Введение
Фунгицид, применяемый для обработки фруктов и овощей
Винклозолин (торговые названия Ronilan, Curalan, Vorlan, Touche) – распространенный дикарбоксимидный фунгицид, используемый для контроля заболеваний, таких как фитофтороз, гнили и плесень, на виноградниках, а также на фруктах и овощах, включая малину, салат-латук, киви, стручковую фасоль и лук. Он также применяется для обработки газонов на полях для гольфа. Впервые зарегистрированный в 1981 году, винклозолин широко используется, однако объемы его применения снижаются. Как пестицид, винклозолин регулируется Агентством по охране окружающей среды США (U. S. EPA). Помимо этих ограничений в Соединенных Штатах, с 2006 года использование данного пестицида запрещено в ряде стран, в том числе в Дании, Финляндии, Норвегии и Швеции. Он прошел серию испытаний и регулирований для оценки рисков и опасностей для окружающей среды и животных. Одним из основных результатов исследований стало установление того, что винклозолин является эндокринным разрушителем с антиандрогенным эффектом.
Использование в Соединенных Штатах
Винклозолин производится химической компанией BASF и зарегистрирован для использования в Соединенных Штатах с 1981 года. Ниже представлена компиляция данных, показывающих объемы использования винклозолина по культурам (лб д.в./год) в 1987 году: абрикосы – 124; вишни – 3301; зеленая фасоль – 13437; салат – 24779; нектарины – 1449; лук – 829; персики – 15203; сливы – 163; малина – 3247; и клубника – 41006. В целом, в Соединенных Штатах наблюдается тенденция к снижению общего объема использования винклозолина. В 1992 году было использовано приблизительно 135 000 фунтов. Однако в 1997 году этот показатель снизился до 122 000 фунтов, а в 2002 году – до 55 000 фунтов.
Приготовление и применение
Для получения винклозолина используются следующие химические реакции: один из методов заключается в сочетании метилвинилкетона, цианида натрия, 3,5-дихлоранили́на и фосгена. Этот процесс включает образование цианогидрина с последующим гидролизом нитрила. Затем винклозолин формулируется в виде порошка для суспензий или гранул, полученных экструзией. Его можно применять с помощью авиации, через системы орошения (химигация) или наземной техникой. Винклозолин также применяется к некоторым растениям, например, к декоративным цветам, методом погружения, когда растение погружают в раствор фунгицида и затем высушивают. Также часто в теплицах используют термические генераторы тумана для распыления раствора винклозолина.
История регулирования в США
Все пестициды, продаваемые или распространяемые в Соединенных Штатах, должны быть зарегистрированы в Агентстве по охране окружающей среды США (U.S. EPA). Пестициды, впервые зарегистрированные до 1 ноября 1984 года, были перерегистрированы для повторного тестирования с использованием более современных методов. Поскольку винклозолин был выпущен в 1981 году, он прошел как предварительную, так и последующую перерегистрацию. Виноград является ключевым источником воздействия винклозолина, на который, по оценкам, приходится около 2% от общего воздействия. Установлено, что люди могут подвергаться воздействию остатков винклозолина и его метаболитов, содержащих фрагмент 3,5-дихлоранили́на (3,5 DCA), с пищей, поэтому для каждой культуры установлены допустимые уровни содержания остатков. Воздействие винклозолина на эмбриона может влиять на половую дифференцировку, формирование половых желез и репродуктивные функции. В моделях на птицах было показано, что винклозолин и его метаболиты ингибируют связывание андрогенных рецепторов и экспрессию генов как in vitro, так и in vivo. Винклозолин вызывал снижение количества откладываемых яиц, снижение уровня фертильности и уменьшение количества успешных вылуплений.
Эффекты прогестерона и эстрогена у крыс
У крыс винклозолин оказывает влияние на другие рецепторы стероидных гормонов, такие как рецепторы прогестерона и эстрогена. Как и в случае с андрогенами, время воздействия винклозолина определяет степень выраженности эффектов, связанных с этими гормонами. В исследовании на крысах, исследования in vitro показали способность двух метаболитов винклозолина связываться с рецептором прогестерона. Однако, в том же исследовании in vivo с использованием взрослых самцов крыс, эффекты не были обнаружены. Когда мыши подвергались воздействию винклозолина внутриутробно, у самцов потомства наблюдалась повышенная экспрессия эстрогеновых и прогестероновых рецепторов. У самок винклозолин снижал экспрессию эстрогеновых рецепторов и повышал экспрессию прогестероновых рецепторов. Этот результат приводит к вирилизации и феминизации самцов, а также к маскулинизации самок. Кроме того, при спаривании самцов, подвергшихся воздействию винклозолина, с нормальными самками, у части потомства наблюдалось бесплодие, а у части – сниженная фертильность. После трех поколений у самцов потомства продолжали наблюдаться низкое количество сперматозоидов, заболевания предстательной железы и высокий уровень апоптоза клеток яичек. В других исследованиях проводились эксперименты, в ходе которых эмбрионы крыс подвергались воздействию винклозолина в период определения пола. Самцы первого поколения (F1), получавшие винклозолин, разводились с самками первого поколения (F1), также получавшими винклозолин. Эта схема продолжалась в течение трех поколений. Изначальная самка F0 была единственным субъектом, непосредственно подвергшимся воздействию доз винклозолина. У самцов поколений F1-F4 по сравнению с контрольной группой наблюдалось увеличение частоты возникновения опухолей, заболеваний простаты, заболеваний почек, аномалий развития яичек и иммунных нарушений. У самок поколений F1-F4 также отмечалось увеличение заболеваемости опухолями и заболеваниями почек. Сообщается, что эти трансгенерационные эффекты коррелируют с эпигенетическими изменениями, в частности, с изменением метилирования ДНК в мужской зародышевой линии.
Связь с раком
Агентство по охране окружающей среды США классифицировало винклозолин как вероятный канцероген для человека. Винклозолин вызывает увеличение числа опухолей клеток Лейдига у крыс. Предполагается, что метаболит 3,5-DCA обладает механизмом индукции опухолей, основанным на его сходстве с п-хлоранилином.
Окружающая среда
Лабораторные исследования показывают, что винклозолин легко разлагается и рассеивается в окружающей среде при участии микроорганизмов. Из нескольких его метаболитов 3,5-дихлоранили́н проявляет устойчивость к дальнейшему разложению.