iStock, Narongcpglyfosat, den aktiva ingrediensen i världens mest använda herbicid, Roundup, är utan tvekan också en av de mest omtvistade. Massprotester utbröt i Europa i November förra året efter att Europeiska kommissionen, efter mycket diskussion, beviljade en femårig förlängning för licensen att använda glyfosat inom jordbruket i E. U.,
bönder har förlitat sig på glyfosatbaserade herbicider för att döda oönskad vegetation i mer än fyra decennier, men användningen gav upphov till stor debatt i 2015, när Världshälsoorganisationens internationella byrå för cancerforskning (IARC) drog slutsatsen att det var ”förmodligen cancerframkallande” och tillade det till en kategori som också innehåller rött kött, till exempel. Detta följde tidigare slutsatser från forskningsorgan som European Food Safety Authority (EFSA) och US Environmental Protection Agency (EPA) att glyfosat sannolikt inte kommer att utgöra en cancerrisk för människor.,
det är ingen tvekan om att forskningen kring denna lilla molekyl har blivit mycket politiserad. Miljöaktivister har hävdat att exponering är kopplad till allt från cancer till celiaki till autism, medan å andra sidan branschstödda recensioner har insisterat på att bekämpningsmedlet inte har några otillbörliga effekter alls.
så var står vetenskapen egentligen?
med uppskattningsvis 6,1 miljarder kilo tillämpat över hela världen under det senaste decenniet är förståelsen för dess risk för lantarbetare, konsumenter och miljö av största vikt.,
glyfosat effekter i labbet
Danio rerio i LABRILEY BRANDT, University of Calgaryglyfosat är en liten förening som har sålts som den aktiva beståndsdelen i herbicidformuleringar sedan 1974. Det marknadsförs som har ingen effekt hos djur eftersom det är utformat för att specifikt hämma en enzymatisk väg som krävs för proteinsyntes—och därmed tillväxt-unik för växter.
genom åren har tillsynsmyndigheterna utvärderat dess potentiella effekter på icke-målorganismer., Men de senaste bedömningarna verkar vara inriktade på karcinogenicitet och Genotoxicitet av glyfosat, noterar Deborah Kurrasch, en neuroforskare vid University of Calgary. Inom det senaste decenniet, säger hon, bevis började ackumuleras i den vetenskapliga litteraturen att det kan ha andra toxiska effekter. ”Det finns många system bredvid cancer” som kan påverkas, säger hon.,
Kurrasch, vars forskning finansieras av Kanadas naturvetenskapliga och tekniska forskningsråd, började undersöka glyfosat för flera år sedan och blev förvånad över hur få studier det fanns i litteraturen. ”Det var väldigt lite för en kemikalie som vi alla utsätts för”, berättar hon och tillägger att det fortfarande är lite känt om dess verkningsmekanism i modellsystem.,
till exempel med den industriella föreningen bisfenol A (BPA), Kurraschs huvudforskningsfokus, ”vi kan titta på molekylen och se att den binder till östrogenreceptorer och kan förstå att mekanismen påverkar östrogensignalering”, förklarar Kurrasch. Men ” jag tror inte att det är väl förstått för glyfosat, för det är inte klart vad exakt det är bindande för.”
vissa bevis tyder på att det har en effekt på mitokondriell funktion., I ett experiment för några år sedan exponerade Kurrasch och hennes kollegor zebrafiskembryon till relativt låga koncentrationer av glyfosat under specifika utvecklingsfönster. Detta tycktes förändra mitokondriell funktion och orsaka en relaterad minskning av basal andning, vilket i sin tur försämrade larvernas rörelse.
vissa andra studier tyder också på att glyfosat kan minska mitokondriell funktion såväl som spermotilitet hos zebrafisk vid höga koncentrationer och kan förändra neurotransmittoraktivitet i råttornas hjärnor., Det är dock tidiga dagar för detta forskningsområde, konstaterar Kurrasch. ”PR att det är säkert är väldigt starkt, och jag tror bara inte att det finns så mycket känt i modellsystem, även.”
andra forskare betonar att den omedelbara toxiciteten hos glyfosat sannolikt är mycket låg vid de flesta miljökoncentrationer, i motsats till hela bekämpningsmedelsberedningen som det vanligtvis används i.
