Plaguicidas que afectan a la salud humana y la sustentabilidad




Un 90% del mundo depende para su abastecimiento de alimentos de tan sólo 15 tipos de cultivos vegetales y siete especies de animales. A pesar de todos los esfuerzos realizados, las plagas destruyen anualmente cerca del 35% de las cosechas en todo el mundo. Incluso una vez recogidas las cosechas, los insectos, los microorganismos, los roedores y las aves infligen una pérdida adicional de entre un 10 y un 20%, con lo que las pérdidas oscilan entre un 40 y un 50%. A pesar de que muchas zonas del mundo se enfrentan a una grave escasez de alimentos, el desarrollo industrial, las aglomeraciones humanas y la explotación de diversos recursos naturales (como la minería o las grandes presas) están reduciendo la superficie de terreno empleada para el cultivo. El control de las plagas permite una optimización del rendimiento de las tierras de uso agrícola.

El control de plagas es cualquiera de toda una gama de intervenciones ambientales cuyo objetivo sea una reducción en la incidencia de las plagas de insectos, de los organismos patógenos para las plantas y las enfermedades que las causan, y las poblaciones de malas hierbas, de forma que se pueda permitir una producción máxima de alimentos de alta calidad y otros cultivos. Las técnicas específicas de control incluyen mecanismos químicos, físicos y biológicos.

Los plaguicidas han sido diseñados para matar una gran variedad de organismos vivos indeseables para el hombre. Esta clase de productos se ha utilizado en todo el mundo para la protección de cultivos, y en la salud pública para el control de enfermedades transmitidas por vectores u hospederos intermediarios. Debido a su alta actividad biológica y en algunos casos de su persistencia en el ambiente, el uso de plaguicidas puede causar efectos adversos a la salud humana y al ambiente (Benerjee 1999, Maroni et al. 1999).

tabla 1

Los plaguicidas, propiedades y características

Se entiende por plaguicida a cualquier substancia o mezcla de substancias con la cual se pretende prevenir, destruir, repeler o atenuar alguna plaga. A su vez, se entiende por plaga a cualquier organismo que interfiera con la conveniencia o bienestar del hombre u otra especie de su interés (Vega 1985).

Entre las propiedades físico-químicas de los plaguicidas que son importantes en su dinámica ambiental, se puede mencionar las siguientes (Vega 1985): 

Solubilidad en agua
Las substancias con solubilidad acuosa mayor a 500 ppm son muy móviles en los suelos y en los otros elementos del ecosistema.

El coeficiente de partición lípido-agua 
El coeficiente de partición lípido/agua de una substancia muestra cuánto de una substancia se disuelve en agua y cuánto en lípido. Por ejemplo el aldrín y el DDT tienen un coeficiente de partición lípido/agua mayor a uno, por lo tanto, son liposolubles y podemos inferir que se absorben fácilmente a través de las membranas biológicas y que se acumulan en el tejido graso. 

La presión de vapor 
La presión de vapor de una substancia determina su volatilidad. Las substancias con presión de vapor mayor a 10-3 mm de Hg a 25° C, tienen gran movilidad y, por lo tanto, se dispersan hacia la atmósfera. 

Disociación e ionización 
Las substancias al solubilizarse se pueden o no disociar. Las que no se disocian son substancias no iónicas, las que se disocian son substancias iónicas, las cuales pueden tener carga positiva (catiónicas) o bien cargas negativas (aniónicas). Los plaguicidas aniónicos y los no iónicos son móviles en los suelos, en tanto los catiónicos CULCyT//Marzo–Abril, 2007 22 Año 4, No 19 son absorbidos, inmovilizandose en ellos.


Degradabilidad 
Es importante considerar también las propiedades químico-biológico de degradabilidad de los plaguicidas. Dicha propiedades se refieren a que la actividad de un plaguicida puede ser permanente o bien puede disminuir con el tiempo en función de su descomposición, ya sea química (quimiodegradabilidad), por acción de la luz (fotodegradabilidad), o por acción de sistemas microbianos (biodegradabilidad).

Los plaguicidas que persisten más tiempo en el ambiente tienen una mayor probabilidad de interacción con otros elementos del sistema. Por otro lado, si su vida media y su persistencia es mayor a la frecuencia con la que se aplica, el plaguicida tiende a acumularse tanto en los suelos como en la biota. 

El agua es contaminada por plaguicidas, ya sea porque se aplican directamente a un cuerpo de agua, o bien porque se encuentran en precipitaciones atmosféricas o en los deslaves de tierras, cultivos, etc. Tanto los plaguicidas solubles en el agua como los insolubles interaccionan con la biota acuática. Sin embargo, los hidrosolubles persisten en el medio según sus propias características antes señaladas, y los insolubles se adsorben a las partículas no solubles, a los sedimentos y se concentran en la biota acuática. 

Como consecuencia de la amplia distribución de los plaguicidas en el aire, suelos, aguas y biota, se produce una acumulación variable de ellos en los elementos que constituyen la alimentación humana y por ende en el organismo humano. La contaminación de alimentos se puede presentar por la aplicación directa a éstos, por acumulación de plaguicidas en las cadenas tróficas, así como a través del manejo, transporte y almacenamiento de los productos comestibles. 

En lugar de resolver el problema, los insecticidas los acentuaron más aún al matar tanto a los depredadores naturales como a las plagas. La muerte de los depredadores naturales liberó a otras plagas de insectos que habían estado bajo control, lo que hizo que sus poblaciones aumentaran de manera considerable, con lo que se agregaron nuevas plagas a las ya existentes. A medida que un plaguicida reemplaza a otro, las plagas adquieren una resistencia a todos ellos. Hacia el año 1988, un total de 1600 especies de insectos considerados plaga, ya habían desarrollado resistencia a uno o más insecticidas. En tanto las plagas de insectos necesitan solamente unos cinco años para desarrollar resistencia a los plaguicidas, sus depredadores requieren de mucho más tiempo (Smith y Smith 2000).






Efectos de los plaguicidas en la salud humana 


Con el objeto de tener un panorama general de los efectos de los plaguicidas en la salud humana y en los animales asociados a estos, los efectos serán tratados con base en tipos de plaguicida, partiendo de la clasificación citada en la tabla 1. 


Organoclorados 

Durante la primera aplicación masiva de DDT en México, cuando fue declarado país piloto en la erradicación mundial de la malaria, en 1957 se inicia el rociado intradomiciliario, el cual fue repetido cada 6 meses hasta 1965, fecha en que se declaró “erradicado” el padecimiento. 
Durante este lapso de tiempo, aproximadamente cuatro millones de casas, chozas y jacales en donde vivían 17 millones de personas abarcó el programa. Los resultados fueron importantes ya que una gran cantidad de insectos asociados a los hogares (moscas, grillos, cucarachas, etc.), así como algunos animales de granja como gallinas y mascotas como gatos murieron. El 70-75% de los niños de edad escolar presentaron conjuntivitis, lo cual se agudizó en niños de las rancherías en donde el 100% presentó este problema los 15 a 25 días posteriores al rociado. Las enterocolítis en la población infantil se vieron incrementadas, cuyo cuadro intestinal mejoraba al retirárseles de su dieta la lecha de vaca. Biometrías hemáticas y pruebas de funcionamiento hepático practicadas en trabajadores rurales reportaron anemias marcadas e ictericias intra-hepáticas. Para noviembre de 1959 ya se tenían reportados los primeros 12 casos de anemia por insuficiencia medular, observándose este padecimiento en la población rural de algunos municipios del estado de Zacatecas (Villalobos Revilla 1973). 

Los organoclorados (OCs) son potentes inhibidores de la colinesterasa, la mayoría de ellos son utilizados como insecticidas, plaguicidas y drogas, la forma de contacto en el envenenamiento con este tipo de químicos puede ser oral, dermal, conjuncial, intestinal y por respiración. 

Estudios recientes llevados a cabo en los Estados Unidos, han asociado la presencia de defectos congénitos del corazón en recién nacidos, por la exposición de las madres, antes y durante el embarazo, a herbicidas y rodenticidas (Loffredo et al. 2001). Actualmente, gran parte de la población de los Estados Unidos tiene niveles detectables de ciertos plaguicidas en el tejido adiposo. idas en el tejido adiposo. Por otra parte, la exposición a las sustancias tóxicas, entre ellas los plaguicidas, puede causar disfunción inmune en el hombre y en especies de vida silvestre, lo que resulta importante solo si se está expuesto a agentes infecciosos o parásitos (Fairbrother 1994). DDT y endrín, han mostrado que reducen la habilidad de linfocitos humanos para multiplicarse y madurar hacia células B y células T (Fairbrother 1994). Adicionalmente, Mills y Yang (2003) encontraron que individuos que trabajan en granjas en California expuestos a niveles relativamente altos de organoclorados (lindano y heptacloro) experimentaron alto riesgo de cáncer de próstata, en comparación con trabajadores expuestos a niveles bajos.

Estos compuestos son considerados de alto riesgo por sus efectos subletales a largo plazo, tales como alteraciones reproductivas, disturbios en el desarrollo e inmunológicos y por ser agentes cancerígeno. Así mismo, estos compuestos muestran evidencias de alteraciones endócrinas tanto en animales como en humanos. Esto quiere decir que tienen la habilidad de alterar los balances hormonales normales de los organismos vivos.

Dada su persistencia, difusión en el ambiente y acumulación a través de las cadenas tróficas de los organoclorados, se ha señalado que la principal ruta de exposición de la población humana a estos plaguicidas son los alimentos (Fattore et al. 2000). 

De acuerdo con análisis de la Food and Drug Administration en los 70s, residuos de plaguicidas quimicos fueron encontrados en cerca de la mitad de las miles de muestras examinadas cada año. Cerca del 3% de las muestras contenían niveles que excedían los límites legales tolerados. En un estudio realizado en el periodo de junio de 1964 a abril de 1966, residuos de plaguicidas organoclorados (DDT, dieldrín, lindano, entre otros) fueron encontrados en carne de res, peces, carne de pollo y otros productos de consumo diario, aún cuando hubo una baja aplicación directa en esos productos, lo que indica que fueron contaminados de manera indirecta.

Schafer y Kegley (2002) llevaron a cabo un estudio en los Estado Unidos cuyo objetivo fundamental fue la estimación de contaminantes en los suplementos alimenticios y determinar el potencial de exposición a los mismos. Los resultados mostraron que los residuos de plaguicidas están presentes en prácticamente todas la categorías de alimentos, incluyendo productos para hornear, frutas, vegetales, carne, aves de corral y otros productos de uso cotidiano, siendo el más común el DDT y sus metabolitos (DDE), el cual fue encontrado en 21% y 22% de las muestras analizadas en 1998 y 1999; por otra parte, el dieldrin se registró en 10% de las muestras de 1998 y en el 12% de las muestras de 1999. Ambos plaguicidas están considerados entre los más persistentes y tóxicos entre los OCs.


Organofosfatos y Carbamatos

Se estima que unos 200 millones de acres son tratados cada año para controlar enfermedades e infecciones transmitidas tanto por invertebrados como por vertebrados (Hill 1995). Todos estos plaguicidas son inevitablemente detectados en suelos y aguas, que son elementos fundamentales para la productividad primaria de los ecosistemas, de tal manera que muchos de los elementos biológicos son, frecuentemente y de manera crítica, contaminados con plaguicidas organofosforados y carbamatos. Estos plaguicidas son, comparados con otros, de vida relativamente corta, son rápidamente metabolizados o excretados por la mayoría de los animales y no se concentran en las cadenas tróficas (Hill 1995). 

Su mecanismo principal de acción es la inhibición de la acetilcolinesterasa (AChE), una serina esterasa ampliamente distribuida. La AChE está presente en el sistema nervioso central y periférico de los vertebrados y su acción fisiológica normal es hidrolizar el neurotransmisor Acetilcolina (ACh). La inhibición de la AChE resulta en un acumulación de ACh presentandose así signos de toxicidad colinergica. Los plaguicidas OP o sus metabolitos activos son compuestos electrofílicos con una moderada a alta potencia de fosforilación del grupo serina hidroxil, localizado en el sitio activo de la AChE. En tanto la AChE permanece fosforilada, su actividad enzimática es inhibida y con ello se acumula ACh en las uniones neuromusculares, conduciendo a una sobrestimulación de los receptores conlinergicos (Mileson et al. 1998). 

La acumulación de ACh altera la función del sistema nervioso autónomo, las neuronas somáticas motoras y el cerebro por acción en los receptores nicotínicos y muscarínicos. El sistema nervioso autónomo controla las funciones viscerales del cuerpo. Las neuronas somáticas motoras controlan funciones voluntarias, incluyendo locomoción, respiración y postura (Mileson et al. 1998). Signos de intoxicación mediada por receptores nicotinicos en el sistema autónomo y somático incluyen taquicardia, hipertensión, fasciculaciones musculares (particularmente el parpado y los músculos faciales), tremores, debilitamiento muscular y parálisis flácida (Mileson et al. 1998).

La toxicidad visual puede resultar de la degeneración de la retina y del nervio óptico que puede surgir siguiendo una aparente recuperación de primeras exposiciones a OPs (Mileson et al. 1988). 

Algunos compuestos organofosfatados (dichlorvos) han sido asociados con un alto riesgo de cáncer de próstata, particularmente en trabajadores de granjas que son expuestos a niveles altos de estos compuestos (Mills y Yang 2003). 

Bustos-Obregón et al. (2003) citan daños en esperma de mamíferos domésticos, incubados en presencia de parathion y paraoxon, afectando la habilidad en el momento de la fertilización. 

Algunos estudios han demostrado que los plaguicidas pueden ser llevados hasta los hogares de los trabajadores que están expuestos a ellos, lo cual ha contribuido a la exposición de niños a estos plaguicidas. En el estado de Washington los hogares de trabajadores agrícolas tienen altas concentraciones de plaguicidas, por lo que los niños que viven en esos hogares han presentado altas concentraciones en la orina de metabolitos de organofosforados, el insecticida más comúnmente utilizado en la región. En este sentido, Thompson et al. (2003) citan que en muestras de orina de 211 niños y 213 adultos se registraron cinco compuestos dialkilphosphatos (DAP), de los cuales el dimethylthiophosphato (DMTP) fue encontrado en 88% de las muestras de niños y en 92% de las muestras de los adultos, y el dimethyldiothiphosphato (DMDTP) fue encontrado en cerca de la mitad de las muestras tanto de niños como de adultos. Así mismo, este estudio mostró que en muestras de polvo tanto de las casas como de los vehículos utilizados por los trabajadores se registraron plaguicidas como azinphospmethyl, malathion, M-parathion, entre otros. Ello pone de manifiesto la importancia de la aplicación de prácticas de seguridad efectivas, particularmente en personas expuestas directamente, para un manejo adecuado de los plaguicidas.

Fuente: http://www2.uacj.mx/iit/culcyt/marzo-abril2007/6Art_MBadii.pdf
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