对肝，肾功能农业农药使用效果的评价在农民从布埃亚，喀麦隆

抽象

世界各地越来越多地使用农业杀虫剂来增加农作物产量。然而，人类接触这些化学品，特别是来自发展中国家农业地区的化学品所造成的健康危害日益受到关注。本研究的目的是评估职业接触农业杀虫剂对Buea分区农民健康的影响，Buea分区是喀麦隆的主要农业区之一。这项研究是横向的，涉及90名参与者，包括58名使用农药的农民和32名没有职业使用农药的参考人群。参与者接受了关于农业杀虫剂使用和他们的健康状况的采访。然后，收集参与者的血液样本，用于评估肝脏(丙氨酸氨基转移酶和天门冬氨酸氨基转移酶)和肾脏(肌酐和尿酸)功能的生化标志物。结果表明，农民在农业生产中经常使用杀虫剂、杀菌剂和除草剂。农民报告了几种与农药使用有关的急性健康症状，最常见的是皮疹、眼睛刺激和面部烧伤。与参考人口相比，农民的 ）丙氨酸氨基转移酶的活性。然而，调查其他参数并没有显著影响。这些结果表明，农民暴露于3名不同的类的农业杀虫剂，从而诱发眼睛和皮肤的情感。杀虫剂曝光导致肝功能因此增加的血清谷丙转氨酶活性的改变。因此，有必要使农民对农业杀虫剂的毒性和肝脏改变的可能性以及适当的保护设备的重要性保持敏感，以便尽量减少接触。

1.简介

杀虫剂是故意排放到环境中的化学物质，目的是杀死或控制害虫(昆虫、啮齿动物、鸟类、杂草、真菌)，这些害虫干扰农作物生产、粮食储存，并消灭与疾病传播有关的媒介[1，2]。农药主要用于农民提高生产力在农业，关键活动对人类福利和经济增长在发展中国家，包括喀麦隆。农业占了很大的份额，国内生产总值，雇用的劳动力占主要比例在喀麦隆的农村地区，其中大部分人生活在小型农场[3-五]。农业是农村人口在喀麦隆，几个工业化农场位于西南地区的主要占领。从区域小农生产粮食和现金的大量的作物，如谷物，蔬菜，块茎/根系作物，可可和多年生植物[6，7]. 这一农业地区的热带气候特点是高温和潮湿，有利于害虫的扩散和植物病害，从而促进农民大量使用杀虫剂，从而提高作物产量。其中包括杀虫剂和杀菌剂，它们在热带作物上的应用比在温带地区的作物更为广泛[8]。

农业农药不恰当地使用农民，因为有些农药取缔非法利用（林丹，马拉硫磷，乐果和）已经在喀麦隆[西南地区最近报道9]。喀麦隆和其他发展中国家也发现滥用农药和积累过期农药[9-11]。农药没有足够的保护工具的应用，据报道，从Djutitsa和布埃亚喀麦隆[小农五，6]可能导致农民健康受损。虽然发达国家普遍使用的杀虫剂数量超过了发展中国家，但发展中国家由于这些化学品而导致的死亡率更高[12，13]。这可能与化学品的处理条件有关，因为多项研究显示，滥用及不适当使用除害剂，与对人类，特别是农民的健康造成不良影响之间，存在相关性[14，15]。

农药一般都是通过吸入，食入采取了由农民或经皮肤，并通过循环系统分布到影响各个器官。肝脏和肾脏在很大程度上是公认的重要脏器参与生物排毒，通过外源物和相关代谢物的代谢和排泄。这些器官，因此特别容易受到外源物如杀虫剂[损坏2，16]。农业杀虫剂的肾毒性和肝毒性已在实验室动物身上的几项研究中得到证实[17，18]。肝，肾功能的变化据报道，在巴勒斯坦和印度[农民19，20.]。其他调查也显示曝光之间的正相关关系到农业杀虫剂和肝功能障碍的标记[21，22]。

尽管喀麦隆布埃亚细分频繁和越来越多地使用农业杀虫剂，对农民采用的化学品的健康这些化学品的影响，目前尚不得而知。因此，本研究的目的是调查从布埃亚细分男性农民的肝，肾功能的农业农药暴露的影响。

2。材料和方法

2.1。研究人口和问卷

此病例对照研究纳入90名雄性参加，其中包括58个农民经常参与喷洒农药的农业（职业性接触农药的农业组），谁没有参与职业使用农药的32个人组成的咨询小组。这项研究是在2017年进行的，并涉及参与者布埃亚，Likoko，Muea，和托尔的地方居住在布埃亚细分，具体地（图1）。

纳入标准为:男性，愿意参与，年龄20-60岁，未服药。此外，参与者必须明显健康，即，no chronic diseases or liver and kidney dysfunction (diabetes, liver cirrhosis, kidney failure, and hypertension) based on interview. Using a structured questionnaire, the participants were interviewed on their socio-demographic information (age, level of education, occupation) and agro pesticides used, pesticide application devices, safety measures (disposal of pesticide wastes, use of protective gears), and symptoms related to agro pesticide use.

