LOS PLAGUICIDASLOS PLAGUICIDASLOS PLAGUICIDASLOS PLAGUICIDAS

Pesticidas, Pesticidas,

la gran realidad!!

PesticidesPesticides

•• Agente químico, Físico o Biológico utilizado para destruir Agente químico, Físico o Biológico utilizado para destruir o controlar organismos indeseables (plantas o animales). o controlar organismos indeseables (plantas o animales).

•• Los principales plaguicidas son agentes sintéticos nuevos Los principales plaguicidas son agentes sintéticos nuevos a humanos y al ambiente. a humanos y al ambiente.

–– Desarrollados desde 1940’sDesarrollados desde 1940’s

–– 891 pesticidas “ingredientes activos” permitidos por la 891 pesticidas “ingredientes activos” permitidos por la US EPA*US EPA*

–– 523 usados en la prodeucción de alimentos. 523 usados en la prodeucción de alimentos.

•• Toxicidad inherente Toxicidad inherente

–– 140 pesticidas considerados neurotóxicos por la EPA140 pesticidas considerados neurotóxicos por la EPA

Grupo Ejemplos Mecanismo de Toxicidad

Herbicidas

Acidosfenoxialcanoicos

2,4-D, 2,4,5-T Reguladores de crecimiento

Triazinas, Ureas Atrazina,Simazina,

Inhibición de fotosíntesis.Simazina,Diuron

Cloroacetanilidas Alaclor,Metolaclor

Interacción con grupos –SH.Multiactivo.

Sulfonil-úreas ClorsulfuronNicosulfuron

Inhibición de la síntesis deaminoácido ramificados

Fosfonamidas Glifosato Inhibición de la síntesis deaminoácido aromáticos

Bipiridinium Paraquat,Diquat

Disrupción de fotosíntesis

aminoácido aromáticos

Isoxazoles Isoxaben Inhibición de la síntesis depared celular.

Difenil-éteres Oxyfluorfen Inhibición del metabolismode las porfirinas.

FungicidasFungicidas

Etilen-bisditiocarbamatos

Maneb,Zineb,Mancozeb

Multisitio reactivo –SH

Pthalimidas Captan,Folpet

Multisitio reactivo –SH

Benzimidazoles Bemonil,Thiophanato

Inhibición de lapolimerización de b-tubulina

Azoles Fenarimol,Triadimefon

Inhibición de la síntesis delergosterol.

Insecticidas/Acaricidas

Organofosforados Malation,MetilParation,Chlorpirifus

Inhibición de laacetilcolinesterasa.

Carbamatos Carbaril,Carbofuran

Inhibición de laacetilcolinesterasa.

Chloronicotinoides Imidacloprid Agonistas nicotínicos

Ciclodienos

Hexachlorociclohexanos

Aldrin,Endrin,Endosulfan.Lindano.

GABA agonistas (canal decloruro)

Piretroides, DDT Permetrin,DDT, DDE

Activadores de los canalesde Sodio.

Rotenona,Pyridazinonas.

Rotenona,Pyridaben.

Inhibición de la respiracióncelular (Complejo III).

DDT

Mecanismos de disminución del espesor de la

Cáscara de los huevos por DDT

Lundholm C.D. 1997. DDE-induced eggshell thinning in birds: effects of p,p'-DDE on the calcium and prostaglandin metabolism of the egg shell gland. Comp. Biochem. Physiol. C Pharmacol. Toxicol. Endocrinol. 118(2):113-128.

Toxicidad AgudaToxicidad Aguda

US Poison ControlUS Poison Control (2000)(2000)

•• 11,000 exposiciones involuntarias a OP. 11,000 exposiciones involuntarias a OP.

•• Incluye 4000 niños < 6 yrIncluye 4000 niños < 6 yr

Pesticides

World Health OrganizationWorld Health Organization

•• 3 milliones de intoxicaciones agudas por año 3 milliones de intoxicaciones agudas por año

•• 220,000 muertes por año220,000 muertes por año

Insecticidas Organofosforados

Ejemplo de un Mecanismo de ToxicidadEjemplo de un Mecanismo de Toxicidad

Organofosforado (OP)Organofosforado (OP)

Inhibe la función de la ColinesterasaInhibe la función de la Colinesterasa

Incrementa los niveles de AcetilcolinaIncrementa los niveles de AcetilcolinaIncrementa los niveles de AcetilcolinaIncrementa los niveles de Acetilcolina

Un neurotransmisor!!Un neurotransmisor!!

