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ESTRUCTURAS QUÍMICASde PLAGUICIDAS

p,p’- DDE

Aldrin

2,4-D

Lindano

Toxicidad OToxicidad O--ClCl


En 1940’s se comienza el uso de insecticidas organoclorados, entre otros el DDT1955 La OMS inició el programa de erradicación del paludi smo, el cual dependía considerablemente del DDT.

Hasta los 1960´s se usan masivamente en el control de las plagas rel acionadas con la producción de alimentos, tabaco y algodón

A partir de los 1970’s queda prohibido el uso del DDT en USA y Canada, pero se sigue fabricando y exportando. Aun se emple a en algunos paises para controlar la malaria.

1995 49 paises eliminaron los usos del DDT debido a su persistencia, carcinogenicidad y bioacumulación. Además el DDT fue restringido, o permaneció sin registro en otros 29 paises.

ANTECEDENTES

1996 De los 130 paises participantes en el procedimiento internacional de consentimiento previo informado (PIC), que rige el comercio de productos químicos peligrosos, 20 paisespermitieron la importación del DDT, la mayoría para su uso en campañas de salud pública.1997 Por medio de la convención sobre contaminación atmosférica transfronteriza de largo alcance, 39 paises del hemisferio norte acordaron poner fin a la producción del DDT.1998 Bajo el programa de la ONU para el medio ambiente se inician las negociaciones para la eliminación gradual y global del DDT.

2007 La eliminación gradual del DDT deberá haberse completado.


HECHOS HISTÓRICOSEn 1945 Rachel Carson comienza a publicar datos sobre los efectos negativ os

de los plaguicidas químicos sobre la fauna silvestr e. “ DDT”1962 Consigue publicar su obra “Primavera silenciosa” , que fue un hito

histórico. Mezcla de metáfora literaria y datos cien tíficos.

Recopiló datos sobre el uso de HEPTACLOR en la lucha contra las hormigas , que consiguieron diezmar las poblaciones de codorniz y de gallopavo.

El uso del DIELDRIN contra el escarabajo japonés, d ejó al estado de Michigan sin cantos de aves.

Junto con el ornitólogo Ch. Broley demostraron la ca ída de las poblaciones de águilas, con marcados descensos de los índices de f ertilidad.

Los hábitat y los hábitos alimenticios de las aves, unas insectívoras y otras depredadoras en los últimos eslabones de las cadena s tróficas, hacen que sean estas poblaciones de las mas afectadas por los plaguicidas químicos.

El paration usado contra las orugas del algodón de O klahoma mermaron de forma alarmante la población de halcones de la Arge ntina.


PROBLEMAS AMBIENTALES•EFECTOS ECOLÓGICOS

•Interferencias con los eventos de la reproducción d e los organismos situados en las zonas altas de las cadenas alimenti cias, especialmente las aves que se alimentan de peces (halcones, águilas, pelícanos).

• Los isómeros orto y para del DDT tienen efectos est rogénicos: compiten con el estradiol en su unión con el ER en el citosol uterino.

•Las propiedades estrogénicas y de inducción de enzim as del DDT causan cambios en el metabolismo de esteroides. Altera la capacidad de las aves para movilizar Ca para la producción de una cáscara de huevo resistente.

•ESPECIAL AVES

•Se alimentan de peces e insectos. Acumulan organocl orados en sus reservas grasas, que movilizan en épocas de migraci ón o de reproducción, pudiendo alcanzar concentraciones alt as. Problemas especiales con la reproducción ovípara.


CRÓNICAApatía, jaqueca, cambios emocionales, depresión, confusión e irritabilidad, fundamentalmente efectos sobre la reproducción.

CARCINOGENICIDADLos organoclorados han sido muy relacionados con el linfoma de no-Hodgkin

TOXICIDAD EN HUMANOSAGUDAEl DDT produce temblores y descoordinación a bajas dosis y convulsiones a altas dosis afectando a los canales de Na.

El Lindano y los ciclodiénicos producen convulsiones como primer signo de intoxicación, y fiebre, en su acción sobre el S.N.C.; posiblemente interrumpiendo la transmisión inhibito ria mediada por GABA.

endosulfan


Persistencia alta en suelo y agua y varía en plantasBioacumulación alta en Organ. acuáticos

Hígado, riñon, páncreas, testículosNeuroT, Sis. Inmune , carcinógeno, disrruptor endocrino

88-190

6-10

Lindano

VX

Persistencia variable en suelo y agua y baja en plantasBioacumulación alta en Organ. acuáticos

Hígado, riñón, sangre, paratiroidesNeuroT, mutágeno, teratógeno, Disrruptorendocrino

18-160Endosulfan

Persistente y bioacumulable

HígadoNeuroT, carcinógeno, disrruptor endocrino

37-87Dieldrin

Tóxico para peces e invertebrados acuáticos, AVESPersistente y bioacumulable

Hígado, riñon, sistema inmuneCarcinógeno, NeuroTteratógeno, disrruptorendocrino

113-180DDT

TOXICIDAD ambiental

TOXICIDAD humanos

LD50 oral mg/kg

INSECTIC


•EFECTOS EN MEMBRANAS•Interrumpen el transporte electrónico mitocondrial, bajando estrepitosamente el rendimiento energético del meta bolismo.

•NEUROTÓXICOS•Afectan al sistema nervioso a través de los canales de Na+

•OTROS MECANISMOS•Además de alterar la función de algunos neurotransm isores en el sistema nervioso, alteran la función de las citoqui nas en el sistema

inmune. Son inductores enzimáticos de las E biotransformadoras.

MECANISMOS de TOXICIDAD

•DISRUPTORES ENDOCRINOS•Se comportan como disruptores endocrinos con distint as capacidades de unión a los receptores de E.


POSIBILIDADES DE ALTERAR LAPRODUCCIÓN DE ATP

I.- Inhibidores del metabolismo generador de NADH [H ]:Piruvato Deshidrogenasa DCl-VinilCYS, p-benzoquinonaaconitasa fluoroacetato

II.- Inhibidores del transporte de e -:Inhibidores múltiples dinitro-anilina, herbicidas difenil-

eter

III.- Inhib. de la liberación de O 2 a la C.T.E.M.:Agentes que causan isquemia alcaloides, cocainay/o afectan a la Hb nitritos, CN-

IV.- Inhibidores de la fosforilación oxidativa y des acoplantes:ATP sintasa oligomicina, DDT, clordecone


IV: DESACOPLANTES e IONÓFOROS, ambos disipan la fuerza H +- motriz

Dinitrofenol

PentaclorofenolHexaclorobencenoPlaguicidas fenólicosDinitrofenolesBenzimidazolesBenzonitrilosAcrilamidasDinitroanilidasdifenileteres


Los herbicidas triazinas y los derivados de ureainhiben el transporte electrónico en el Fotosistema II produciendo destrucción de las membranas celulares y la muerte de la planta.

Diuron sobre algodón

diuron


Todos los plaguicidas/herbicidas que inhiben el T.E. MITOCONDRIAL afectan también al T.E. y/o fotofosforilación en

los cloroplastos.

Afortunadamente a la inversa no se cumple

Muchos herbicidas como triazinas y diuron inhiben el transporte electrónico en el Fotosistema II , pero solo a concentraciones relativamente altas.

Atrazina

diuron

COMPOSICIÓN:herbicidas y diesel

Herbicidas:

2,4-D y 2,3,5-T

“AUXINAS”

Contaminación:

DIOXINAS y FURANOS

2,4-D: dicloro,fenoxi-acético 2,3,5-T: tricloro,fenoxi-acético

TCDD: tetraCl,dibenzo-dioxina TCDF: tetra-Cl,dibenzo-furano

De 1940 a 1960Fabricado por: Dow, Monsanto, Diamon Sh Co,

Hercules Inc, Uniroyal Inc, Nutrition Co & Thompson



- En Vietnam se dispersaron 72 x 106 L sobre 1.5 x 10 6 Ha- Se destruyeron el 14 % de los bosques- Las Dioxinas están inmersas en las cadenas alimentarias- Es necesario recuperar las tierras- Atención médica para 70 000 personas- Graves defectos congénitos en hijos de expuestos (50 000)- Leucemia linfocitaria crónica en militares- Algunos síntomas se repitieron en la 1º guerra del Golfo- Estudios muy censurados en USA.

En Vietnam se utilizaron PURPLE, GREEN, PINK, WHITE BLUE, SUPER-ORANGE

Todas contenían Herbicidas organoclorados2,4-D y/o 2,4,5-T y DIQUAT, MONURON, DIURON, etc

diuron

monuron


La producción industrial de compuestos organocloradosaromáticos conlleva la formación de dioxinas y furanos .Numerosos plaguicidas: insecticidas y herbicidas son organoclorados aromáticos. También numerosos disolventes orgánicos y productos de uso industrial .

ACCIDENTESACCIDENTESACCIDENTESACCIDENTES con DIOXINAS

FORMACIÓNDE DIOXINAS

Los organoclorados aromáticos* Se forman a elevadas temperaturas* Son muy estables químicamente* Son persistentes en el medio ambiente

1940- Cloracné en plantas industriales de Cl-fenoles y herbicidas

1957- Se detectó 2,3,7,8-TCDD en herbicidas

1963- Intoxicación alimento avial contaminado con Cl5-fenol USA

1970’- Malformaciones y abortos en Vietnam

1968- Aceite de arroz ( PCBs en calefactor) Yusho y Taiwan

1976- Escape de 2,4,5-T, afecto a 17 000 personas Seveso

1977- PCDFs y PCDDs por incineradoras ( PCBs) Holanda

1982- Cl6-benceno y PCBs en aceite Sevilla


MECANISMO DE ACCIMECANISMO DE ACCIMECANISMO DE ACCIMECANISMO DE ACCIÓÓÓÓN DE LAS DIOXINASN DE LAS DIOXINASN DE LAS DIOXINASN DE LAS DIOXINAS

