Agrotóxicos:
Consecuencias de su uso
EN LA SALUD HUMANA
I.- MECANISMO DE ACCIÓN DE
LOS PLAGUICIDAS INHIBIDORES DE LA COLINESTERASA
En el cambio de potencial de membrana
la acetilcolina actúa como mediador del impulso nervioso: es
el transmisor químico del impulso nervioso en las terminales
de las fibras nerviosas postganglionares de simpático y parasimpático
y ciertas sinapsis del sistema nervioso central.
En el citoplasma de la terminal
nerviosa y antes de la membrana sináptica, existen unas vesículas
especiales conteniendo cierta cantidad de acetilcolina. El impulso nervioso
provoca una descarga de acetilcolina desde estas vesícula al
espacio sináptico; luego la acetilcolina se pone una molécula
proteica con alta afinidad por la acetilcolina nerviosa. Por acción
de la acetilcolina se modifica la conformación de esta molécula
proteica, facilitando la formación de numerosos espacios en la
membrana postsináptica.
Los cationes de sodio y potasio
penetran a través de estos espacios produciendo una despolarización
de la membrana post-sináptica, continuando así el impulso
nervioso.
En la función normal del
sistema nervioso, la acción de la acetilcolina debe ser muy corta,
cerca de 1/ 5000 seg, para lo cual la anzima acetilcolinesterasa hidroliza
rápidamente la acetilcolina en colina y ácido acético.La
colina puede regresar a la membrana presináptica y ser reutilizada
en la síntesis de la acetilcolina.
Se ha postulado que en la molécula
de acetilcolinesterasa existen unos 50 sitios activos de los cuales
dos son de gran importancia: el aniónico con carga negativa y
el esteárico o catalítico. El primero atrae al nitrógeno
cuaternario de la cetilcolina cargado positivamente. El sitio esteárico
cataliza el proceso hidrolítico del sustrato y puede ser acetilado.
Los organofosforados compiten con
la acetilcolina por la acetilcolinesterasa. El átomo central
de fósforo muestra una deficiencia de electrones y esta configuración
electrónica es favorable para la atracción hacia el sitio
esteárico de la acetilcolinesterasa que posee un excedente de
electrones. El fósforo forma una unión covalente con el
grupo nucleofílico de la enzima . En el proceso normal la enzima
fosforilada es relativamente estable lo cual impide la regeneración
de la enzima libre y activa a menos que sea administrado un antídoto
tipo *oxima (antídoto bioquímico de las sustancias inhibidoras
de la colinisterasa).
La fosforilación - inactiva
de la acetilcolinesterasa detiene la hidrólisis de la acetilcolina
y produce acumulación en cantidades excesivas de acetilcolina
en las sinapsis ganglionares periféricas, sistema nervioso central
y órganos efectores. Los síntomas son, por lo tanto, principalmente
de naturaleza colinérgica
Algunos compuestos son capaces
de reactivar la enzima fosforilada, por una mayor atracción nucleófila
hacia el centro activo de la enzima que la de los organofosforados.
Esto significa que los reactivadores compiten con los organofosforados
por el enlace en el centro activo de la enzima y los remueven lentamente.
Algunos ácidos, hidroximas, oximas y compuestos similares, son
reactivadores apropiados de la colinesterasa inhibida, dentro de las
36 horas siguientes a la intoxicación.
La estructura química de
cada organofosforado tiene importancia en su efecto sobre la enzima,
al aumentar o disminuir la competencia con el sustrato, es decir, influye
sobre su toxicidad. Cuando la acetilcolinesterasa es inhibida en forma
irreversible por un organofosforado, la restauración de la actividad
enzimática dependerá exclusivamente de la síntesis
de nuevas moléculas de enzima.
La regeneración de la enzima
carbamilada es relativamente rápida si se compara con la enzima
que ha sido inhibida por un plaguicida organofosforado.