研究机构伦理委员会批准的协议是人类研究的布埃亚大学健康科学学院在喀麦隆(Ref: 2016/0.53 /乌兰巴托/ FHS / IRB),和行政授权从区域代表团获得喀麦隆、西南地区的公共卫生部(Ref: R11 / MINSANTE / SWR / RDPH / PS / 068/280)。所有的参与者都提供了书面的知情同意，并且在调查期间可以随时退出研究。然而，没有一个参与者退出了这项研究。

2.2。血样采集和存储

一种fter an overnight fast, 5 mL of blood was collected from each participant aseptically into vacutainer tubes without anticoagulant. Samples were maintained at 4°C, and serum separated by centrifugation (3000 rpm, 15 min, 4°C) and stored at −20°C for further assessment of biochemical markers of the liver and kidney function.

2.3。生化检测

对于肝和肾功能的生化评估，谷丙转氨酶（ALT）和天冬氨酸转氨酶（AST），肌酐水平，和尿酸浓度的活动均使用从Chronolab系统，S.L.-巴塞罗那，西班牙试剂盒在血清样品中测量。

2.3.1。转氨酶酶

每个血清样本（100μL)与1ml的工作试剂混合成1cm的试管，形成反应混合物。的混合物,转氨酶从血清样品催化（AST / ALT）的氨基的从天门冬氨酸（用于AST）或丙氨酸（用于ALT）转移到α-酮戊二酸形成谷氨酸（或丙酮酸）和草酰乙酸。草酰乙酸被苹果酸脱氢酶和NADH还原成苹果酸。在340 nm处使用分光光度计测量与所分析血清样品中AST/ALT催化浓度成正比的NADH浓度降低率（每分钟吸光度变化，ΔA/min），并使用以下公式计算酶活性： 。

2.3.2。肌酐

的混合物100 μL of serum sample and 1 ml of alkaline solution containing picrate was prepared in a 1cm cuvette. Under these conditions, picrate reacted with creatinine to from an orange complex, whose formation rate between 30 seconds and 90 seconds ( ）is determined spectrophotometrically at 492 nm. A standard solution of creatinine (2 mg/dl) was also analysed under the same conditions, and the corresponding change in absorbance ( ）计算血清样本肌酐浓度:

2.3.3。尿酸

血清尿酸的测定使用来自Chronolab系统的比色试剂盒进行，与所述协议的轻微修改。如由试剂盒制造商所述制备工作试剂（WR），和原来的测定方案改变，以适合微孔板适应。简单地说，200 μ工作试剂L分别与5μL血清样本(检测)，尿酸标准(Std, 6 mg/dl)，或WR(空白)，孵育5分钟。孵育后，尿酸与WR成分反应产生红色，其强度用ELISA平板阅读器在520 nm处测定。样品的吸光度( ),标准（ ）和空白（ ),计算尿酸浓度:

2.4。统计分析

本研究获得的数据在Microsoft Excel 2010中键入。对问卷调查所得的定性数据进行描述性统计，结果以百分比或绝对频率表示。将数据导入MedCalc v14.8.1.0进行分析。频率使用Fisher精确检验进行比较。使用Kolmogorov-Smirnov检验检验生化参数的正态分布，并将参照组和使用其中一种杀虫剂的使用者的平均值进行比较 -试验（正态分布的数据）或韦尔奇Ť-test（假定不等方差），在适当情况下。一种值<0.05被认为是统计学显著。

3.结果

3.1。与会的一般特性

本研究共涉及90名男性，包括58名使用农药的农民和32名未涉及职业农药使用的参考人群。所有的参与者都很健康，并表示他们没有肾脏或肝脏疾病。这些特征如表所示1。

如表1，农民的平均年龄和参考人口没有显著差异（ ）。相反，教育程度( ）。大多数农民(60.3%)以小学教育为最高学历，而参考人口主要是达到大学水平的男性(71.9%)。此外，酒精、咖啡/茶和吸烟等兴奋剂的摄入在参考人群和农业杀虫剂使用者之间没有显著差异。