skillnaden mellan glyfosat och Roundup
nervsystemet hos Caenorhabditis elegans märkt med en grön fluorescerande proteinMATTHEW A. Smithglyfosat används sällan på egen hand i fältet., Herbicidformuleringar som helhet innehåller en mängd andra kemikalier, såsom ytaktiva ämnen för att hjälpa glyfosat att komma in i växtceller och andra tillsatser som förlänger produktens hållbarhet. Detta sporrade Kurrasch att jämföra effekterna av glyfosat ensamt med effekterna av Roundup (innehållande samma glyfosatkoncentration) i zebrafisk. Anmärkningsvärt fann hon att Roundup hade motsatt effekt som glyfosat av sig själv: fisken rörde sig mer och basal andning var högre. De hade också olika genuttryck profiler av mitokondrier-länkade gener i sina hjärnor., ”Det tyder på att de har olika verkningsmekanismer”, säger Kurrasch ,” att glyfosat gör något och dessa adjuvanser gör något annat.”
ett problem för forskare som undersöker de fysiologiska aktiviteterna av bekämpningsmedel är att herbicidproducerande jättar, inklusive Monsanto, Roundups utvecklare eller Syngenta, som producerar glyfosatinnehållande herbicid Touchdown, inte är skyldiga att göra sina fulla ingredienser offentliga.
i USA och EU måste de skriva ut på förpackningen hur mycket av den aktiva ingrediensen produkten innehåller., Detta är vanligtvis inte fallet för andra ingredienser, som anses vara ”inert” eftersom de inte bidrar till formuleringens herbicidala aktivitet. ”Så det gör det väldigt svårt för en toxikolog att testa de olika ingredienserna för att ta reda på vad som är mest giftigt, eller vad som bidrar till det”, säger Vanessa Fitsanakis, en neurotoxikolog vid Northeast Ohio Medical University. ”Ur ett forskningsperspektiv kan jag inte berätta vilken komponent som kan behöva ändras i dessa formuleringar eftersom jag inte vet vad några av dessa komponenter är.,”
en 8: e generationens jordbrukare själv började Fitsanakis bli intresserad av det dokumenterade sambandet från epidemiologiska studier mellan exponering för bekämpningsmedel och risken att utveckla vissa neurodegenerativa sjukdomar, såsom Parkinsons och Alzheimers sjukdom.
vad gäller Fitsanakis, vars arbete finansieras av National Institutes of Health, är resultaten från tidigare studier att den kommersiellt tillgängliga produkten är mycket giftigare för celler och djur i labbet än glyfosat ensam., ”Uppgifterna är överväldigande överens om att glyfosat i sig är relativt icke-toxiskt”, säger hon.
i stället för att försöka reta ut vilken av kemikalierna i blandningen som gör vad, har Fitsanakis beslutat att titta på effekterna av glyfosatbaserade herbicider i formuleringarna som bönderna använder. Hennes experiment innebär blötläggning nematod maskar, C. elegans, i Touchdown-i koncentrationer som används av bekämpningsmedel applikatorer – som en modell för att förstå vilken effekt produkten kan ha på nervsystemet hos djur.,
en 8: e generationens jordbrukare själv började Fitsanakis bli intresserad av det dokumenterade sambandet från epidemiologiska studier mellan exponering för bekämpningsmedel och risken att utveckla vissa neurodegenerativa sjukdomar, såsom Parkinsons och Alzheimers sjukdom. Eftersom neurodegenerativa sjukdomar har oxidativ stress samt mitokondriell hämning i neuroner, och glyfosatinnehållande herbicider kan ha denna effekt på celler, ville Fitsanakis se om de två är kopplade och om pesticidexponering kan öka risken för att utveckla sådana sjukdomar.,
i en studie som publicerades i Januari fann hon att i C. elegans worms kan exponering för Touchdown öka aktiviteten hos specifika reaktiva syrearter—vilket orsakar oxidativ stress-och även mitokondriell inhibering. Maskarna visade också neurodegeneration i både dopaminerga och GABAerga neuroner. Detta var i koncentrationer där yrkesmässiga jordbruks-och bekämpningsmedel arbetstagare rutinmässigt skulle utsättas för, säger Fitsanakis.
detta betyder inte att exponering för glyfosatbaserade föreningar kommer att orsaka neurodegenerativ sjukdom, hon varnar., De kan vara en av många riskfaktorer som predisponerar människor för att utveckla sporadiska former av Parkinsons sjukdom i senare liv.