II.- MECANISMO DE ACCIÓN
DE LOS PLAGUICIDAS ORGANOCLORADOS
Una vez absorbidos, los plaguicidas
organoclorados pasan a la sangre y son distribuidos por todo el organismo;
se establece entonces un equilibrio de concentraciones entre los elementos
grasos y proteicos constitutivos de la sangre y otros tejidos ricos
en grasas, especialmente el tejido adiposo. También se pueden
encontrar diferentes concentraciones en el hígado, riñones
y otros órganos, dependiendo de la dosis absorbida.
En el cerebro, el nivel de plaguicidas
organoclorados relacionado con la estimulación del sistema nervioso
central, puede ser alcanzado por una dosis aguda única o por
dosis repetidas más pequeñas.
Cuando ocurre una exposición
súbita a ellos, la sangre se sobresatura con los plaguicidas
inalterados; el hígado metaboliza una parte de estos plaguicidas
y la grasa secuestra parte de los compuestos inalterados y algunos de
sus metabolitos.
La acumulación de estos
plaguicidas en le tejido adiposo impide que lleguen a sitios críticos
del sistema nervioso. Sin embargo cuando ocurre una movilización
súbita de la grasa, como pueden ocurrir en situaciones de tensión
o enfermedad, estos productos se movilizan también y pueden llegar
a estar en la sangre en concentraciones suficientes para causar signos
de intoxicación aguda.
Los plaguicidas organoclorados
también atraviesan la barrera placentaria y se encuentran en
concentraciones importantes en el feto; a esta cantidad se le agregan
las procedentes de la leche materna.
III.- MANIFESTACIONES CLÍNICAS
Las manifestaciones clínicas
incluyen el conjunto de signos y síntomas que aparecen como respuesta
del organismo a la acción tóxica de estos agentes químicos.
Una clasificación práctica de las intoxicaciones es la
que se basa en la duración de la exposición, distinguiéndose
dos tipos fundamentales de ellas: agudas y crónicas.Los efectos
agudos se manifiestan rápidamente y evolucionan a formas graves
de la enfermedad; ocasionalmente pueden llegar a producir la muerte.
a)PRODUCIDAS POR ORGANOCLORADOS
La intoxicación aguda, es
el cuadro principal y el más grave pues se presentan convulciones,
las cuales pueden determinar en secuelas permanentes.
Se han descrito el comienzo de
los síntomas 30 minutos después de una exposición
masiva pero, en general, aparecen más lentamente. Sin embargo;,
el cuadro clínico puede modificarse debido a los efectos concurrentes
de los disolventes orgánicos utilizados en la formulación.
Después de la ingestión
de plaguicidas organoclorados, los primeros síntomas son nauseas
y vómitos seguidos de cefalea y excitación; estos síntomas
van acompañados por diversos signos neurológicos, incluso
debilidad de los músculos, temblores, desorientación mental,
parestesia y convulsiones que, a menudo, son epileptiformes. Sin embargo
cuando la vía de penetración es la piel, pueden aparecer
solamente confusión mental y/o temblores, como únicos
síntomas.
La hiperexcitabilidad progresiva
del sistema nervioso central puede llegar a producir convulsiones y,
al propio tiempo, parestesias bucales y de la lengua, con hiperestesia
facial y de las extremidades. Los plaguicidas organoclorados más
poderosos como convulsivantes son: Lindano, endrín, dieldrín,
clordano y heptacloro.
También suelen aparecer transtornos respiratorios y del ritmo
cardíaco, de origen central; a menudo pueden sobrevenir depresión
y apnea; con frecuencia esto conduce a la consciencia no sobreviene
hasta las etapas finales.
Como elementos adicionales se puede ver disminución en la hemoglobina,
aumento en la urea, leucocitosis moderada y alteraciones en el electrocardiograma.
La intoxicación crónica,
usualmente se produce por exposición prolongada (a largo plazo)
a concentraciones bajas de diversos productos, en ocasiones los efectos
se observan como dificultades respiratorias, desórdenes nerviosos
o tumores. En general el cuadro clínico de la intoxicación
crónica se caracteriza por anorexia, adelgazamiento, signos polineuríticos,
alteraciones hepáticas, trastornos del ritmo cardíaco,
lesiones oftalmológicas tales como conjuntivitis alérgica,
blefaritis, angiopatía de la retina y otros.
