Toksykologia ważniejszych grup pestycydów

Insektycydy polichlorowane

Do tej grupy zaliczmy: DDT (czas rozkładu 10 lat), metoksychlor i lindan (6,5 roku). Substancje te są nierozpuszczalne w wodzie, ale bardzo dobrze rozpuszczają się w tłuszczach, woskach i in. rozpuszczalnikach organicznych. Wykazują znaczną trwałość chemiczną, co sprawia, że kumulują się w żywych organizmach i środowisku naturalnym.

Okres bardzo intensywnej produkcji i zastosowania insektycydów polichlorowych datujemy na lata 1946-1970. Obecnie istnieją tylko 3 wytwórnie DDT na świecie: w USA, Francji i w Indiach. Zastosowanie DDT jest w większości krajów wysoko rozwiniętych zakazane, a niemal całość produkcji trafia do rozwijających się krajów tropikalnych, gdzie substancja ta jest stosowana do zwalczania ognisk malarii.

W Polsce insektycydy były składnikami czynnymi takich preparatów jak: Azotom, Ditox, Tritox, Metox. Obecnie nie są stosowane.

W trakcie opryskiwania upraw część węglowodorów polichlorowych jest unoszona wraz z wiatrem i przenoszona na znaczne odległości, dodatkowo parowanie i ulatnianie się DDT z miejsca stosowania powodują, że węglowodory polichlorowane stają się niemal wszechobecne. Występują w produktach spożywczych takich jak zboże, warzywa, mleko, jaja, mięso, ryby itd. Oszacowano, że przy dziennym spożyciu DDT na poziomie 0,1 mg produkty mięsne, ryby i jaja dają łącznie około 60 % spożycia, produkty mleczne i warzywa ok. 30 %, a na pozostałe produkty spożywcze przypada ok. 10 %.

W warunkach pozazawodowych pożywienie jest dla organizmu człowieka praktycznie jedynym źródłem insektycydów polichlorowanych. Związki te są obecne w tłuszczach roślinnych i zwierzęcych w postaci rozpuszczonej. Po wchłonięciu do ustroju odkładają się przede wszystkim w tłuszczu, a ich kumulacja w narządach i innych tkankach po wielokrotnym podaniu jest proporcjonalna do zawartości tłuszczów obojętnych w tkance.

Polichlorowane insektycydy po przedostaniu się do organizmu i kumulacji w tkance tłuszczowej ulegają następnie licznym przemianom metabolicznym. Przykładowo DDT ulega przekształceniu do DDE, który znacznie dłużej utrzymuje się w tkance tłuszczowej od substancji macierzystej. Następnie metabolity usuwane są z moczem przez nerki. Badania doświadczalne na zwierzętach wykazały, że zawartość niektórych insektycydów polichlorowanych w surowicy krwi jest odzwierciedleniem ich stężenia w mózgu – narządzie krytycznym przy ostrych zatruciach tymi związkami. Dane z działania toksycznego tych związków pochodzą głównie z obserwacji przypadków ostrych zatruć samobójczych oraz badań epidemiologicznych osób zawodowo narażonych na ich działanie.

Spektrum działania insektycydu oraz początek objawów i ich nasilenie zależy od wielkości dawki. Człowiek ma z reguły kontakt z preparatami złożonymi z wielu pestycydów – należy pamiętać, że objawy kliniczne zatrucia jedną substancją mogą być modyfikowane przez inne substancje. Insektycydy polichlorowane są substancjami o silnym działaniu neurotoksycznym, o bezpośrednim działaniu na ośrodkowy i obwodowy układ nerwowy. Dochodzi w nich do upośledzenia przewodzenia bodźców nerwowych w wyniku zaburzeń w transporcie jonów (sodu i potasu). Wykazano również zaburzenia w metabolizmie neurohormonów w różnych częściach mózgu. Inne efekty toksyczne działania insektycydów polichlorowych to upośledzenie procesów odpornościowych ustroju i martwica ogniskowa komórek wątroby. W przypadku skojarzonego działania kilku insektycydów polichlorowanych obserwowane były zmiany świadczące o ogólnym upośledzeniu stanu zdrowia, takie jak: zapalenie skóry, zmiany morfologiczne krwi, ogólne osłabienie, kołatanie serca, bóle i zawroty głowy, bóle podbrzusza, przewlekłe stany zapalne wątroby, bezsenność i dezorientacja. Objawy te jednak były odwracalne i mijały po zaprzestaniu narażenia. W badaniach przeprowadzonych u ludzi nie wykazano działania mutagennego (zmiany chromosomalne), teratogennego (wady rozwojowe), embriotoksycznego (uszkodzenie płodu), kancerogennego czy wpływu na rozrodczość. Natomiast w badaniach doświadczalnych na zwierzętach obserwowano szerszy profil zmian patologicznych niż u ludzi. Jest tak, ponieważ eksperyment na zwierzętach umożliwia zastosowanie szerokich zakresów dawkowania, a techniki badawcze i pozyskanie materiału biologicznego do badań są praktycznie nieograniczone.

Źródło: www.wymarzonyogrod.pl

Źródło: www.wymarzonyogrod.pl

IARC przeprowadziła szereg badań wskazujących na rakotwórcze działanie DDT i jego metabolitów. Wśród zwierząt poddawanych eksperymentom zaobserwowano zmiany nowotworowe w wątrobie, natomiast pod działaniem DDE ujawniono powstawanie raka płuc.