3.2。农业杀虫剂的使用，防护装备和披露的报告的症状

大约有一半的农民的人口曾使用农药≤5岁，而30％参与了超过10年处理/农用化学品的应用（表2）。

两个研究组对农药毒性的认识存在显著差异，参考人群中总的来说，40.6%（25.0 + 15.6）的男性认为农药对人类有重大的有害或致命影响，而只有12.1%（10.3 + 1.7）的男性使用农药( ）。农民主要存储或在家中（82.8％的农民），在购买农药保存。使用化学物质后，广大的养殖户（91.4％）的布置空箱在农场，在打开的领域，而另一些在地面（3.4％），埋葬他们，烧毁（3.4％）或扔进河（1.7％）。农民通常购买农业杀虫剂从本地零售商和主要使用背负式喷雾器如设备应用在培养物中的化学品。喷雾器普遍清洗/在农场（96.6％农民）洗涤。

农民使用农业杀虫剂的数据列于表中3。农户共使用农药有效成分24种，其中除草剂5种，杀虫剂10种，杀菌剂9种。值得注意的是，每个农民都使用了7 - 12种有效成分，包括每种农药至少一种。然而，杀菌剂是最常用的农用化学品，这一农药组的相对频率很高(占总有效成分的53.14%)。这些农药的有效成分按27种配方出售，分别为11种、9种和7种杀菌剂、杀虫剂和除草剂配方。草甘膦除草剂和农达除草剂是最常用的除草剂。使用最多的杀菌剂配方为Mancostar 80WP和Trimangol 80WP，而杀虫剂主要为Gammalin 20和Mocap。农药普遍使用knapsak喷雾器喷洒在农作物上(占农民总数的93.1%)。

而施用农药使用防护设备也进行了研究。据观察，只有1.7％的农民使用的手套和使用口罩3.1％。主要的保护手段是长裤和长衬衣，这是由63.8％和农户的60.3％，提到。然而，这些衣服不一般由防渗材料。

几乎所有的农民(86.2%)都报告说，在施用农药或使用农药后至少出现了一种症状。如图所示2这些症状主要包括皮疹，面部烧伤，和眼睛的刺激，其分别由农民至少25％的报道。四种，其他症状，包括感冒，头晕和出汗过多是由农民报告那么频繁。

3.3条。肝肾功能的生化指标

ALT和AST的活动从农民和参考群体的血清样品中进行测定，结果呈现于图3. 据观察，与参考人群相比，农民的平均ALT活性升高了28.4%( ;韦尔奇Ť-test），而AST活动仍没有显著的影响。

AST/ALT比值未受影响(1.47±1.03 vs. 1.49±0.52; ;韦尔奇Ť-test）两个群体之间（补充1）。对于对ALT水平农药的效果进一步评估，从农民的结果的亚组分析中进行。用户和每个农药的非使用者之间的数据的二分法使用的杀真菌制剂Callomil加号（揭示农民的血清中显著更高ALT活性 ）或其活性成分甲霜灵（ ）和氧化铜( ）。相比非使用者时（谁使用杀虫剂制剂动作捕捉（或活性成分灭线磷）和Parastar农民也显示升高的ALT水平 ，分别）（补充2）。

血清肌酐和尿酸，被称为肾生化标记物，没有显著2个研究组之间，如图变化4。The ratio of these biomarkers (uric acid/creatinine ratio) was reduced by about 48% in the farmers though this difference remained not significant (11.65 ± 11.14 vs. 6.10 ± 5.12; ;韦尔奇Ť-试验）（补充3）。

4。讨论

本研究旨在调查喀麦隆布埃亚地区农民职业接触农药对健康的影响，重点研究农民使用农药的方式以及农药对肝肾功能的影响。研究纳入了58名使用农用农药的农民和32名未从事农用化学品职业使用的参考人口。这两个研究小组在年龄和兴奋剂如咖啡、茶和酒精的消耗量方面是相似的，使我们能够合理地比较/对比它们，以评估职业暴露于农药的健康影响。

使用农业杀虫剂农民们一般不知道对他们的健康这些化学品的不利影响，并与参考人口时，这可能是由他们的教育水平较低有道理的。这是由他们处理化学品的习惯反映，多达82.8％的农民说，保留农药在家，即在其他家庭成员谁可能会意外地访问化学品附近。

农民通常（91.4％）丢弃在灌木丛或农场的废物杀虫剂容器，而不是采用友好的方法，其可以减少在整个其它环境基质中农药残留的分布。在政府的农药残留监控机制薄弱的背景下，其特点是缺乏来自对农药企业的一部分，当局并不愿意支持回收空箱[13，弃置的农药容器仍弃置在环境中。只有少数农民使用焚化法，而有些农药是建议使用焚化法的[23，虽然后一种方法必须适合于化学类的效率。另一种不恰当的态度是将容器倾倒在溪流中，这对水生动物和人类构成了潜在的危险。