Este tipo de intoxicación
produce lesiones sobre el sistema nervioso central y periférico,
además puede causar hepatitis, gastritis y bronquitis.
Trabajadores con más de
dos años de exposición al endosulfán se ha informado
de alteraciones cognoscitivas y emocionales, pérdida grave de
la memoria, alteraciones de la coordinación visual motora e incapacidad
para desarrollar su actividad habitual.
b) PRODUCDIDAS POR ORGANOFOSFORADOS
Independientemente de la gravedad
de los efectos anticolinesterásicos, luego de un tiempo ( 3 a
4 semanas) pueden aparecer signos y síntomas de neurotoxicidad
retardada.
En el sistema nervioso existe una
proteína que tiene actividad enzimática esteárica;
ésta, cuando es fosforilada por el plaguicida, se convierte en
lo que se denomina estearasa neurotóxica, responsable de la neuropatía
retardada: los primeros síntomas son sensoriales ( sensación
de hormigueo y de quemadura) y luego debilidad y ataxia en miembros
inferiores, pudiendo progresar a parálisis y en casos graves
comprometer los miembros superiores.
La recuperación es lenta y rara vez completa. Los niños
se afectan menos que los adultos.
En los humanos se ha observado
neuropatía retardada con exposición a mipafox, leptofós,
metamidofós, triclorfón y tricornat.
Los efectos de mutagenicidad, teratogenicidad
y poder cancerígeno para el hombre no han sido demostrados aún.
Algunos productos pueden causar dermatosis.
También puede presentarse
debilidad no habitual, náuseas, vómitos, diarreas, contracción
de la pupila o pupilas puntiformes, visión borrosa, rash cutáneo,
en algunos casos escozor o irritación del cuero cabelludo, calambres
musculares, pérdida de la coordinación muscular, confusión
o depresión mental, respiración dificultosa o forzada,
mareo, somnolencia, aumento de la sudoración y de la secreción
acuosa en boca u ojos, pérdida del control intestinal o de la
vejiga urinaria, contracción muscular en párpados, cara
y cuello, temblores, crisis convulsivas, latidos cardíacos lentos,
inconciencia, estado de coma, paro respiratorio y muerte.
c) PRODUCIDAS POR CARBAMATOS
Debilidad, sudoración profusa,
náuseas, visión borrosa.
d) PRODUCIDAS POR PIRETROIDES
Pruritos, dolor en la piel, temblor,
salivación, hiperexcitabilidad, movimientos bruscos y desordenados
de todo el cuerpo, parálisis.
IV.- EFECTOS DE LOS PLAGUICIDAS
SOBRE EL SISTEMA INMUNITARIO
Se han realizado estudios clínicos
donde se han determinado la posibilidad de que los plaguicidas organosfosforados
y los carbamatos se unan con las esterasas y alteren esas proteínas
vitales unidas a las membranas que ayudan a las células del sistema
inmunitario a interactúar con los organismos extraños
y destruirlos.
La exposición a muchos plaguicidas produce cambios significativos
en la estructura y función del sistema inmunitario, incluidas
la reducción y alteración de la actividad de linfocitos
T, reducción de la respuesta proliferativa de linfocitos, reducción
de la actividad de las células agesoras y alteración de
los niveles de anticuerpos en la circulación.
Hay pruebas de que estos cambios
pueden ir acompañados de mayores riesgos de enfermedades infecciosas
y cánceres asociados con la inmunosupresión, aun en poblaciones
que por lo demás son sanas.
Los clínicos están de acuerdo en que los grupos sensibles
tienen mayor probabilidad de sufrir consecuencias adversas para la salud
a partir de cualquier supresión inmunitaria. La mayoría
de los habitantes en los países en desarrollo, incluidos los
niños, los enfermos, y los que están malnutridos pertenecen
a esta categoría.
V.- EFECTOS HORMONALES DE LOS PLAGUICIDAS
Muchos plaguicidas, así
como otros químicos orgánicos sintéticos, pueden
imitar la acción de hormonas humanas y animales perturbando los
procesos endocrinos, lo cual puede resultar en malformaciones y cáncer.
Los organoclorados como el DDT pueden sser especialmete peligrosos a
cusa de su persistencia.
Datos sore efctos de estrógenos
ambientales en la salud humana son fragmentarios pero sugestivos e inquietantes.
Por ejemplo, los conteos de esperma han disminuído a la mitad
en todas las naciones industriales desde 1940, mientras ha ahbido aumentos
preucupantes en cáncer testicular, defectos en el sistema reproductivo
masculino, cáncer de seno femenino y endometriosis.
También hay fuerte evidencia
de que estrógenos ambientales causan desarrollo sexual anormal
y problemas de reproducción en diversos animales silvestres.
Además son comunes la madurez sexual precoz, baja sobrevivencia
de huevos y bajos contenidos de hormonas tiroideas en los mismos. Igualmente
se han encontrado muchas anormalidades reproductivas en aves.
Hasta ahora no se reuiere de un
tamizado para determinar el potencial de alteración endocrina
de los plaguicidas, pero científicos sugiere que se deben exigir
estos estudios usando células que respondan a hormonas, antes
de aprobar los plaguicidas.
Cuadro Nro. 1
Plaguicidas con EFECTOS ALTERADORES
en los sistemas reproductivo y endócrino
Herbicidas
2-4-D / 2.4.5 - T / Alaclor / Amitrole / Atrazina / Metribuzin / Nitrofen
/ Trifluralin
Fungicidas
Benomil / Hexaclorobenceno / Mancozeb / Maneb / Menitram - Complex /
PCP / Tributiltin / Zineb / Ziram
Insecticidas
Carbaril / Clordano / Dicofol / Dieldrin / DDT y Metabolitos / Eldosulfan
/ Heptacloro Epoxido / Lindano (gammaHCH) / Metomil / Metoxicloro /
Mirex / Oxiclordano / Parathion
Piretroides Sinteticos / Toxafeno / Transnonaclor
Nematicidas
Aldicarb / DBCP
Fuente: Link , Ann y Buffin, David. Endocrine Disruptors. En: Pesticides
News 23:6, Marzo 1994. The Pesticide Trust
VI.- INDICADORES BIOLÓGICOS
DE EXPOSICIÓN A PLAGUICIDAS
Los métododos utilizados
en el análisis de plaguicidas depende de la naturaleza química
de los mismos y del sustrato donde se encuentren. Los plaguicidas de
naturaleza no iónica, como los pertenencientes al grupo de los
organoclorados, pueden ser extraídos de sustratos ácidos
o básicos con solventes como hexano. Actualmente existen otras
técnicas de extracción como purga y trampa, Head-Space
y por fluidos supercríticos.La cromatografía de gases
es un procedimeinto conveniente para la determinación de plaguicidas
organoclorados usando un detector de captura de electrones y columnas
específicas.
Para determinar niveles de actividad
colinesterasa, enzima inhibida por plaguicidas organosfosforados y carbamatos
debe realizarse analisis tanto en sangre como en orina. El más
apropiado de ellos, en especial para controlar susu efectos a corto
plazo, es la determinación de la actividad colinesterásica
en sangre.
Otros indicadores importantes, dependiendo del efecto a investigarse
son:
1.- ESTEREASA NEUROTOXICA
Util para investigar neurotoxicidad retardada en sangre.
2.- ALQUILO FOSFATOS, FENOLES:
(Orina)
Naftol y Isopropoxifenol, productos de transformación de los
fosforados y carbamatos. No evalúan la magnitud de la exposición.
Deberían ser investigados junto con la colinesterasa.
3.- PARAOXONASA
Transforma el paraoxón (metabolito activo del parathion) a productos
inactivos. Su presencia en el organismo podría significar una
menos suceptibilidad a estos plaguicidas.Indicadores Biológicos
de exposición a organofosforados y/o Carbamatos
EN EL MEDIO AMBIENTE
I.- COMPORTAMIENTO AMBIENTAL Y DATOS
ECOTOXICOLÓGICOS
Cada plaguicida después
de haber sido aplicado o expuesto al ambiente actúa con una dinámica
y un detsino propio, de acuerdo a las propiedades mismas del plaguicida
y a los diferentes compartimentos de los ecosistemas con los que tendrá
que interactuar. El movimiento y la dispersión de los ecosistemas
de un plaguicida son las causas de la contaminación ambiental.
Su dispersión y detsino final dependerá de las caraterísticas
del ecosistema y del plaguicida, tipo de formulación, método
de aplicación, condiciones ambientales y agrícolas.
Lo anterior tiene importancia para la evaluación y determinación
del comportamiento de un plaguicida en el ambiente (suelo, agua y aire),
la disponibilidad biológica y la toxicidad a los organismos (terrestres
y acuáticos) que se ven expuestos y el potencial bioacumulación.
Para estimar los riesgos ambientales
del uso de plaguicidas se requiere por lo menos datos sobre su destino
ambiental, los efectos ecotoxicológicos y las posibles emisiones
.
1.1 DESTINO AMBIENTAL
1.1.1 Persistencia en el suelo
y en agua/sedimento
La persistencia o de gradación de un plaguicida en el ambiente
es una característica importante en la determinación de
la probabilidad y el grado de exposición de los organismos a
la sustancia de interés. Las tasas de remoción por procesos
de degradación químicos, físicos y biológicos
(como fotodegración, oxidación, reducción, hidrólisis,
isomerización y conjugación) se usan para determinar la
"vida media" del plaguicida. El concepto de persistencia está
a menudo relacionado con el tiempo de permanencia o residencia de un
plaguicida en un compartimento particular. A mayor tiempo de residencia,
mayor es la persistencia de la sustancia.
La "vida media" o DT50
de un plaguicida es el tiempo requerido (en días) para convertir
el 50% de éste en otra(s) sustancias(s), en cualquiera de las
matrices o compartimentos suelo y agua.
Cuadro Nro. 2 - Clasificación de la persistencia en el suelo
Clase DT50 (días)
extrema > 120
alta 120 – 60
mediana 60 – 30
ligera 30 – 15
No persistente < 15
Cuadro Nro. 3 - Clasificación de la persistencia en AGUA/SEDIMENTO
Clase DT50 (días)
Más persistente > 60
Menos persistente £ 60
mediana 60 – 30
ligera 30 – 15
No persistente < 15
1.1.2 Transporte o movilidad en
el suelo
El transporte de los plaguicidas en el suelo se da desde las capas superiores
hacía abajo, a través del proceso de lixiviación
y la percolación del agua. El potencial de un plaguicida para
lixiviar y así contaminar las aguas subterráneas, depende
de los procesos de adsorcion y desorción en el suelo definidos
por las caracterísicas propias del plaguicida y del tipo de suelo,
temperatura y PH. El riesgo de lixiviación es muy grande en suelos
con poca materia orgánica o con pocas partículas finas
ccomo arcilla.
La movilidad está determinada
con base en el coheficiente de partición entre la fase sólida
(suelo) y la fase líquida (agua) (K s/l o Kd), o con base en
el coheficiente de partición entre la materia orgánica
y el agua (Koc). El valor del coheficiente de partición (K s/l
o Kd) depende de la cantidad de materia orgánica en el suelo,
mientras que Koc es independiente del mismo. Para clasificar la movilidad
se usó los datos del Koc (KEMI, 1992)
Clase DT50 (días)
extrema < 50
alta 50 - 150
mediana 150 - 500
ligera 500 - 2000
inmóvil > 2000
1.1.3 Bioacumulación
El proceso de bioacumulación o bioconcentración se define
como la cantidad de un plaguicida que un organismo acumula por adsorción
y absorción superficial, oral u otro. Es el resultado neto entre
los procesos de toma y excreta. La biomagnificación es el proceso
total de bioaculación , en el que los residuos de las sustancias
tóxicas en los tejidos aumentan conforme el material pasa a través
de dos o más niveles tróficos.