Insektycydy fosfoorganiczne

Do tej grupy należą głównie estry kwasu foliowego, triofosforowego, pirofosforowego, dwutiofosforowego i związków fosforowych. Są one również substancjami krystalicznymi lub oleistymi, trudno rozpuszczalnymi w wodzie, natomiast dobrze rozpuszczalnymi w tłuszczach i in. rozpuszczalnikach organicznych.

W Polsce jest stosowanych wiele preparatów zawierających insektycydy fosforoorganiczne jako składniki czynne, m.in. Winylofos 50, Foschlor 25 i 50, Owadofos 50, Sadofos 30, itp. Preparaty te są stosowane alternatywnie względem insektycydów polichlorowanych. Związki fosfoorganiczne stosunkowo łatwo ulegają rozkładowi hydrolitycznemu – zarówno wewnątrz rośliny, jak i w glebie. W zależności od struktury związku, okres jej zaniku mieści się w przedziale 1-12 tygodni. Dlatego też związki te w porównaniu do pestycydów polichlorowanych są znacznie mniej trwałe, w zasadzie nie kumulują się w środowisku, a okres ich karencji jest znacznie krótszy. W związku z tym nie stanowią istotnego zagrożenia dla zdrowia populacji generalnej.

Wykazują one jednak silne działanie toksyczne w przypadku zatruć przypadkowych bądź rozmyślnych (samobójczych).

Insektycydy fosfoorganiczne należą do bardzo silnych inhibitorówesterazy acetylocholinowej – enzymu rozkładającego acetylocholinę na zakończeniach nerwowo-mięśniowych. Objawy zatrucia nimi występują bardzo szybko, nawet po paru minutach od momentu ekspozycji drogą wziewną lub dermalną. Objawy możemy podzielić na 3 grupy:

  • muskarykowe: najwcześniejsze, objawy: zwężenie źrenic, brak reakcji źrenic na światło, łzawienie, nudności, wymioty, bóle brzucha, biegunki, ślinotok, zwolnienie akcji serca, spadek ciśnienia tętniczego krwi, stany spastyczne oskrzeli, obrzęk płuc i zamroczenie;
  • objawy nikotynowe (są następstwem działania związków fosforoorganicznych na autonomiczne zwoje nerwowe i zakończenia nerwów ruchowych w mięśniach szkieletowych): drżenie powiek, języka, pobudzenie mięśni mimicznych twarzy, oczopląs, uogólnione drżenie mięśni;
  • objawy mózgowe: bóle i zawroty głowy, zaburzenia psychiczne, zamroczenie, śpiączka, w końcu porażenie ośrodków ważnych dla utrzymania podstawowych funkcji życiowych, tj. ośrodka oddechowego, naczynioruchowego, regulacji temperatury ciała, w efekcie może doprowadzić nawet do zgonu.

Insektycydy fosforoorganiczne, jako związki ulegające szybkim przemianom w organizmie, przy niskich poziomach dawkowania nie wpływają na płodność i rozwój płodu. Jak dotąd również nie udowodniono rakotwórczego dziania tych związków. Niestety w badaniach doświadczalnych na zwierzętach wykazano, że insektycydy fosforoorganiczne mogą przechodzić przez łożysko z różną wydajnością i wywierać działanie embriotoksyczne. Niektóre z tej grupy związków wykazują również działanie mutagenne, prowadząc do aberracji chromosomowych.

Karbaminiany i ditiokarbaminiany

Karbaminiany – są pochodnymi kwasu karbaminowego. Są ciałami stałymi, słabo rozpuszczalnymi w wodzie i rozpuszczalnikach organicznych. Wykazują działanie insektobójcze i chwastobójcze. Do najważniejszych przedstawicieli grupy zaliczamy: karbaryl i profan. Występują jako składniki czynne w preparatach: Karbotox i Alipur.

Ditiokarbaminiany – są solami kwasu ditiokarbaminowego. Są ciałami słabo rozpuszczalnymi w wodzie, wykazują silne działanie grzybobójcze. Okres zaniku tych związków w środowisku szacuje się na 3 miesiące.

Karbaminiany i ditiokarbaminiany łatwo wchłaniają się z przewodu pokarmowego, bardzo szybko ulegają przemianom metabolicznym i wydaleniu. Pomimo, iż związki te charakteryzują się stosunkowo małą siłą ostrego działania toksycznego, większość z nich zaliczana jest do  substancji szkodliwych. Karbaminiany – podobnie jak związki fosforoorganiczne – hamują aktywność esterazy acetyloholonowej. Działanie to jest jednak słabsze i mniej trwałe, a powrót aktywności enzymu do normy zachodzi stosunkowo szybko.

Zatrucie karbaminianami przypomina zatrucie insektycydami fosforoorganicznymi, jednakże objawy pojawiają się wcześniej i szybciej ustępują. Jest to efekt szybkiej detoksykacji tych związków i braku kumulacji w organizmie. Niektóre z karbaminianów (jak np. karbaryl) wywierają działanie hepatotoksyczne i kardiotoksyczne, oddziaływując na podstawowe procesy metaboliczne komórek. Związek ten wywołuje szereg zmian biochemicznych m. in. objawy cukrzycopodobne. Naukowcy podejrzewają również karbaryl o działanie teratogenne.

Ditiokarbaminiany, a w szczególności tiuram, dodatkowo stymulują czynność wydzielniczą kory nadnerczy i zaburzają metabolizm mineralny układu kostnego.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *