Organofosforados, Los plaguicidas organofosforados, Los organofosfatos como agentes nerviosos, Intoxicación por organofosforados, Efectos sobre la salud, Las propuestas para prohibir y restricciones de uso


Un organofosforado es el nombre general para los ésteres de ácido fosfórico. Los fosfatos son, probablemente, los compuestos organofosforados más penetrantes. Muchos de los productos bioquímicos más importantes son organofosfatos, incluyendo ADN y ARN, así como muchos cofactores que son esenciales para la vida. Los organofosforados son la base de muchos de los insecticidas, herbicidas y gases nerviosos. La EPA enumera organofosforados como muy bien su toxicidad aguda para las abejas, la vida silvestre y los seres humanos. Estudios recientes sugieren una posible relación con efectos adversos en el desarrollo neurológico de los fetos y los niños, incluso a niveles muy bajos de exposición. Los organofosfatos son ampliamente utilizados como disolventes, plastificantes y aditivos EP.

Los organofosfatos se emplean ampliamente tanto en aplicaciones naturales y sintéticos debido a la facilidad con la que los grupos orgánicos pueden ser unidos entre sí. Al ser un ácido triprótico, ácido fosfórico puede formar triésteres mientras que los ácidos carboxílicos se forman sólo monoésteres. La esterificación implica la unión de grupos orgánicos de fósforo a través de enlazadores de oxígeno. Los precursores de tales ésteres son los alcoholes. Que abarca muchos miles de compuestos naturales y sintéticos, alcoholes son diversos y generalizados.

 OP3 ROH? OP2 H2O OP2 R'OH? OP OP H2O R "OH? OP H2O

Los ésteres de fosfato que portan grupos OH son ácidas y parcialmente desprotonados en solución acuosa. Por ejemplo, el ADN y el ARN son polímeros del tipo n. Los polifosfatos también forman ésteres; un ejemplo importante de un éster de un polifosfato es el ATP, que es el monoéster de ácido trifosfórico.

Los alcoholes se pueden separar a partir de ésteres de fosfato por hidrólisis, que es la inversa de las reacciones anteriores. Por esta razón, los ésteres de fosfato son portadores comunes de los grupos orgánicos en la biosíntesis.

Los plaguicidas organofosforados

En la salud, la agricultura, y el gobierno, la palabra "organofosforados" se refiere a un grupo de insecticidas o agentes nerviosos que actúan sobre la enzima acetilcolinesterasa. El término se utiliza a menudo para describir prácticamente cualquier compuesto que contiene fósforo orgánico, especialmente cuando se trata con compuestos neurotóxicos. Muchos de los llamados organofosfatos contienen enlaces CP. Por ejemplo, sarín es metilfosfonofluoridato O-isopropilo, que se deriva formalmente de ácido fosforoso, ácido fosfórico no. Además, muchos compuestos que son derivados de ácido fosfínico se utilizan como organofosfatos neurotóxicos.

Los plaguicidas organofosforados inactivar irreversiblemente la acetilcolinesterasa, que es esencial para la función nerviosa en los insectos, los humanos y muchos otros animales. Los plaguicidas organofosforados afectan esta enzima en formas variadas, y por lo tanto en su potencial para la intoxicación. Por ejemplo, paratión, uno de los primeros programas operativos comercializados, es muchas veces más potente que el malatión, un insecticida utilizado en la lucha contra la mosca mediterránea de la fruta y de Virus del Nilo Occidental mosquitos que transmiten.

Los plaguicidas organofosforados se degradan rápidamente por hidrólisis en la exposición a la luz solar, el aire y el suelo, aunque pequeñas cantidades pueden ser detectados en los alimentos y el agua potable. Su capacidad para degradarlos una atractiva alternativa a los pesticidas organoclorados persistentes, como DDT, aldrin y dieldrin hizo. Aunque los organofosforados se degradan más rápidamente que los organoclorados, que tienen mayor toxicidad aguda, presenta riesgos para las personas que puedan estar expuestas a grandes cantidades.

Organofosforados utilizados comúnmente han incluido paratión, malatión, paratión metílico, clorpirifos, diazinon, diclorvos, fosmet, fenitrotión, tetraclorvinfos, azametifos y azinfos metilo. El malatión es ampliamente utilizado en la agricultura, la jardinería residencial, áreas de recreación pública, y en los programas de control de plagas de la salud pública, tales como la erradicación del mosquito. En los EE.UU., que es el insecticida organofosforado más comúnmente utilizado. Cuarenta pesticidas organofosforados están registrados en los EE.UU., con un mínimo de £ 73 millones empleadas en actividades agrícolas y residenciales.

Son motivo de preocupación para los científicos y los reguladores, ya que actúan bloqueando irreversiblemente una enzima que es esencial para la función nerviosa en ambos insectos y seres humanos. Incluso a niveles relativamente bajos, organofosfatos pueden ser más peligrosa para el desarrollo del cerebro de los fetos y los niños pequeños. La EPA prohibió la mayoría de los usos residenciales de organofosforados en 2001, pero aún se rocía la agricultura en las frutas y verduras. También se utilizan para el control de plagas como los mosquitos en los espacios públicos como parques. Pueden ser absorbidos a través de los pulmones o la piel o por el consumo de ellos en la comida.

Los organofosfatos como agentes nerviosos

Historia de agentes nerviosos

Los primeros pioneros en el campo incluyen Jean Louis Lssaigne y Philippe de Clermont. En 1932, el químico alemán Willy Lange y su estudiante graduado, Gerde von Krueger, describió por primera vez los efectos del sistema nervioso colinérgico de organofosforados, notando una sensación de asfixia y un oscurecimiento de la visión después de la exposición. Este descubrimiento inspiró más tarde químico alemán Gerhard Schrader en la empresa IG Farben en 1930 para experimentar con estos compuestos como insecticidas. Su uso potencial como agentes químicos de guerra pronto se hizo evidente, y el gobierno nazi puso Schrader a cargo de desarrollar gases nerviosos organofosforados. El laboratorio de Schrader descubrió la Serie G de las armas, que incluía sarín, Tabún y somán. Los nazis produjeron grandes cantidades de estos compuestos, aunque no las usamos durante la Segunda Guerra Mundial. Científicos británicos experimentaron con un organofosforado colinérgica propio, llamado diisopropilfluorofosfato, durante la guerra. Los británicos más tarde produjo agente nervioso VX, que era muchas veces más potente que la serie G, a principios de 1950, casi 20 años después de que los alemanes habían descubierto la serie G..

Después de la Segunda Guerra Mundial, las empresas estadounidenses tuvieron acceso a alguna información del laboratorio de Schrader, y comenzaron a sintetizar los plaguicidas organofosforados en grandes cantidades. Paratión fue de los primeros comercializados, seguido de malatión y azinphosmethyl. La popularidad de estos insecticidas aumentó después de que muchos de los insecticidas organoclorados, como el DDT, dieldrina y heptacloro fueron prohibidos en 1970.

Características estructurales de los organofosforados

Organofosfatos eficaces tienen las siguientes características estructurales:

  • Un oxígeno terminal conectado al fósforo por un enlace doble, es decir, un grupo fosforilo
  • Dos grupos lipófilos unidos al fósforo
  • Un grupo saliente unido al fósforo, a menudo un haluro

 Oxígeno Terminal vs azufre terminales

Compuestos tiofosforilo, aquellos que lleva el P = S funcionalidad, son mucho menos tóxicos que los derivados de fosforilo relacionados, que incluyen sarín, VX y pirofosfato de tetraetilo. Tiofosforilo compuestos no son inhibidores activos de la acetilcolinesterasa en cualquiera de mamíferos o insectos; en los mamíferos, el metabolismo tiende a eliminar grupos laterales lipófilas desde el átomo de fósforo, mientras que en los insectos que tiende a oxidar el compuesto, eliminando así el azufre terminal y reemplazándolo con un oxígeno terminal de , lo que permite que el compuesto para actuar de manera más eficiente como un inhibidor de la acetilcolinesterasa.

 Puesta a punto

Dentro de estos requisitos, se han utilizado un gran número de diferentes grupos lipófilos y dejando. La variación de estos grupos es uno de los medios de ajuste fino de la toxicidad del compuesto. Un buen ejemplo de esta química son los compuestos P-tiocianato que utilizan un grupo arilo y un grupo alquilamino como los grupos lipófilos. El tiocianato es el grupo saliente.

