EFECTOS

Salud

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.

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.

Loa 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.

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 practica 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.

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.

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.

Pruritos, dolor en la piel, temblor, salivación, hiperexcitabilidad, movimientos bruscos y desordenados de todo el cuerpo, parálisis.

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.

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 perturbadores en los sistemas reproductivo y endocrino

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

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.

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

Exposición a

Muestra

Indicador Biológico

Organofosforados

Sangre

Orina

Actividad Colinesterasa
Estearasa neurotóxica (ENT)
Paraoxonasa
Plaguicidas Organofosforados

Alquilfosfatos
Fenoles

Carbamatos

Sangre

Orina

Actividad Colinesterasa
Plaguicidas carbámicos

Naftol
Isopropoxifenol

Fuente: Tomado de Henao, Samuel y Germán Corey, Plaguicidas Inhibidores de las Colinesterasas.
Serie vigilancia Nro. 11
Centro Panamericano de Ecología Humana y Salud
Programa de Salud Ambiental, organización Panamericana de la salud, Organización Mundial de la Slaud, Metepec, Estado de México,México, 1991.

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 .

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.

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)

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)

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.

Clase	DT50 (días)
extrema	> 120
alta	120 – 60
mediana	60 – 30
ligera	30 – 15
No persistente	< 15

Clase	DT50 (días)
Más persistente	> 60
Menos persistente	£ 60
mediana	60 – 30
ligera	30 – 15
No persistente	< 15

Clase	DT50 (días)
extrema	< 50
alta	50 - 150
mediana	150 - 500
ligera	500 - 2000
inmóvil	> 2000

Clase	DT50 (días)
alta	> 1000
mediana	100 - 1000
ligera	< 100

Clase	DL50 (mg/kg)
extrema	< 5
alta	50 - 50
mediana	50 - 500
ligera	> 500

Clase	CL50 (mg/l)
extrema	< 1
alta	1 -10
mediana	10 -100
ligera	> 100

Clase	DL50 (mg/abeja)
alta	< 1
mediana	1 -10
ligera	> 10