La magnitud de la bioconcentración, que se expresa con el factor
de bioconcentración (FBC), depende fuertemente de la característica
hidrofóbica interpretada por el coheficiente de partición
octanol-agua (Kow) y del contenido de lípidos de el organismo.
Cuando no se mencionan datos experimentales para el factor de bioconcentración,
éste se calcula de forma teórica usando el coheficiente
de partición octanol - agua (Kow) basándose en la siguiente
ecuación (Van Gestel et al, 1985)
log FBC = 0.79 * log Kow - 0.4
Clase DT50 (días)
alta > 1000
mediana 100 - 1000
ligera < 100
1.2 TOXICIDAD
Es la capacidad de una sustancia quíica de causar daños
a los organismos vivos. Esta depende de la cantidad de la sustancia
administrada o absorvida y del tiempo expuesto a la misma. La correlación
entre la exposición y la incidencia o del grado de severidad
( en cantidad o porcentaje) es llamado la correlación dosis-respuesta.
Los plaguicidas pueden afectar directamente a los organismos vivos causando
la muerte por su toxicidad aguda, o afectando el crecimiento, la sobrevivencia
por factores reproductivos u otras funciones según su toxicidad
crónica. Los plaguicidas también pueden afectar indirectamente
a los organismos por alteración de otros que le sirven de alimento,
o por afectar la calidad del habitat.
La información que se incluye
corresponde a datos de toxicidad aguda. Se suele presentar en forma
de dosis o concentarción media letal, DL50 o CL50, siendo la
expresión derivada estadísticamente de una dosis o concentración
letal al 50 % de los organismos no solamente depende de la toxicidad
sino también de la exposición a los plaguicidas.
FUENTES:
kEMI (National Chemicals Inspectorate). 1992a. Pesticide Data Fact Sheet.
Suecia.
KEMI (National Chemicals Inspectorate). 1992b. Pesticides banned, severely
restricted or voluntarily withdrawn in Sweden.
KEMI ((National Chemicals Inspectorate). 1996. Pesticides in Sweden,
June 1996.
Manual de Plaguicidas - Guia para América central. Instituto
Regional de estudios en Sustancias Químicas de la Universidad
Nacional de Costa Rica, organización Panamericana de la Salud,
proyecto PLAGSALUD. 1995
María Elena Rozas. Plaguicidas en Chile . Observatorio Latinoamericano
de Conflictos Ambientales - Instituto de Ecología Política,1955,
e- mail: aplagui@rdc.cl
http://www.relca.net/oca
Samuel Henao H & Germán Corey,Plaguicidas organofosforados
y carbamicos, Centro Panamericano de Ecología Humana y Salud
Organización Panamericana de la salud, Organización Mundial
de la Salud, 1986.
Lic. jose Antonio Arias, Dalia Rojas & otros. Centro Panamericano
dew Ecología Humana y Salud, Organización Panamericana
de la salud, Organización Mundial de la Salud, Programa de Salud
Ambiental, 1986.
Manual de Plaguicidas, Guía para América Central. Instituto
Regional de Estudios en Sustancias Tóxicas (IRET), Universidad
Nacional, Costa Rica, 1999. e-mail: iret@una.ac.cr
Los Plaguicidas y el sistema inmunitario: riesgos para la salud pública,
World Resources Institute, Robert Repetto & Sanjay S. Baliga,1996.
Determinación de plaguicidas organoclorados en agua por cromatografía
de gases, Universidad del Valle, Dpto. de Quíica. Sandra Parra
y Marta Páez, Palmira,Colombia, 1990 en las Memorias del II Simposio
Internacional sobre "Efectos de los plaguicidas sobre el ambiente
y la salud humana"., 23 al 25 de mayo de 1994.