Se reivindica en una patente alemana que la reacción de 1,3,2,4-ditiadifosfetano 2,4-dialquil cianamidas con disulfuros formados agentes de protección de plantas que contenían anillos de seis miembros. Se ha demostrado en los últimos tiempos por la reacción de diferrocenilos 1,3,2,4-ditiadifosfetano 2,4-dimetil disulfuro con cianamida que, de hecho, se forma una mezcla de varios diferentes compuestos que contienen fósforo. Dependiendo de la concentración de la cianamida de dimetilo en la mezcla de reacción, ya sea un compuesto de anillo de seis miembros o un compuesto diferente nonheterocylic se forma como producto principal, y el otro compuesto se formó como un producto menor.

Además, también se forman pequeñas trazas de otros compuestos en la reacción. Es poco probable que el compuesto de anillo o su isómero {} actuarían como un agente de protección de las plantas, pero los compuestos puede actuar como venenos nerviosas en los insectos.

Intoxicación por organofosforados

Muchos organofosfatos son potentes agentes nerviosos, funcionando mediante la inhibición de la acción de la acetilcolinesterasa en las células nerviosas. Ellos son una de las causas más comunes de la intoxicación por todo el mundo, y con frecuencia se utilizan intencionadamente en los suicidios en las zonas agrícolas. Pesticidas organofosforados pueden ser absorbidos por todas las vías, incluida la inhalación, ingestión y absorción dérmica. Su toxicidad no se limita a la fase aguda, sin embargo, y efectos crónicos de largo se han observado. Los neurotransmisores como la acetilcolina son profundamente importantes en el desarrollo del cerebro, y muchos OPs tienen efectos neurotóxicos en los organismos de desarrollo, incluso a niveles bajos de exposición. Otros organofosforados no son tóxicos, pero sus principales metabolitos, como sus oxones son.

Efectos sobre la salud

Toxicidad crónica

La exposición repetida o prolongada a organofosforados puede producir los mismos efectos que la exposición aguda incluyendo los síntomas tardíos. Otros efectos reportados en los trabajadores expuestos repetidamente incluyen deterioro de la memoria y la concentración, desorientación, depresiones severas, irritabilidad, confusión, dolor de cabeza, dificultades en el habla, los tiempos de reacción retardada, pesadillas, sonambulismo y somnolencia o insomnio. También se ha descrito una condición similar a la gripe, con dolor de cabeza, náuseas, debilidad, pérdida de apetito y malestar general.

La exposición de bajo nivel

Incluso en niveles relativamente bajos organofosforados pueden ser peligrosos para la salud humana. Los plaguicidas actúan sobre un conjunto de sustancias químicas cerebrales estrechamente relacionado con los implicados en el TDAH, por lo tanto, los fetos y los niños pequeños, en el desarrollo del cerebro depende de una estricta secuencia de acontecimientos biológicos, puede ser de mayor riesgo. Pueden ser absorbidos a través de los pulmones o la piel o por el consumo de ellos en la comida. Según un informe de 2008 del Departamento de Agricultura de EE.UU., en una muestra representativa de los productos probados por la agencia, el 28 por ciento de los arándanos congelados, 20 por ciento de apio, 27 por ciento de las judías verdes, el 17 por ciento de los melocotones, el 8 por ciento de brócoli y 25 por ciento de fresas contiene trazas de organofosforados.

La Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos muestra el paratión organofosforados como un posible carcinógeno humano.

Un estudio realizado en 2007 vinculó los clorpirifos insecticida organofosforado, que se utiliza en algunas frutas y verduras, con retrasos en los tipos de aprendizaje, disminución de la coordinación física y los problemas de conducta en los niños, especialmente el TDAH.

Una dieta orgánica es una manera eficaz de reducir la exposición a los pesticidas organofosforados que se utilizan comúnmente en la producción agrícola. Los niveles de metabolitos organofosforados caen rápidamente y, para algunos metabolitos, se convierten en indetectable en la orina de los niños cuando se consume una dieta orgánica.

Un estudio de 2010 ha encontrado que la exposición organofosforados se asocia con un mayor riesgo de enfermedad de Alzheimer. Otro estudio del mismo año encontró que cada aumento de 10 veces en la concentración urinaria de los metabolitos organofosforados se asoció con un aumento de 55% a 72% en las probabilidades de ADHD en niños. El estudio encontró que la exposición a esos productos se asocia con un mayor riesgo de ADHD en niños. Los investigadores analizaron los niveles de residuos de organofosforados en la orina de más de 1.100 niños de entre 8 y 15 años de edad, y encontraron que aquellos con los niveles más altos de fosfatos de dialquilo, que son los productos de descomposición de los pesticidas organofosforados, también tuvieron la mayor incidencia de TDAH . En general, encontraron un incremento del 35% en las probabilidades de desarrollar TDAH con cada incremento de 10 veces en la concentración urinaria de los residuos de plaguicidas. El efecto se observó incluso en la parte baja de la exposición: los niños que no tenían ningún nivel detectable, por encima de la media de los metabolitos de pesticidas en la orina tenían el doble de probabilidades que los que tenían niveles indetectables para registrar los síntomas del TDAH.