Exposición a DIOXINAS

DIOXINAS libres en tejidos

DIOXINAS unidas alRECEPTOR AH en tejidos

Complejo DIOXINA-RECEPTOR AHUnido al DNA

Regulación génica

Síntesis de Proteínas

Regulación m-RNA

Alteraciones Bioquí micas

Respuesta Celular inmediata(estimulación del crecimiento celular)

Respuesta Celular tardía(Cáncer, Teratogénesis )

Interaccionesen múltiplesGenes Blanco


del RECEPTOR AhRINDUCCIÓN ENZIMÁTICA a través


DIOXINASDIOXINASDIOXINASDIOXINAS y otros compuestos aromy otros compuestos aromy otros compuestos aromy otros compuestos aromááááticos ticos ticos ticos POLINUCLEARESPOLINUCLEARESPOLINUCLEARESPOLINUCLEARESque actque actque actque actúúúúan como an como an como an como ligandosligandosligandosligandos del del del del RECEPTOR RECEPTOR RECEPTOR RECEPTOR AhRAhRAhRAhR

- Son muy estables químicamente- Se forman en procesos industriales a elevadas temp eraturas- Tienen estructura coplanar cuando no están sustituidos en orto.- Los compuestos coplanares son los de mayor activida d TÓXICA.

TetraCl-DIBENZO-DIOXINA

PentaCl-BIFENILO TetraCl-DIBENZOFURANO

Metil-COLANTRENO ΒΒΒΒ-Nafto-FLAVONABenzo αααα-PIRENO

Son INDUCTORES de las enzimas OXIDASAS DE FUNCIÓN MIXTAdependientes del Cit P450 (CYP1A1) que son muy activas en la transformación metabólica de Xenobióticos .

INDUCCIÓN ENZIMÁTICA


DISRUPTORES ENDOCRINOS

La fecundación es una de las funciones de la capacidad reproductora de los organismos.

Todos los fenómenos metabólicos relacionados con la reproducción sexual están regulados por hormonas (estrogénosy andrógenos).

Los XBs organocloradosalteran esa función porque se comportan como agonistas o antagonistas del E-RECEPTOR.


1.- Las H esteroideas (EA ) tales como E2, tetosterona, y progesterona se sintetizan en las gónadas. Inhibidores de las enzimas Cit P450, incluyendo plaguicidas y drogas, actúan a ese nivel.

2.- Las hormonas son secretadas a la sangre, donde están libres o unidas a SHBG, y están disponibles para las células. El grado de unión está mediado por varios factores, pero la H es capaz de liberarse de SHBG a una velocidad dependiente de su afinidad en la unión. Los XBs pueden alterar los niveles de SHBG, se ha comprobado que algunas H sintéticas no se unen a SHBG como las H naturales, dejándolas mas disponibles para las células blanco y para el metabolismo hepático.

3.- Las H esteroideas difunden dentro de la célula.

4.- Las H difunden en la región perinuclear, donde son localizados por los R libres.

Diagrama esquemático de los pasos por los que una hormona esteroideapuede ser sensible a la disrupcion por XBs ambientales:


5.- La H se une al receptor. Muchos XBs pueden unirse a ER o a AR.

6.- El receptor R, unido a una H natural o sintética , sufre un cambio conformacional, exponiendo lugares de unión de la proteina y formando homodímeros.

7.- Los homodímeros acumulan factores transcripcionales (tf), formando un complejo de transcripción, que se une a una secuencia específic a sobre el DNA de los genes dependientes de la H, conocidos como elementos de respuesta a la H (HRE). El complejo transcripcional inicia la síntesis del mRNA. Algunas antiH interfieren con la unión al DNA .

8.- El mRNA es transportado fuera del núcleo al citoplasma.

9.- Con los AA transportados por sus tRNAs y los ribosomas se sintetizan las proteinas desde el molde del mRNA.

A veces la sustancia secretada en sangre es una preH que es transformada en la célula, a H activa. La tetosterona es transformada en algunos tejidos por la aromatasa a E2, mientras que en otros, la 5a-reductasala transforma a DHT. En músculo la T es una H activa. Algunos EDCs inhiben la activación de la preH en el tejido blanco.


11.- En algunos casos, los XBsinterrumpen la función endocrina por alteraciones en la función hepática, incrementando o decreciendo el metabolismo de la H, así como los niveles en suero. Por ejemplo, algunos PCBs estimulan el metabolismo de T4, reduciendo dramáticamente los niveles de T4 en suero. Varios plaguicidas han mostrado capacidad de estimular el hígado y reducir los niveles de H esteroideas en suero.

10.- La proteina, un marcador de la acción endocrina, puede ser una E, una H o un factor de crecimiento (citoquina), o un componente estructural de la célula. Un ejemplo de una H marcadora es la vitelogenina, una proteinasensible a estrógenos producida por los vertebrados ovíparos.

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