишечника в этом эксперименте обнаружили отчётливый эффект.
Повреждения вызвали и смеси пестицидов. Смесь из трёх веществ значимо повреждала ДНК даже при самой низкой дозе и действовала сильнее, чем каждый из её компонентов по отдельности при той же дозе. Это указывает на то, что эффекты отдельных веществ могли складываться.
Почему важны низкие концентрации
В исследовании проверяли концентрации ниже тех, которые использовались во многих других работах, в том числе близкие к уровням допустимого суточного потребления (ADI). Регуляторы считают эти уровни безопасными при ежедневном потреблении на протяжении всей жизни. Обнаружение повреждений ДНК на уровнях, близких к ADI или сопоставимых с ними, означает, что допустимые пределы для некоторых веществ могут требовать пересмотра.
Результаты дополняют данные о том, что распространённые сельскохозяйственные пестициды, в том числе некоторые вещества, считавшиеся безопасными с точки зрения повреждения ДНК, способны повреждать клетки человека при низких концентрациях. В отдельных случаях эти концентрации близки к допустимым уровням воздействия. Исследование проводили на клетках в лаборатории, поэтому его результаты не следует напрямую переносить на последствия для здоровья людей.