Pestycydy - stosowane w rolnictwie, ogrodnictwie, leśnictwie i sadownictwie grupy zw. chem. pochodzenia naturalnego (roślinne) i syntetyczne, służące do niszczenia pasożytów człowieka, zwierząt hodowlanych i roślin. Używane również do zwalczania chorób roślin, regulacji ich wzrostu i usuwania chwastów.
Wady:
a) wysoka toksyczność i długi czas degradacji
b) niszczenie organizmów pożytecznych
c) kumulacja w środowisku, prowadząca do bioakumulacji w tk. roślin i zwierząt, może powodować choroby, mutacje
KLASYFIKACJA PESTYCYDOW:
1. Biorąc pod uwagę przeznaczenie pestycydów wyróżnia się:
a) zoocydy - środki do zwalczania szkodników pochodzenia zwierzęcego:
- instektycydy (niszczenie owadów)
- rodoentycydy (gryzoni)
- moluskocydy (ślimakow)
- aficydy
- nematocydy (nicieni)
- akarycydy (mszyc)
b) herbicydy (chwastów)
c) fungicydy (grzybów)
d) atraktanty (środki zwabiające)
e) repelenty (odstraszanie owadów)
2. Klasyfikacja chemiczna pestycydow:
- węglowodory chlorowane
- zw. fosforoorganiczne
- karbaminiany
- pyretroidy
- pochodne kw. chlorofenoksyoctowego
- zw. bispirydyliowe
- dwunitroalkilofenole
- pochodne mocznika
- zw. ditiokarbaminianowe
- pochodne kumaryny
3. Klasyfikacja toksykologiczna – oparta jest na dawkach wyrażonych w mg substancji toksycznej na kg masy zwierzęcia doświadczalnego (szczura).
Podaje się średnią ilość substancji potrzebnej do zabicia 50%populacji zwierząt
Jeżeli LD50 jest:
- poniżej 25 mg/kg m.c. – I klasa -trucizna
- do 200 mg/kg m.c. - II klasa - trucizna
- do 2000 - III klasa – substancje szkodliwe
- powyżej 2000 -IV klasa – substancje praktycznie nieszkodliwe
Pestycydy stanowią bardzo różnorodną grupę związków pod względem właściwości:
- fizykochemicznych
- trwałości w środowisku
- rozpuszczalności w wodzie i rozpuszczalnikach organicznych
- lotności
- toksyczności.
Szczególną trwałością w środowisku charakteryzują się pestycydy chloroorganiczne, a wśród nich najbardziej chyba popularne DDT.
Związki te po zastosowaniu mogą być obecne przez wiele lat - ich ilość zmniejsza się bardzo powoli, na dodatek łatwo ulegają kumulacji zarówno w organizmie ludzi jak i zwierząt.
Są wśród nich związki, które powodują:
- pojawienie się objawów zatrucia bardzo szybko po spożyciu, czy tez innym rodzaju ekspozycji (przez skore, droga wziewna) niewielkich ilości preparatu
- jak też takie, które powodują objawy zatrucia ostrego dopiero po dostaniu się do organizmu dużych ilości substancji
INSEKTYCYDY CHLOROORGANICZNE
Do tej grupy insektycydów należy:
- DDT,
- lindan,
- aldryna,
- heptachlor,
- metoksychlor
- i inne
Właściwości insektycydów chloroorganicznych:
- nierozpuszczalne w wodzie, natomiast dobrze rozpuszczane w tłuszczach i rozpuszczalnikach
organicznych
- związki lotne (stosowane są do opylania i opryskiwania upraw), część z nich może być przenoszona
na znaczne odległości
- bardzo oporne na wpływy środowiskowe takie jak: temperatura, światło
- raz wprowadzone pozostają bardzo długo w środowisku (ich półokres trwania może wynosić nawet 10
lat)
Cechy wspólne insektycydów chloroorganiczych:
- dobra rozpuszczalność w tłuszczach warunkująca ich działanie na układ nerwowy
- odkładanie się w tkankach organizmów żywych bogatych w lipidy (układ nerwowy, wątroba, nerki,
serce, tkanka tłuszczowa)
- depozyt insektycydów chloroorganicznych w tkance tłuszczowej początkowo narasta szybko
następnie wolno, aż do osiągnięcia stałego poziomu
- duża odporność na detoksykacje
- trwałość w środowisku zewnętrznym
Mechanizm działania toksycznego insektycydów chloroorganicznych:
(zwłaszcza wątroby)
nerwowego (szczególnie aksonów) związany z dzianiem na Ca-ATPaze, która reguluje poziom
wapnia na powierzchni aksonów.
Powodują:
- przedłużenie czasu otwarcia kanału jonowego, sodowego
- naruszenie równowagi ośrodkowych układów neuroprzekaźnikowych (amin katecholowych,
indoloaminy i GABA)
- hamowanie aktywności pirofosfatazy ośrodkowej tkanki nerwowej, a wiec enzymów biorących udział
w transporcie substancji neruoprzekaźnikowych
Niektóre związki tej grupy (DDT, hepatachlor) są inhibitorami enzymów cyklu oddechowego, powodują zaburzenia gospodarki fosforanowej i węglowodanowej, co przyczynia się do niedotlenienia tkanki mózgowej i występowania związanych z tym klinicznych objawów zatrucia pochodzenia ośrodkowego.