” och när den personen med genetisk riskfaktor möter något i miljön, som ett bekämpningsmedel som hämmar mitokondrier, då dessa saker tillsammans en neurodegenerativ process.”
glyfosat i den verkliga världen
William Reeves, Kemi säkerhet och uppsökande bly på Monsanto, är inte förvånad över resultaten av sådana studier., De ytaktiva ämnen som används i Roundup liknar de som används i vanliga hushållsprodukter, förklarar han, vilket orsakar membrannedbrytning och efterföljande mitokondriell nedbrytning i höga doser. ”Du skulle se samma sak med diskmedel, du skulle se det med handtvål”, berättar han forskaren.
han säger att koncentrationer av glyfosat och Roundup generellt tillämpade i tidigare studier överskred kraftigt de som normalt skulle hittas i verkliga miljöer., I synnerhet studier där hela djur eller celler är nedsänkta i herbicidlösningar inte reflekterar verkliga situationer, noterar han, eftersom herbiciden inte används enligt instruktioner. Etiketten riktar till exempel pesticidapplikatorer för att använda kemikaliebeständiga handskar och skyddsglasögon vid applicering av Roundup och att inte applicera formuleringen direkt på vatten.
”det är samma sak som Tide Pod challenge”, där en kemisk formulering inte används enligt etiketten, säger han., ”Du får membranet solubiliserat, sluta fungera, och det är verkligen vad som orsakar skadan.”
effekterna kommer att vara subtila och ackumulativa under år av exponering. Och det kommer att bli svårt att övertyga tillsynsmyndigheter om att det finns ett problem, om så är fallet.,—Deborah Kurrasch,
University of Calgary
forskare är inte bara oroade över de omedelbara konsekvenserna av felaktig användning av kemikalierna av applikatorer, men också om potentiella effekter som orsakas av kronisk exponering för applikatorer eller djur—via huden eller genom inandning, till exempel-samt vad som händer när de ackumuleras i miljön.
” skapar inte en helt dålig fungerande hjärna, eller har stora effekter på hjärnans utveckling”, säger Kurrasch. ”Effekterna kommer att vara subtila och ackumulativa under år av exponering., Och det kommer att bli svårt att övertyga regleringsorganen om att det finns ett problem, om så är fallet, säger hon.
Fitsanakis säger att medan hon presenterar sitt arbete offentligt kommer forskare från Monsanto eller Syngenta ibland att dyka upp och artigt utmana sin forskning. ”De forskare som jag har talat med från Monsanto och Syngenta är mycket övertygade om att glyfosatet i sig är giftfritt. Jag håller med dem om det. Där jag inte håller med . . . är att du kan ha en aktiv ingrediens som är icke-toxisk, men det betyder inte att den kommersiella formuleringen också är icke-toxisk.,”
ett rörligt mål
Daphnia magna, som visar fluorescentmärkt mat som den har konsumeratpeter ROSLEVTo gör saken mer komplicerad, det finns många olika kommersiella formuleringar, som kan skilja sig åt efter företag, inköpsland, jordbruksanvändning eller hemmabruk, eller till och med av satsen.
Herbicidtillverkare verkar också ändra sina formuleringar, enligt Peter Roslev, en miljötoxikolog från Danmarks Aarborg-universitet., I sina senaste studier om effekterna av glyfosat på vattenmiljöer, finansierade av universitetet, ”vi såg inte samma skillnad mellan den kommersiella produkten och den rena kemikalien, jämfört med äldre studier”, säger han.
vad gäller Roslev om glyfosat är dess effekt på en liten men viktig organism, vattenloppan Daphnia magna.
glyfosat kan binda till jordpartiklar i miljön, som kan komma in i vattnet under kraftiga regnfall och nå sötvatten miljöer som Daphnia kallar hem., ”Många av organismerna som Daphnia, de lever faktiskt av de små partiklarna i vattnet”, säger han. ”Det är de . . . filtermatare, så om de filtrerar vattnet, kommer de kanske att ha en koncentrerad middag med bekämpningsmedel.”
