RIVM-RIKILT FRONT OFFICE VOEDSELVEILIGHEID
RISICOBEOORDELING VAN DE AANWEZIGHEID VAN NICOTINE EN COTININE IN LEGHENNEN EN EIEREN Advies aangevraagd door: Datum aanvraag: Datum advies: Coördinator: Opstellers advies: Toetsers advies: Projectnummer RIVM: Projectnummer RIKILT:
M.J.B. Mengelers (VWA, Bureau Risicobeoordeling) 14-03-2006 12-04-2006 (definitief-2) H. Bouwmeester (RIKILT) A.J. Baars (RIVM), C.A. Kan (ASG) L.A.P. Hoogenboom (RIKILT), G.J. Schefferlie (RIVM) V/320110/06/AA 800 71904 01
Onderwerp In maart en april 2005 is in opdracht van de VWA het risico beoordeeld van het gebruik van nicotine ter bestrijding van bloedluis bij leghennen (Frontoffice, 31-03-2005 en 12-04-2005). Thans zijn de resultaten beschikbaar van een door RIKILT en ASG uitgevoerde overdrachtsproef waarbij naar analogie van de praktijk nicotine verneveld werd in een stal met leghennen, en de kippen en de eieren geanalyseerd werden op nicotine en de nicotine-metabolieten cotinine en 3-hydroxycotinine (3OHcotinine) (Traag et al., 2006). Voor een nadere uiteenzetting van de problematiek wordt kortheidshalve verwezen naar dit rapport en de eerder genoemde risicobeoordelingen. Vraagstelling Naar aanleiding van de resultaten van genoemde overdrachtsproef vraagt de VWA het volgende: 1. Wat is het risico voor het doeldier, gegeven de dosering gebruikt bij de verneveling en de gevonden gehalten nicotine en cotinine/3OH-cotinine in serum, vlees, vet, lever en eieren van de behandelde leghennen. 2. Wat is het risico voor de consument, gegeven de gevonden gehalten nicotine en cotinine/3OHcotinine in vlees, vet, lever en eieren van de behandelde leghennen. Conclusies 1) 2) 3) 4)
Er zijn geen aanwijzingen dat een 3 uur durende blootstelling van kippen aan een atmosfeer met ca. 800 mg nicotine per m3 (door middel van verneveling van een waterige nicotine-oplossing ter bestrijding van bloedluis) leidt tot nadelige effecten voor de gezondheid van de dieren of de eiproductie. Het risico voor de gezondheid van de consument ten gevolge van consumptie van eieren met residuen van nicotine (i.c., cotinine en 3-hydroxycotinine), als gevolg van behandeling van de kippen met nicotine d.m.v. verneveling (ter bestrijding van bloedluis), is te verwaarlozen. Het verdient aanbeveling om na een behandeling van kippen met nicotine d.m.v. verneveling (ter bestrijding van bloedluis) een periode van twee weken in acht te nemen alvorens dergelijke kippen te slachten. Onder de voorwaarde dat de genoemde periode van twee weken tussen behandeling van kippen met nicotine (d.m.v. verneveling ter bestrijding van bloedluis) en slacht van die kippen in acht wordt genomen, is het risico voor de gezondheid van de consument bij consumptie van vlees van die kippen als gevolg van de aanwezigheid van residuen van nicotine, cotinine en 3-hydroxycotinine te verwaarlozen.
Inleiding Zie Frontoffice risicobeoordeling 12-04-2005. Toxicologie Zie Frontoffice risicobeoordeling 12-04-2005. Experimentele behandeling van leghennen met nicotine RIKILT en ASG hebben een overdrachtsexperiment uitgevoerd waarbij zeven leghennen zijn blootgesteld aan nicotine die verneveld werd in de stal op een wijze en met een hoeveelheid die zoveel mogelijk de (illegale) toepassing in de praktijk benaderde. Verneveld werd een waterige oplossing van nicotine met een concentratie van circa 1%. De beoogde concentratie lag in de orde van grootte van 1.000 mg/m3. Er werd gebruik gemaakt van een door de AID aangeleverd preparaat. In een bij ASG beschikbare stal van circa 100 m3 werd 175 ml van een circa 45% oplossing verdund met 6 liter water. Deze hoeveelheid werd in zijn geheel in de stal verneveld door middel van een op afstand te bedienen vernevelsysteem "atomist". Zowel de dieren, de kooi alsmede het aanwezige voer werden dus blootgesteld. De vernevelde hoeveelheid nicotine heeft theoretisch geresulteerd in een atmosfeer die ca. 770 mg nicotine per m3 bevatte. Voorafgaand aan de verneveling werd de stalventilatie uitgeschakeld. Eén uur na de verneveling werd de ventilatie weer ingeschakeld, met 10-voudige ventilatie, zodat de gehalten na drie uur vrij laag zullen zijn geweest (in de orde van grootte van de US MAC-waarde van 0.5 mg/m3). Op verschillende tijdstippen na de toepassing werden monsters eieren en serum, borstvlees, lever en vet van de kippen verzameld en geanalyseerd op nicotine, cotinine en 3OH-cotinine (Traag et al., 2006). De hoogste gehalten werden i.h.a. gevonden één dag na toepassing; zie tabel 1. Tabel 1.