Inne insektycydy tej grupy, a mianowicie związki cyklodienowe (np. dieldryna), naruszają przemiany aminokwasów, co prowadzi co zwiększenia stężenia amoniaku w tkance mózgowej i wystąpienia drgawek.
Objawy zatrucia ostrego (występują w ciągu kilkudziesięciu minut do kilku godzin):
OUN: niepokój, nadmierna pobudliwość nerwowa, splatanie,
zaburzenia koordynacji ruchów, bóle i zawroty głowy,
mrowienie i drętwienie języka, drążenie mięśniowe, drgawki, śpiączka, porażenie ośrodka
oddechowego. Uwaga!!! - drgawki mogą być jednym z pierwszych objawów zatrucia.
Przewód pokarmowy: ślinotok , nudności, wymioty, biegunka
Serce i układ krążenia: mogą występować zaburzenia rytmu serca, tachykardia,
Układ oddechowy: duszność, może wystąpić obrzęk płuc lub toksyczne zapalenie płuc
Wątroba i nerki: uszkodzenie wątroby z żółtaczką, uszkodzenie nerek – niewydolność, mocznica
Krew: kwasica metaboliczna
Po przeżyciu ciężkich zatruć mogą powstawać:
a) zapalenia wielonerwowe, zaburzenia słuchu, porażenia i zaniki mięśni.
b) uszkodzenia szpiku kostnego z malopytkowością i nieokrwistością
U osób mających zawodowy kontakt z tymi związkami obserwowano:
- zmiany zapalne skory,
- niedokrwistość,
- ogólne osłabienie, bóle i zawroty głowy,
- nieżyt żołądka dolegliwości ze strony wątroby.
Insektycydy chloroorganiczne są induktorami biosyntezy enzymów mikrosomalnych w wątrobie, a wiec mogą zmieniać metabolizm leków i innych substancji.
Związki chloroorganiczne najbardziej niebezpieczne są ze względu na swoja trwałość w środowisku i zdolność kumulacji w organizmie człowieka i zwierząt. Stąd obecność tych pestycydów wykrywa się w mięsie zwierząt do tej pory, mimo ograniczenia stosowania tych preparatów, a nawet, jak w przypadku niektórych związków tej grupy całkowitego zakazu produkcji i stosowania (np. DDT).
Związki te wykazują działanie karcinogenne - uważa się ze powodują głównie nowotwory wątroby, a także są przyczyną przyczyną zachorowań na nowotwory hormonozalezne np. od poziomu estrogenu. U kobiet z nowotworami piersi znajdowano podwyższone stężenie tych związków w tkance zmienionej nowotworowo.
Związki te działają także toksycznie na płód.
INSEKTYCYDY FOSFOROORGANICZNE
Najbardziej niebezpieczne ze względu na częstość występowania i wysoka śmiertelność są zatrucia ostre insektycydami fosforoorganicznymi.
W Stanach Zjednoczonych ze względu na szerokie użycie oraz wysoka toksyczność stanowią one około 89% przypadków zatruć ostrych pestycydami wymagających hospitalizacji, a wiele przypadków ekspozycji, szczególnie tych nie wymagających leczenia szpitalnego nie jest rejestrowana wcale.
Stanowią grupę triestrów kwasów fosforowych lub tiofosforowych o ogólnym wzorze
R1 O Z
R1 i R2 – podstawniki alkilowe / najczęściej CH3 lub C2H5/
Z – atom tlenu lub siarki
X – grupy kwasowe, atom fluorowca, grupa CN, reszty fenylowe, podstawniki alifatyczne i aromatyczne
Insektycydy fosforoorganiczne i karbaminianowe do organizmu mogą wnikać trzema drogami:
-przez przewód pokarmowy,
- drogi oddechowe
- nieuszkodzoną skórę
Przy zatruciu ostrym największe znaczenie ma droga doustna, natomiast przy przewlekłym – narażenie przez skórę i drogi oddechowe. Po dostaniu się do organizmu są szybko rozprowadzane z krwią do różnych narządów.
Insektycydy fosforoorganiczne charakteryzują się
- znacznym stopniem lipofilności mogą więc osiągać wysokie stężenia w tkance nerwowej i tłuszczowej
- mają bardzo dużą toksyczność ostrą, co oznacza że już po wniknięciu do organizmu niewielkiej ilości substancji , w krótkim czasie mogą wystąpić bardzo poważne objawy zatrucia.
Mechanizm działania toksycznego insektycydów fosforoorganicznych:
Hamowanie aktywności acetylocholinoesterazy (AChE) - enzymu obecnego w układzie nerwowym człowieka i odpowiedzialnego za prawidłową funkcje tego układu oraz hamowanie aktywności innych esteraz, poprzez przyłączenie pestycydu w centrum aktywnym enzymu.