Afectando: Afectando:

*Transmisión de Impulso Nervioso*Transmisión de Impulso Nervioso

*Desarrollo y crecimiento cerebral*Desarrollo y crecimiento cerebral

Sitios de Acción de OP y OCSitios de Acción de OP y OC

Enzimas

Membranas axonales

Iones (Na+, K+, Ca++, Cl-)

OrganocloradosPiretroides

Enzimas.

Neurotransmisores.

Organofosforados Y

Esteres de Carbamato

Funciones Noramales de Acetilcolina & AcetilcolinesterasaFunciones Noramales de Acetilcolina & Acetilcolinesterasa

ACh ACh Choline Choline

AChE AChE + +

AcetateAcetate

Transmits nerve impulse Transmits nerve impulse Transmits nerve impulse Transmits nerve impulse

across synapseacross synapse

Morphogen in developing Morphogen in developing

brain affecting:brain affecting:

–– cell division cell division

–– differentiation differentiation Neurite growthNeurite growth

–– synaptogenesis synaptogenesis

–– apoptosisapoptosis

Mecanismo de Inhibición de la Acetilcolinesterasa.

1. Normal:1. Normal:

AChACh Choline + AcetateCholine + AcetateAChEAChE

Pesticidas Organofosforados (OP)Pesticidas Organofosforados (OP)Mecanismos de ToxicidadMecanismos de Toxicidad

2. Con Pesticidas OP:2. Con Pesticidas OP:

AChACh Colina + AcetatoColina + Acetato

OP OP -- AChEAChE

Disruption of ACh & AChE Disruption of ACh & AChE Function by DursbanFunction by Dursban

ACh Choline + AcetateDursban- AChE

Transmission of nerve impulses Altered morphogenesis• Cell division

• Differentiation Neurite growth• Synaptogenesis• Apoptosis

Noncholinergic Dursban effects:DNA synthesis, interfering with cell signaling casc ades (cholinergic and noncholinergic cells)

Los Pesticidas Pueden...Los Pesticidas Pueden...

•• Afectar ecosistemas aledaños… Afectar ecosistemas aledaños…

•• Afectar organismos diferentes a las plagasAfectar organismos diferentes a las plagas

•• Convertirse en peligro para la saludConvertirse en peligro para la salud

•• Persistir en el ambientePersistir en el ambiente

•• Acumular en el ambienteAcumular en el ambiente

•• Conducir a resistencia y resurgir de plagas. Conducir a resistencia y resurgir de plagas.

Los plaguicidas están en todas partes…

Detection of pesticide residues on individual particles.

Whiteaker JR, Prather KA.

Department of Chemistry, University of California, Riverside, California 92521, USA.

Anal Chem. 2003Jan 1;75(1):49-56

PROVEN HARM

PARTIALLY PROVEN

NOT YET RECOGNIZED

THE TOXIC ICEBERG

NOT YET RECOGNIZED

FOREVER UNRECOGNIZED

Debido a la baja velocidad a la cual las Debido a la baja velocidad a la cual las “PRUEBAS” de peligrosidad de los “PRUEBAS” de peligrosidad de los plaguicidasplaguicidas son materializadas, las son materializadas, las “nuevas” generaciones están en “nuevas” generaciones están en

Conclusions

“nuevas” generaciones están en “nuevas” generaciones están en riesgo de ser afectadas antes de que riesgo de ser afectadas antes de que ocurran las respuestas regulatorias ocurran las respuestas regulatorias

adecuadas.adecuadas.

Developmental Testing of 2,863 Chemicals Produced > 1 million Developmental Testing of 2,863 Chemicals Produced > 1 million lbs/yearlbs/year

0.4% 12 Tested for NeurodevelopmentalToxicity

Some DataOn DevelopmentalToxicity

21.4%

78.2%

No DataOn DevelopmentalToxicity

ToxicityAccording to EPAGuidelines

Hazard DataHazard Data -- Chemicals Produced Chemicals Produced > 1 Million Pounds/Year> 1 Million Pounds/Year

Acute Toxicity

Environmental Fate

Ecotoxicity Ensayos de

Análisis de la EPA en 1998 para la falta de ensayos toxicológicos en Cerca de 3,000 químicos

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Percentage Tested

Ecotoxicity

Mutagenicity

Chronic Toxicity

ReproductiveToxicity

Full Set of BasicToxicity Tests

Ensayos de Toxicidad

* No incluye ensayos de Desarrollo Neurológico

NO ES POSIBL EVALUAR EFECTOS EN LA NO ES POSIBL EVALUAR EFECTOS EN LA POBLACION INFANTILPOBLACION INFANTIL

•• Deficiencias en estudios con animales: Deficiencias en estudios con animales:

–– Subestiman la toxicidad sobre el desarrollo por Subestiman la toxicidad sobre el desarrollo por factores de 100factores de 100--10,000. 10,000.