Samenvattende weergave van de voor nicotine, cotinine en 3OH-cotinine gemeten gehalten in kippenproducten één dag na blootstelling Product Nicotine Cotinine 3OH-cotinine (ng/g) (ng/g) (ng/g) Ei < 25 18 129 Borstvlees < 25 114 672 Lever g.a. 68 92 Vet 62 12 < 150 Serum 4 137 < 150 g.a.: geen analyseresultaat.
Risico-evaluatie voor het doeldier De toxicologische gegevens van nicotine en de belangrijkste metabolieten cotinine en 3OH-cotinine zijn schaars, en over de toxiciteit van deze drie stoffen voor vogels in het algemeen en pluimvee in het bijzonder zijn in het geheel geen data bekend (Frontoffice, 12-04-2005). In de hierboven beschreven experimentele behandeling van leghennen met nicotine werd de gezondheid en eiproduktie van de dieren gedurende 14 dagen na de behandeling gevolgd. De dieren vertoonden gedurende deze periode geen klinische afwijkingen. De eiproductie gaf evenmin aanleiding om een nadelig effect van de behandeling te veronderstellen. Uit de praktijk én uit onderzoek is ook bekend dat kippen in het algemeen vrij robuust zijn; een uitzondering is de gevoeligheid voor - bepaalde - organofosfor bestrijdingsmiddelen. Vooralsnog kan dus worden geconcludeerd dat kippen van een behandeling met nicotine middels verneveling in de stal tot concentraties van ca. 800 mg/m3 gedurende drie uur geen nadelige gevolgen lijken te ondervinden, terwijl ook de eiproductie op het normale niveau blijft. Risico-evaluatie voor de consument Op grond van het weinige dat bekend is over de toxiciteit van cotinine (van 3OH-cotinine is niets be-
kend) wordt verondersteld dat cotinine én 3OH-cotinine toxicologisch net zo potent zijn als nicotine (worst case!). Met name voor 3OH-cotinine is dat hoogst onwaarschijnlijk: gehydroxyleerde metabolieten zijn vrijwel zonder uitzondering altijd aanzienlijk minder toxisch dan de moederverbinding. Maar ook de veronderstelling dat de toxische potentie van cotinine gelijk is aan die van nicotine is een worst case aanname: er zijn aanwijzingen dat de toxische potentie van cotinine (beduidend) kleiner is dan die van nicotine (Frontoffice, 12-04-2005). In de eerdere risicobeoordeling (Frontoffice, 12-04-2005) werd als meest gevoelige effect van nicotine een toename van motorische activiteit in ratten gezien na een subcutane toediening van 50 µg nicotine per kg lichaamsgewicht (lg) per dag; deze hoeveelheid kan als een LOAEL 1) worden beschouwd. Uitgaande van de hierboven verwoorde worst case aanname dat de toxische potentie van cotinine en 3OH-cotinine gelijk is aan die van nicotine, wordt in de navolgende risico-evaluatie aangenomen dat deze LOAEL voor nicotine ook een LOAEL is voor beide metabolieten. In risico-evaluaties van stoffen in de voeding waarvoor geen ADI/ TDI is afgeleid, maar wel één of meer NO(A)EL’s 1) uit (semi)chronische dierproeven beschikbaar zijn, wordt uitgegaan van de Margin of Exposure (MOE), dat wil zeggen de marge tussen het laagste “no effect level” in dierproeven enerzijds en de actuele blootstelling van de humane consument anderzijds. In het algemeen wordt een MOE van minimaal 100 voor de algemene bevolking noodzakelijk geacht om risico’s voor de gezondheid van de consument met betrekking tot de betreffende stof uit te sluiten (gebaseerd op een onzekerheidsfactor van 10 voor intraspeciesvariatie en een factor 10 voor interspeciesvariatie; Van Raaij & Solecki, 2001). Correctie voor het gebruik van een LOAEL in plaats van een NOAEL wordt hier niet nodig geacht, voornamelijk omdat (1) cotinine en 3OH-cotinine waarschijnlijk minder toxisch zijn dan nicotine, en (2) er twee LOAEL’s beschikbaar zijn, waarvan de hier te gebruiken LOAEL van 50 µg/kg lg/dag bijna 20x lager is dan de andere LOAEL van 930 µg/kg lg/dag (Frontoffice, 12-04-2005). Ei-consumptie één dag na nicotine-verneveling Op basis van de in bovenstaande tabel vermelde gehalten wordt de consument van een ei (met een gewicht van 60 