本研究揭示了一个广泛使用的农业杀虫剂，也是物质的有害健康的影响。带24的有效成分的总的27种农药制剂本研究中使用的大部分存在杀真菌剂进行了鉴定。主要使用杀菌剂在西南地区在以往的报道[9]，并且还从中间和Djutitsa圣诞老人在喀麦隆[小规模的园艺场农民五，24]。这一观察表明，真菌病是最激增，对作物的主要威胁在布埃亚细分，因此需要农民使用杀菌剂，以提高农业生产力。

在喀麦隆，农业杀虫剂部门已经自由化，使农民能够很容易地从当地供应商和零售商那里获得化学药品。因为大多数农民从当地的转卖商那里购买他们的农业投入品，他们通常不知道这些投入品是秘密获得的，还是已经过时了。因此，一些在喀麦隆被禁止使用的活性成分[25，如乐果和林丹，是农民使用的农业杀虫剂之一。这两种活性成分的使用以前曾由Kenko等人在Fako分部报道过。[9]。很多农民无法读取应用程序之前，农药标签，因此没有按照推荐剂量。在他们看来，制造商的处方不能很好地适合于实现化学品的功效，所以他们更愿意进行估计。这可能对农民的危险，因为他们通常高估用量，再加上不存在性，或使用防护设备不足。事实上，接触杀虫剂会出现通过口，鼻和皮肤;这些路由可以通过适当的设备的利用率得到有效的保护，如口罩，手套和服装防渗。这不是在本研究的情况下农民少数，低于2％，所用的手套和口罩。最重要的是，服装主要是棉花磨损或渗透性材料，从而有可能为农药悬浮剂泄漏/穿过布在与皮肤接触得到。农药施用过程中不当和缺乏保护的工具也从Djutitsa农民的报道，在西部喀麦隆[五]。

农药的施用大多是用背负式喷雾器手动完成的，农民通常称其为“Matabi”，这一观察结果与Kenko等人最近的一份报告相一致。[9]。Sonchieu等人的研究[26]还透露了一个背负式喷雾器通过从圣诞老人，喀麦隆西北地区的农民使用农药的应用主要设备。Matthews等。[3]报道一些在喀麦隆要么不得不泄漏农民使用或进行了校准不当，从而增加了农民皮肤暴露所述喷雾器的。在这些条件下，农民更容易接触到皮肤，通过和口服/呼吸途径的农药，这暴露导致postapplication症状，如皮疹，面部烧伤，以及眼睛刺激报道他们的86.2％。呼吸曝光通常呈现非常重要，尤其是对于高挥发性农药[27]。报道的暴露症状包括头晕和眼睛刺激或流泪，这通常表明胆碱能抑制[19，20.]由有机磷和氨基甲酸酯杀虫剂。乙酰胆碱酯酶抑制由农药诱导在神经肌肉接头和突触积累乙酰胆碱，导致烟碱和毒蕈碱受体的过度刺激。的受体结果过度刺激成胆碱能危象，其特征在于由上述症状。其他胆碱能的症状包括痉挛，流涎，肌肉无力，麻痹，腹泻和视力模糊[28]。Jamal等人也进行了类似的观察。[20.]和Manfo等。[五]，谁报告农药使用者之间的眼睛刺激和皮疹。目前的结果通常表明，农民们不得不对农药的使用态度差。农民们还使用了宽范围的农用化学品。它们中的每7-12使用的活性成分，其包含至少一种杀昆虫剂，一种杀真菌剂，和一种除草剂的。因此，它们更可能暴露于农用化学品的鸡尾酒/混合物。这些因素表明，接触杀虫剂会导致他们的健康损害，而且这是通过自己的肝，肾功能的评估调查。