–– Cepas genéticas simplesCepas genéticas simples–– Cepas genéticas simplesCepas genéticas simples

–– Examinan pesticidas aislados (y las mezclas?)Examinan pesticidas aislados (y las mezclas?)

–– Para evaluar el 10% de los químicos Para evaluar el 10% de los químicos comerciales en combinaciones de tres requiere comerciales en combinaciones de tres requiere 85.000 millones de ensayos. 85.000 millones de ensayos.

•• Estudios epidemiológicos prospectivos no Estudios epidemiológicos prospectivos no aparecen. aparecen.

Out of

Alternativas a Plaguicidas (Insects/Invertebrates)Alternativas a Plaguicidas (Insects/Invertebrates)

•• biological controlbiological control

•• plant resistanceplant resistance

•• environmental environmental manipulationmanipulation

•• diseasedisease--resistant plant resistant plant breedsbreeds

•• use of antagonists, hyperuse of antagonists, hyper--parasites & natural parasites & natural enemiesenemies

•• induced sexual sterilityinduced sexual sterility

•• physical & chemical physical & chemical controlcontrol

•• attraction and attraction and repellencyrepellency

•• genetic manipulation of genetic manipulation of pest populations, plants, pest populations, plants, and pathogensand pathogens

enemiesenemies

•• diseasedisease-- and nematodeand nematode--free seed and propagating free seed and propagating materialmaterial

•• crop rotation & soil crop rotation & soil managementmanagement

•• vector controlvector control

•• sanitationsanitation

Alternativas a Plaguicidas (Insects/Invertebrates)Alternativas a Plaguicidas (Insects/Invertebrates)

•• noise and physical noise and physical repellentsrepellents

•• chemical repellentschemical repellents

•• behaviorbehavior

•• environmental environmental manipulationmanipulation•• chemical repellentschemical repellents

•• visual repellentsvisual repellents

•• trapping and trapping and shootingshooting

manipulationmanipulation

•• exclusionexclusion

Some USEPA Criteria for Pesticide ReviewSome USEPA Criteria for Pesticide Review

–– oncogenicity & oncogenicity & mutagenicity & mutagenicity & carcinogenicitycarcinogenicity

–– teratogenicity & teratogenicity &

–– availability of antidote availability of antidote and emergency and emergency treatmenttreatment

–– hazards to wildlifehazards to wildlife

–– acute and chronic acute and chronic –– teratogenicity & teratogenicity &

fetotoxicityfetotoxicity

–– toxic effects in liver, toxic effects in liver, kidney, or thyroidkidney, or thyroid

–– neurotoxicity neurotoxicity

–– reproductive and reproductive and testicular effectstesticular effects

–– acute and chronic acute and chronic toxicity to nontoxicity to non--target target organisms and organisms and endangered speciesendangered species

–– hazard to aquatic hazard to aquatic organisms and birdsorganisms and birds

–– bioaccumulationbioaccumulation

–– ground water ground water contaminationcontamination

Environmental properties and effects of nonionic surfactant adjuvants in pesticides: a review.

Krogh KA, Halling-Sorensen B, Mogensen BB, Vejrup KV.

Department of Atmospheric Chemistry, National Environmental Research Institute, P.O. Box 358, DK-4000, Roskilde, Denmark

The major environmental problem related to these compounds is the ability to enhance the mobility of

other pollutants in the soil column.

Chemosphere 2003Feb;50(7):871-901

Research Institute, P.O. Box 358, DK-4000, Roskilde, Denmark

Glyphosate/glifosatoN-(phosphonylmethl) glycine/N-(fosfonometil) glicina

ususususfumigationfumigationfumigationfumigation....orgorgorgorg

EPSP SINTETASA

Picture of glyphosate-sprayed fields in Southern Colombia

Paraquat. 1,1'-Dimethyl-4,4'-bipyridinium

Control Exposición a plaguicidas

Efectos de Plaguicidas en la Plaguicidas en la capacidad de

dibujar en los niños