Do prawidłowej czynności tego enzymu należy przerywanie przewodzenia nerwowego, wywołanego acetylocholiną uwolnioną na odpowiednich zakończeniach nerwowych wskutek reakcji na odpowiedni bodziec nerwowy.
Mechanizm ten jest taki sam dla wszystkich insektycydów tej grupy, niezależnie od różnic w ich budowie chemicznej. Efektem zahamowania aktywności enzymów z grupy esteraz cholinowych jest wzrost stężenia endogennej acetylocholiny w organizmie oraz jej wiązanie do receptorów muskarychowych i nikotynowych w obwodowym, a także ośrodkowym układzie nerwowym.
Utrata aktywności acetylocholinoesterazy prowadzi zatem do wystąpienia objawów zatrucia ostrego
Mechanizm działania toksycznego OP:
1. Fizjologia :
2. Dzilanie insektycydow fosforoorganicznych / OP/:
OP AChE
Miejsca wiążące acetylocholinoesterazy
Diisopropulofluorooctan /DPF/ jako substrat acetylocholinoesterazy
Bardzo wolna hydroliza ufosforylowanego enzymu
Aby enzym odzyskał swoją funkcję konieczna jest synteza nowego enzymu
Objawy zatrucia ostrego:
1. Muskarynowe (występują jako pierwsze):
Skóra: początkowo bladość a następnie możliwość zasinienia powłok
Wydzielanie: wzmożone wydzielanie potu, ślinotok, łzawienie, wodnista wydzielina z nosa
Układ pokarmowy: nudności, wymioty, biegunka, kurczowe bóle brzucha
Układ oddechowy: wzmożenie wydzielania w drzewie oskrzelowym, spastyczny skurcz oskrzeli,
duszność
Oko: zwężenie źrenic i zniesienie reakcji na światło, zaburzenia widzenia,
Serce i układ krążenia: zwolnienie rytmu pracy serca i możliwość zaburzenia jego rytmu, spadek
ciśnienia tętniczego krwi
2. Nikotynowe:
- przyspieszenie rytmu serca
- drżenie włókienkowe mięsni (powiek, języka, twarzy i klatki piersiowej)
- osłabienie i porażenie mięsni (m. in. w przypadku ciężkich zatruć mięsni oddechowych)
- drgawki toniczno-kloniczne
3. Ośrodkowe (przy znacznym zahamowania AChE):
- niepokój. lek, zawroty głowy, zamroczenie
- śpiączka z osłabieniem lub zniesieniem odruchów
- porażenie ośrodka: oddechowego, naczynioruchowego i termoregulacji (może dojść do obniżenia
temp ciała)
Kulminacje tych objawów stanowi porażenie ośrodka oddechowego i śmierć.
Objawy te mogą wystąpić w rożnym nasileniu w zależności od tego ile zw. fosforoorganicznego dostało się do naszego organizmu. Może tez dojść do zaburzenia funkcji i uszkodzenia wątroby oraz do zmiany pracy nerek. W przypadku skażenia skory lub dostania się zw. do oczu mogą wystąpić objawy miejscowe zarówno muskarynowe, jak i nikotynowe np. zaczerwienienie skory, drżenie włókienek mięśniowych w miejscu kontaktu skory z preparatem fosforoorganicznym.
Objawy zatrucia tymi związkami występują u osób zatrutych z różną częstotliwością, jak też nie muszą pojawiać się jednocześnie.
Jako ciekawostkę można podkreślić że:
-zwężenie źrenic jest obserwowane u 80% zatrutych
-nudności, wymioty – 40-80% zatrutych –mogą to być jedyne objawy lub wczesne objawy zatrucia
-biegunka – u 20-60% zatrutych
-ślinotok – u ponad 60%
natomiast najrzadszym objawem było łzawienie pojawiające się u 10-30% zatrutych
Odtrutki:
- atropina (znosi objawy muskarynowe)
- pochodne oksymow - toksogonina, pralidoksym, obidoksym (reaktywatory acetylocholinoesterazy) Uwaga!!! - nie podajemy przy karbaminianach
Pralidoksym reaguje z ufosforylowanym enzymem. Oksymy przylaczaja sie do atomu fosforu i anionowego centrum AChE.
Oksymy reaktywują AChE.
Niektóre insektycydy fosforoorganiczne mogą powodować wystąpienie, w okresie dwóch lub kilku tygodni po zatruciu ostrym objawów opóźnionej polineuropatii związanej z postępującym zwyrodnienie nerwów czuciowych i ruchowych.
Przyczyna wystąpienia tych objawów jest hamowanie w wyniku fosforylacji, przez związki fosforoorganiczne, innej esterazy, zwanej esterazą neuropatyczna (NTE- neuropathy targe esterase).
Aktywność esterazy neuropatycznej może być oznaczana w limfocytach, płytkach krwi, a także w ośrodkowym i obwodowym układzie nerwowym. Jednakże mimo wieloletnich badań, wartość progowa, czyli procent zahamowanie aktywności NTE przy której mogą wystąpić objawy opóźnionej polineutopatii u ludzi nie jest znana.
Objawy opóźnionej polineuropatii (aby za...
aminka