肝脏是人体的主要代谢器官，被认为是对环境毒物（外源性化学物质）及其代谢毒素[可行的防御系统29]。在目前的研究，其完整性是通过两个生化标记物，血清ALT，AST和评估。结果显示，在农业农药使用者ALT一个显著增加，而AST保持不变。ALT是胞质酶主要由肝细胞表达，并且高活性的血清样品中，从农民意味着肝细胞的裂解和酶的泄漏进入血液，并因此对肝脏的农用化学品的细胞毒性作用。没有AST一个显著变化ALT的增加更能反映肝脏改变的，如AST在其他器官，如心脏和骨骼肌中还发现，虽然ALT具有低浓度在骨骼肌和肾脏，并且主要是在生产肝细胞[22，30.]。肝脏细胞浆中ALT的独家定位进一步维持了这一过程，而AST既具有胞质性(占总活性的20%)，又具有线粒体性(占总活性的80%)[30.]。因此，这些变化虽然可能没有临床意义，但表明频繁接触农药导致农民肝功能改变。观察结果与El-Nahhal的观点一致[19]，谁报告下列职业接触杀虫剂在从加沙农民肝脏改变。从哈扎德等人等进行调查。[31]、Araoud等[21]，和贾马尔等。[20.]在使用杀虫剂的个体中也显示了ALT活性的增加。此外，Khan等人。，[32]观察到农民使用的农药氯氰菊酯、灭多威和吡虫啉与ALT呈正相关。本研究对农民的亚组分析结果进一步支持了吡虫啉杀虫剂的毒副作用，因为使用吡虫啉类杀虫剂的农民表现出了较高的ALT活性。对乙氧基磷也进行了类似的观察，这种杀虫剂已被证明能引起小鼠的肝毒性[33]。使用杀菌剂活性原理金属氧基和氧化铜也与农民的ALT活性升高有关，并证实了以前关于这些化学物质对啮齿动物肝毒性的报道[34，35]。一般地，杀真菌剂，以20％（相对于7％杀虫剂）的累积频率为与农民中肝脏毒性相关的最表示农药组。由农民如马拉硫磷和氯氰菊酯使用的其它的农药活性成分，虽然不能与在目前的研究升高的ALT相关联，显示出诱导在实验动物中肝脏毒性[17，36]。

肾脏主要参与将外源性生物及相关代谢物排泄到尿液中，因此特别容易受到杀虫剂等外源性生物的破坏[16]。在这项研究中，肾脏的完整性通过血清尿酸和肌酐水平进行了评估。血清肌酸酐是肾小球滤过率的量度，并且被用作肾功能在临床实践中的索引[37]。高尿酸血症也被公认为是肾损伤的独立预测因子[38，39]。与我们的预期相反，与参照组相比，这两种肾脏生化标志物在农民中均未发生显著改变，这表明农民肾脏的完整性。

尿酸/肌酐比值的非统计显著变化( ),进一步支持nonaltered肾功能，因为后者比显示出估计肾小球滤过率的正相关下降[38]。Aroonvilairat等。[40]也没发现在泰国兰花农民职业暴露农业杀虫剂血肌酐任何显著的变化。然而，其他截面的研究已经在喀麦隆[相关农药曝光肾功能损害农民41]和其他地方[19，20.]。这已经Ghosh等人得到了进一步的强调。[42，世卫组织阐明了生物体液中杀虫剂含量的增加与慢性肾脏疾病的发展之间的正相关关系。因此，尽管本研究报告了农药对肾脏的潜在危害。

尽管血清肌酐浓度可能被认为是常规肾脏临床实践中最重要的单一实验室参数，但对其他生化标志物(如胱抑素C)的评估可能有助于进一步评估肾功能。考虑研究参与者的身体质量指数可能是有用的，因为肌肉质量已经被证明会影响血清肌酐水平[43，44]。其他值得注意的缺点包括评估一些与肝毒性相关的炎症生物标志物和基因，这有助于更好地描述农药引起的肝毒性[45]。

5个。结论

总的来说，我们的研究结果表明，农民接触了3种不同类型的农业杀虫剂，这导致了眼睛和皮肤的损害。农药暴露导致肝功能改变，因此血清丙氨酸氨基转移酶活性增加。因此，有必要使农民对农业杀虫剂的毒性和肝脏改变的可能性以及适当的保护设备的重要性保持敏感，以便尽量减少接触。

数据可用性

中：用于支持这项研究的结果生化和理论数据被机构伦理委员会布埃亚喀麦隆（2016 / 0.53 / UB / FHS / IRB参考）大学健康科学学院人类研究的限制为了保护参与者的隐私。数据可以从F.P.T.Manfo（faustinpascal@yahoo.fr)，以供符合获取机密资料标准的研究人员使用。

利益冲突

作者宣称，他们有这方面的论文发表没有利益冲突。

资金

作者感谢喀麦隆高等教育部的财政支持。

致谢

作者感谢谁好心自愿参与这项研究的所有参与者。从斯蒂芬M Ghogomu教授，谁有权访问一些设备在分子和细胞生物学实验室的帮助，也承认。

补充材料

补充1:参考人群和使用农药的农民的ALT/AST比率。补充2:农药有效成分或配方对谷丙转氨酶活性影响的亚统计分析(U/L)。补充3:参考人群和使用农药的农民的肌酐/尿酸比率。（补充材料）

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