när de utsätts för glyfosat ensam, kommer simning beteende Daphnia förändras, blir långsammare. Effekten är subtil vid låga doser, men” vid högre koncentrationer stannar de i vattnet”, säger Roslev.,
i en studie i 2016 visade han att glyfosat kan binda till giftiga metaller, vilket resulterade i en ny kombinerad förening som transporteras lättare i miljön, förklarar han och är också giftigare än glyfosat själv. Den beteendemässiga effekten av glyfosat var mycket mer uttalad när den fungerade som denna ”nya förening.”
om förändrat beteende gör djuren mer eller mindre sårbara för predation, kan effekterna kaskadera genom ekosystemet eftersom många andra livsformer lever utanför Daphnia., ”Det kommer att påverka livsmedelskedjan som de ingår i”, säger han, även om han ännu inte har testat detta i fältexperiment.
glyfosat och människor
epidemiologiska studier på människor visar några svaga kopplingar mellan glyfosat exponering och subtyper av non-Hodgkins lymfom, som spelade en stor roll i IARC: s beslut., Men en analys förra året som byggde på data från Agricultural Health Study, som inkluderade några 90.000 lantarbetare och deras makar i Iowa och North Carolina under nästan två decennier, visade ingen signifikant koppling mellan glyfosat och non-Hodgkins lymfom, eller med övergripande cancerrisk (även om det visade en svag förening med akut myeloid leukemi).
det finns dock oro över hur mycket glyfosat Vi kan äta. Vissa grödor har genetiskt modifierats för att vara toleranta mot glyfosat och sprutas därför för att eliminera ogräs som växer mitt i dem., ”Och på grund av det, dessa grödor . . . samla glyfosat i mycket höga koncentrationer inuti växterna, ” Félix Carvalho, en toxikolog från Portugals universitet i Porto och generalsekreterare för den europeiska toxikologorganisationen Eurotox, skriver till forskaren i ett mail. ”Det finns bevis för att vi utsätts för ökande doser glyfosat och andra föreningar av herbicidformuleringen genom åren. Sådan exponering är potentiellt skadlig.,”
en av anledningarna till att glyfosat tros vara säkert för människor är att det som en molekyl inte är lösligt i fett” och därmed inte kommer att ackumuleras i våra kroppar mycket enkelt”, tillägger Kurrasch i ett mail. En nyligen genomförd EPA-bedömning av riskerna för människors hälsa visade att glyfosat inte bioackumuleras efter oral exponering.
du skulle se samma sak med diskmedel, du skulle se det med handtvål.,- William Reeves,
Monsanto
Fitsanakis tillägger att baserat på de data hon har sett, ”det belopp som vi kan inta med mat är relativt liten”, särskilt med tanke på att majoriteten av glyfosat används på fältgrödor som vi inte äter direkt, förklarar hon. Lantbrukarnas exponering för bekämpningsmedel och de adjuvanser som används med är det som berör henne mest.,
även om företag inte är skyldiga att offentligt avslöja hela sammansättningen av deras bekämpningsmedel formuleringar, måste de lämna toxicitetsstudier på hela formuleringen, liksom hela dess sammansättning, till nationella myndigheter för att få en produkt godkänd för marknaden. Historien visar att vissa myndigheter ibland har sett behovet av att omvärdera vissa tillsatser. Till exempel fann Tysklands myndigheter i 2015 att det ytaktiva polyetoxilerade tallowamin (POE tallowamin) bidrog med en stor mängd toxicitet för de herbicider som användes i, såsom Roundup., Detta ledde till en EU-omfattande omprövning av EFSA, som drog slutsatsen att ” en sannolik förklaring till de förgiftningar som observerats hos människor är att den främst drivs av POE-tallowaminkomponenten i formuleringen.”E. U. därefter beslutat att förbjuda användningen av hjälpämne. Dess användning är tillåten i USA
”om det fanns en mycket uppenbar akut toxicitet för . . . icke-målorganismer skulle man tro att det hade upptäckts vid det här laget, säger Roslev. ”Men du kan bara upptäcka de effekter som du letar efter, och det verkar vara historien med många av dessa kemikalier., Det finns alltid en oväntad effekt som ingen tänkte på, att denna förening som används för detta ändamål faktiskt har denna bieffekt”, tillägger han.
”Sanningen är ofta inte svartvitt”, avslutar han i ett mail. ”Vi har därför ett uppenbart ansvar som forskare att fortsätta att screening för eventuella förbisedda biverkningar, eftersom dessa kemikalier säljs och används i stora mängder.”