gram), gelegd door een kip die één dag daarvoor is behandeld met nicotine, éénmalig blootgesteld aan 60x18 + 60x129 ng = 8,8 µg cotinine + 3OH-cotinine (nicotine werd in de eieren niet aangetroffen). Voor een volwassene (lg 60 kg) komt dit overeen met een inname van 8,8/60 = 0,15 µg per kg lg. Ten opzichte van het laagste effectniveau in proefdieren is dat een MOE van 50/0,15 = 333. Voor een kind van vijf jaar oud (lg 20 kg) leidt consumptie van een dergelijk ei tot een MOE van 114. Uit deze MOE’s kan – in samenhang met de onder ‘Evaluatie’ genoemde overwegingen – worden geconcludeerd dat de consument van zo’n ei geen risico loopt op gezondheidsschade als gevolg van de aanwezigheid van residuen van nicotine (te weten cotinine en 3OH-cotinine). Vleesconsumptie één dag na nicotine-verneveling Eén dag na behandeling bevatte het vet 62 ng nicotine en het borstvlees 114 ng cotinine en 672 ng 3OH-cotinine per gram. De consument van 150 gram kippenvlees (met een vetgehalte van ca. 10%) wordt derhalve éénmalig blootgesteld aan 0,1x150x62 + 0,9x150x114 + 0,9x150x672 = 107 µg nicotine, cotinine en 3OH-cotinine. Dit komt overeen met een inname van 107/60 = 1,8 µg per kg lg. Ten opzichte van het laagste effectniveau in proefdieren is dat een Margin of Exposure (MOE) van 50/1,8 = 28. Voor een kind van vijf jaar oud leidt consumptie van 100 g kippenvlees tot een MOE van 14. Op grond van deze MOE kunnen risico’s niet geheel worden uitgesloten. Echter, daarbij moet wel worden vastgesteld dat het uiterst onwaarschijnlijk is dat de consument vlees zal consumeren van een kip die één dag eerder met nicotine is behandeld. Een periode van één tot twee weken tussen behandeling en slacht c.q. consumptie is vele malen waarschijnlijker.
LO(A)EL: Lowest Observed (Adverse) Effect Level (m.b.t. dosis toegediend aan proefdier). NO(A)EL: No Observed (Adverse) Effect Level (m.b.t. dosis toegediend aan het proefdier).
Vleesconsumptie zeven dagen na nicotine-verneveling Zeven dagen na behandeling bevatte het vet 68 ng nicotine en het borstvlees 14 ng cotinine en 129 ng 3OH-cotinine per gram (Traag et al., 2006). Naar analogie van bovenstaande berekening wordt een volwassen consument van 150 gram van dit kippenvlees éénmalig blootgesteld aan 0,1x150x68 + 0,9x150x14 + 0,9x150x129 = 20,3 µg nicotine, cotinine + 3OH-cotinine, ofwel 20,3/60 = 0,34 µg per kg lg. Dat leidt tot een MOE van 50/0,34 = 147. Voor een kind van vijf jaar oud leidt consumptie van 100 g kippenvlees tot een MOE van 74. Op grond van deze MOE’s kan worden geconcludeerd dat het risico op gezondheidsschade (als gevolg van de aanwezigheid van residuen van nicotine, cotinine en 3OH-cotinine) met name voor kinderen weliswaar klein, maar niet geheel verwaarloosbaar is. Vleesconsumptie dertien dagen na nicotine-verneveling Dertien dagen na behandeling bevatte het vet 78 ng nicotine en het borstvlees 25 ng cotinine en 61 ng 3OH-cotinine per gram (Traag et al., 2006). Naar analogie van bovenstaande berekening wordt een volwassen consument van 150 gram van dit kippenvlees éénmalig blootgesteld aan 0,1x150x78 + 0,9x150x25 + 0,9x150x61 = 12,8 µg nicotine, cotinine en 3OH-cotinine, ofwel 12,8/60 = 0,21 µg per kg lg. Dat leidt tot een MOE van 50/0,21 = 240. Voor een kind van vijf jaar oud leidt consumptie van 100 g kippenvlees tot een MOE van 115. Op grond van deze MOE’s en de onderstaande overwegingen kan worden geconcludeerd dat het risico op gezondheidsschade (als gevolg van de aanwezigheid van residuen van nicotine, cotinine en 3OHcotinine) voor de consument van een dergelijke portie kippenvlees verwaarloosbaar is. Evaluatie In realiteit zullen de MOE’s voor consumptie van kippenei en -vlees aanzienlijk groter zijn, en wel om de volgende redenen: • Hoewel het denkbaar is dat eieren die binnen één dag na behandeling van de leghennen met nicotine zijn gelegd, worden geconsumeerd, is dat voor de consumptie van kippenvlees één