Pestizidtoxikologie

Die Pestizidtoxikologie untersucht die schädlichen Auswirkungen von Chemikalien, die zur Abtötung oder Bekämpfung von Schädlingen eingesetzt werden – Insektizide, Herbizide, Fungizide und Rodentizide – auf den Menschen. Da Pestizide bewusst biologisch aktiv sind, kann die Exposition Menschen durch dieselben oder verwandte Mechanismen schädigen, die sie gegen Zielorganismen wirksam machen, von akuten Vergiftungen bis hin zu chronischen Krankheiten.

Definition

Pestizidtoxikologie ist die Untersuchung der nachteiligen gesundheitlichen Auswirkungen von Pestiziden – Substanzen, die zur Vorbeugung, Zerstörung oder Bekämpfung von Schädlingen eingesetzt werden – einschließlich ihrer Wirkmechanismen beim Menschen, ihrer akuten und chronischen Toxizität und der daraus resultierenden Krankheitslast.

Scope

Das Thema umfasst die wichtigsten chemischen Klassen von Pestiziden, die Wege und Umfelder der menschlichen Exposition, die Mechanismen der akuten und chronischen Toxizität sowie das globale Muster der Pestizidvergiftung. Es ist als Referenzthema innerhalb der Umwelt- und Arbeitsplatztoxikologie konzipiert; es erklärt, wie diese Chemikalien die Gesundheit schädigen, und bietet keine klinische Behandlung oder Antidot-Dosierung.

Core questions

• Was sind die Hauptklassen von Pestiziden und wie wirken sie?
• Wie sind Menschen Pestiziden ausgesetzt, beruflich und in der Allgemeinbevölkerung?
• Was unterscheidet akute Pestizidvergiftungen von chronischen, niedrigschwelligen Effekten?
• Warum ist akute Pestizidvergiftung in einigen Regionen eine Haupttodesursache?

Key concepts

• Organophosphat- und Carbamat-Insektizide
• Acetylcholinesterase-Hemmung
• Cholinerge Krise
• Herbizide, Fungizide und Rodentizide
• Berufliche Exposition versus Exposition der Allgemeinbevölkerung
• Akute Vergiftung versus chronische Krankheitsassoziation
• Selbstvergiftung und Pestizidregulierung

Mechanisms

Verschiedene Pestizidklassen wirken über unterschiedliche Mechanismen. Die Organophosphat- und Carbamat-Insektizide hemmen die Acetylcholinesterase, wodurch sich Acetylcholin an den Synapsen ansammeln kann und ein cholinerges Syndrom entsteht, das bei schwerer Vergiftung lebensbedrohlich sein kann (Eddleston et al., 2008). Andere Klassen haben unterschiedliche Ziele, und viele Pestizide fördern zusätzlich oxidativen Stress und wurden bei geringeren chronischen Expositionen mit einer Reihe nicht übertragbarer Krankheiten über entzündliche, endokrine und neurodegenerative Wege in Verbindung gebracht (Mostafalou & Abdollahi, 2013). Das sich entwickelnde Nervensystem scheint besonders anfällig für bestimmte Pestizide zu sein (Grandjean & Landrigan, 2006).

Clinical relevance

Pestizide sind eine wichtige Ursache für vermeidbare Vergiftungen und eine Exposition, die in landwirtschaftlichen und ländlichen Gemeinden berücksichtigt werden sollte. Eine akute Organophosphat-Vergiftung ist ein anerkannter medizinischer Notfall, während eine chronische Exposition auf niedrigem Niveau mit mehreren nicht übertragbaren Krankheiten in Verbindung gebracht wurde (Eddleston et al., 2008; Mostafalou & Abdollahi, 2013). Dieser Eintrag beschreibt, wie Pestizide Schaden anrichten, und informiert über Prävention und Regulierung; er ist kein Leitfaden zur Diagnose oder Behandlung von Vergiftungen bei Einzelpersonen.

Epidemiology

Akute Pestizidvergiftungen, ein Großteil davon durch absichtliche Selbstvergiftung, stellen ein großes globales Gesundheitsproblem und eine führende Suizidmethode in Teilen des ländlichen Asiens und anderswo dar, die einen großen Anteil der weltweiten Vergiftungstodesfälle ausmachen (Eddleston et al., 2008). Die berufliche Exposition betrifft Landarbeiter und Pestizidanwender, und Rückstände in der Nahrung tragen zur Exposition der Allgemeinbevölkerung auf niedrigerem Niveau bei (Mostafalou & Abdollahi, 2013).

Evidence & guidelines

Die Evidenz zur akuten Toxizität stützt sich auf klinische Toxikologie und Beobachtungsstudien an vergifteten Patienten, während die Evidenz zu chronischen Effekten aus der Arbeits- und Umwelt-Epidemiologie sowie mechanistischen Studien stammt (Eddleston et al., 2008; Mostafalou & Abdollahi, 2013). Die Regulierung der gefährlichsten Pestizide, einschließlich Beschränkungen für hochgiftige Verbindungen, ist eine anerkannte Präventionsstrategie, die von internationalen Organisationen unterstützt wird.

History

Synthetische Pestizide wurden Mitte des 20. Jahrhunderts weit verbreitet eingesetzt, was die landwirtschaftliche Produktivität dramatisch erhöhte, aber auch die Exposition des Menschen. Die Erkenntnis akuter Vergiftungen, der Umweltpersistenz von Organochlorverbindungen und später der Zusammenhänge zwischen chronischer Exposition und Krankheit führte zu aufeinanderfolgenden Regulierungswellen und der Substitution oder dem Verbot der gefährlichsten Verbindungen (Mostafalou & Abdollahi, 2013).

Debates

Wie stark ist die Evidenz, die eine chronische Exposition gegenüber niedrigen Pestizidkonzentrationen mit nicht übertragbaren Krankheiten in Verbindung bringt?

Übersichtsstudien berichten über Zusammenhänge zwischen chronischer Pestizidexposition und Zuständen wie neurodegenerativen und metabolischen Erkrankungen, aber die Interpretation dieser Beobachtungsbefunde wird durch Einschränkungen bei der Expositionsmessung und Störfaktoren erschwert, sodass kausale Behauptungen weiterhin umstritten sind.

Key figures

• Michael Eddleston
• Mohammad Abdollahi
• Philippe Grandjean

Seminal works

• eddleston-2008
• mostafalou-2013

Frequently asked questions

Warum sind Organophosphat-Pestizide bei akuten Vergiftungen so gefährlich?

Sie hemmen das Enzym Acetylcholinesterase, wodurch sich Acetylcholin ansammelt und das Nervensystem überstimuliert; eine schwere Vergiftung führt zu einer cholinergen Krise, die die Atmung beeinträchtigen und tödlich sein kann (Eddleston et al., 2008).

Sind Pestizidrückstände in der Nahrung die Hauptquelle der menschlichen Exposition?

Für die Allgemeinbevölkerung sind geringe Rückstände in der Nahrung eine häufige Expositionsquelle, aber die schwerwiegendsten gesundheitlichen Auswirkungen ergeben sich aus akuten Vergiftungen und höheren beruflichen Expositionen bei Landarbeitern (Mostafalou & Abdollahi, 2013).