Otro estudio de 2010 encontró que los niños que fueron expuestos a plaguicidas organofosforados cuando aún estaba en el vientre de su madre eran más propensas a desarrollar trastornos de atención años después. Los investigadores evaluaron a los niños de 3,5 años y de 5 años para los síntomas de trastornos de la atención y el TDAH usando informes maternos de la conducta del niño, el rendimiento en pruebas estandarizadas de ordenador, y las calificaciones de comportamiento de los examinadores. Cada aumento de diez veces en los metabolitos de plaguicidas prenatales fue vinculadas a tener cinco veces la probabilidad de una alta puntuación en los exámenes computarizados de 5 años de edad, lo que sugiere una mayor probabilidad de que un niño tiene TDAH. El efecto parece ser más fuerte para los niños que para las niñas.

Un estudio de 2012 publicado en Environmental Health Perspectives encontró que la exposición a esos productos prenatal tuvo un impacto significativo en el peso al nacer y la edad gestacional. Un aumento de 10 veces en las concentraciones de organofosfatos en la madre se asoció con una disminución de 0,5 semanas de edad gestacional del bebé y una disminución de peso al nacer de 151 gramos. "La dieta y el uso de pesticidas en casa han sido identificados como importantes vías de exposición en poblaciones no agrícolas", escribieron los investigadores, pero señaló que el cambio de los niños de convencional a las dietas orgánicas durante varios días reduce los niveles cercanos o por debajo del límite de detección ", lo que sugiere que la dieta era la fuente principal de exposición en la que la población de estudio. "

Las propuestas para prohibir y restricciones de uso

Según la organización Pesticide Action Network no gubernamentales, el paratión organofosforados es uno de los pesticidas más peligrosos. Tan sólo en los EE.UU. más de 650 trabajadores agrícolas han sido envenenados desde 1966, de los cuales 100 murieron. En los países subdesarrollados, muchas más personas han sufrido intoxicaciones fatales y no fatales. La Organización Mundial de la Salud, el PAN y numerosas organizaciones ecologistas proponen una prohibición general y global. Su uso está prohibido o restringido en 23 países y su importación es ilegal en un total de 50 países. Su uso fue prohibido en los EE.UU. en 2000 y no se ha utilizado desde 2003.

Excepto los destinados a la agricultura, el organofosforado diazinon ha sido prohibido en el uso agrícola EE.UU., más de un millón de libras de diazinón se utilizaron en California para el control de plagas agrícolas en 2000. Las zonas y cultivos de los que están más fuertemente diazinon aplican son el control estructural de plagas, las almendras, lechuga, hojas de lechuga y pasas.

En mayo de 2006 la Agencia de Protección del Medio Ambiente examinó el uso de los diclorvos organofosforados y propuso su venta continua, a pesar de la preocupación por su seguridad y la considerable evidencia que sugiere que es cancerígeno y perjudicial para el cerebro y el sistema nervioso, especialmente en los niños. Los ecologistas denuncian que la última decisión fue el resultado de acuerdos a puerta cerrada con la industria y la interferencia política.

En 2001, la EPA pone nuevas restricciones sobre el uso de la organofosfatos fosmet y azinfos-metil para aumentar la protección de los trabajadores agrícolas. La utiliza cultivos informó en ese momento que está eliminando gradualmente en cuatro años, incluido los de almendras, cerezas agrias, algodón, arándanos, melocotones, pistachos y nueces. Los cultivos con registro de tiempo limitado incluye manzanas/manzanas silvestres, arándanos, cerezas, peras, huertos semilleros de pinos, coles de Bruselas, bayas de caña, y el uso de azinfos-metilo en los viveros para los requisitos de cuarentena. Los usos de la etiqueta fosmet incluyen alfalfa, cultivos de huerta, arándanos, cítricos, uvas, árboles ornamentales y frutales no portantes, árboles de Navidad y las coníferas, las patatas y los guisantes. Azinfos-metilo se ha prohibido en Europa desde 2006.