dag na behandeling uiterst onwaarschijnlijk. • De toxiciteit van cotinine is waarschijnlijk geringer dan die van nicotine. • De toxiciteit van 3OH-cotinine is waarschijnlijk (veel) geringer dan die van cotinine en nicotine. • De gebruikte (meest gevoelige) LOAEL van 50 µg/kg lg voor nicotine is zeer laag vergeleken met de op één na meest gevoelige LOAEL van 930 µg/kg lg/dag. • Deze LOAEL is afgeleid uit een proefdierexperiment met subcutane toediening. Na orale toediening is er waarschijnlijk sprake van een belangrijk first-pass effect, met als gevolg een lagere biologische beschikbaarheid. • Het is niet bekend of de residuen van nicotine hittebestendig zijn. Na bereiding zouden de gehalten dus lager kunnen zijn dan in het bovenstaande werd aangenomen. Samenvattend kan dus worden geconcludeerd: 1. dat het risico voor de gezondheid van de consument ten gevolge van consumptie van eieren met residuen van nicotine (i.c., cotinine en 3-hydroxycotinine), als gevolg van behandeling van de kippen met nicotine d.m.v. verneveling (ter bestrijding van bloedluis), te verwaarlozen is. 2. dat het aanbeveling verdient om na een behandeling van kippen met nicotine d.m.v. verneveling (ter bestrijding van bloedluis) een periode van twee weken in acht te nemen alvorens deze kippen te slachten. 3. dat met inachtneming van een periode van twee weken tussen behandeling van kippen met nicotine (d.m.v. verneveling ter bestrijding van bloedluis) en de slacht van die kippen het risico voor de volksgezondheid bij consumptie van dat kippenvlees (vanwege de residuen van nicotine, cotinine en 3-hydroxycotinine) te verwaarlozen is. Opmerking De geadviseerde periode van twee weken tussen behandeling van kippen met nicotine en slacht van die kippen kan niet korter worden gesteld, met name omdat er geen zekerheid bestaat over de hoeveel-
heid nicotine die ter verneveling gebruikt wordt. Immers, deze behandeling is illegaal. Bovendien moet overwogen worden dat de “veilige” MOE van 100 gebaseerd is op een LOAEL, en niet op een NOAEL (met de kanttekeningen die daarbij gemaakt zijn, zie hierboven). Ter vergelijking: bij het roken van een gemiddelde sigaret neemt de roker via inhalatie 1,1 - 1,4 mg nicotine op (Pérez-Stable et al., 1998). Dat komt overeen met een blootstelling van 18 - 23 µg nicotine per kg lg per sigaret. Als cotinine en 3OH-cotinine even toxisch zijn als nicotine (wat onwaarschijnlijk is, zie hierboven) dan is de blootstelling aan nicotine-residuen als gevolg van de consumptie (door volwassenen) van de onderhavige met nicotine-residuen besmette kippenproducten 100 (150 g vlees na twee weken) tot 130 (één ei na één dag) maal kleiner dan de blootstelling aan nicotine als gevolg van het roken van één sigaret. Referenties
Frontoffice, 31-03-2005. Spoedadvies inzake risico’s voor de toepasser en de consument bij het gebruik van nicotine ter bestrijding van bloedluis bij leghennen. RIVM-RIKILT Frontoffice Voedselveiligheid, Bilthoven en Wageningen, advies uitgebracht aan de Voedsel en Waren Autoriteit d.d. 31-03-2005. Frontoffice, 12-04-2005. Aanvullend advies inzake risico’s voor de toepasser en de consument bij het gebruik van nicotine ter bestrijding van bloedluis bij leghennen. RIVM-RIKILT Frontoffice Voedselveiligheid, Bilthoven en Wageningen, advies uitgebracht aan de Voedsel en Waren Autoriteit d.d. 12-04-2005. Pérez-Stable E, Herrera B, Payton III J, Benowitz NL (1998). Nicotine metabolism and intake in black and white smokers. JAMA 280: 152-156. Traag W, De Rijk Th, Zomer P, Vos van Avezathe A, Kan K, Zeilmaker M, Hoogenboom R (2006). Overdracht van nicotine bij leghennen. RIKILT Instituut voor Voedselveiligheid, concept-rapport maart 2006. Van Raaij MTM, Solecki R: Risk characterisation – comparison of the Acceptable Operator Exposure Level (AOEL) approach and the Margin of Safety (MOS) approach. Report for the European Chemicals Bureau, Ispra (Italy); 2001.
