مطالعه نشان می‌دهد که محصولات تجزیه (متابولیت‌های) آفت‌کش‌ها می‌توانند سمی‌تر از ترکیبات اصلی باشند

هوای پاک، آب و خاک سالم برای عملکرد اکوسیستم‌هایی که در چهار منطقه اصلی زمین برای حفظ حیات با هم تعامل دارند، ضروری هستند. با این حال، بقایای سموم دفع آفات در اکوسیستم‌ها فراگیر هستند و اغلب در خاک، آب (جامد و مایع) و هوای محیط در سطوحی فراتر از استانداردهای آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA) یافت می‌شوند. این بقایای سموم دفع آفات تحت هیدرولیز، فتولیز، اکسیداسیون و تجزیه زیستی قرار می‌گیرند و در نتیجه محصولات تبدیل مختلفی ایجاد می‌شوند که به اندازه ترکیبات اصلی آنها رایج هستند. به عنوان مثال، 90٪ از آمریکایی‌ها حداقل یک نشانگر زیستی سموم دفع آفات در بدن خود دارند (هم ترکیب اصلی و هم متابولیت). وجود سموم دفع آفات در بدن می‌تواند بر سلامت انسان، به ویژه در مراحل آسیب‌پذیر زندگی مانند کودکی، نوجوانی، بارداری و پیری، تأثیر بگذارد. ادبیات علمی نشان می‌دهد که سموم دفع آفات از دیرباز اثرات نامطلوب قابل توجهی بر سلامت (مانند اختلال غدد درون ریز، سرطان، مشکلات تولید مثلی/زایمان، سمیت عصبی، از دست دادن تنوع زیستی و غیره) بر محیط زیست (از جمله حیات وحش، تنوع زیستی و سلامت انسان) داشته‌اند. بنابراین، قرار گرفتن در معرض آفت‌کش‌ها و ترکیبات مؤثر آنها می‌تواند اثرات نامطلوبی بر سلامتی، از جمله اثرات بر سیستم غدد درون‌ریز، داشته باشد.
دکتر تئو کولبورن، متخصص اتحادیه اروپا در زمینه مختل‌کننده‌های غدد درون‌ریز (مرحوم)، بیش از ۵۰ ماده فعال آفت‌کش‌ها را به عنوان مختل‌کننده‌های غدد درون‌ریز (ED) طبقه‌بندی کرد، از جمله مواد شیمیایی موجود در محصولات خانگی مانند مواد شوینده، ضدعفونی‌کننده‌ها، پلاستیک‌ها و حشره‌کش‌ها. تحقیقات نشان داده است که اختلال غدد درون‌ریز در بسیاری از آفت‌کش‌ها مانند علف‌کش‌های آترازین و ۲،۴-D، حشره‌کش حیوانات خانگی فیپرونیل و دیوکسین‌های مشتق شده از کارخانه (TCDD) غالب است. این مواد شیمیایی می‌توانند وارد بدن شوند، هورمون‌ها را مختل کنند و باعث مشکلات رشدی، بیماری و تولید مثلی شوند. سیستم غدد درون‌ریز از غدد (تیروئید، غدد جنسی، غدد فوق کلیوی و هیپوفیز) و هورمون‌هایی که تولید می‌کنند (تیروکسین، استروژن، تستوسترون و آدرنالین) تشکیل شده است. این غدد و هورمون‌های مربوط به آنها، رشد، نمو، تولید مثل و رفتار حیوانات، از جمله انسان را کنترل می‌کنند. اختلالات غدد درون‌ریز یک مشکل مداوم و رو به رشد است که مردم در سراسر جهان را تحت تأثیر قرار می‌دهد. در نتیجه، طرفداران این سیاست استدلال می‌کنند که این سیاست باید مقررات سختگیرانه‌تری در مورد استفاده از آفت‌کش‌ها اعمال کند و تحقیقات در مورد اثرات طولانی مدت قرار گرفتن در معرض آفت‌کش‌ها را تقویت کند.
این مطالعه یکی از مطالعات بسیاری است که تشخیص می‌دهد محصولات تجزیه آفت‌کش‌ها به همان اندازه سمی یا حتی مؤثرتر از ترکیبات اصلی خود هستند. در سراسر جهان، پیریپروکسیفن (Pyr) به طور گسترده برای کنترل پشه‌ها استفاده می‌شود و تنها آفت‌کشی است که توسط سازمان بهداشت جهانی (WHO) برای کنترل پشه‌ها در ظروف آب آشامیدنی تأیید شده است. با این حال، تقریباً هر هفت پیروکسیفن TP دارای فعالیت کاهش‌دهنده استروژن در خون، کلیه‌ها و کبد هستند. مالاتیون یک حشره‌کش محبوب است که فعالیت استیل کولین استراز (AChE) را در بافت عصبی مهار می‌کند. مهار AChE منجر به تجمع استیل کولین، یک انتقال‌دهنده عصبی شیمیایی مسئول عملکرد مغز و ماهیچه‌ها می‌شود. این تجمع شیمیایی می‌تواند منجر به عواقب حادی مانند پرش‌های سریع کنترل نشده برخی از عضلات، فلج تنفسی، تشنج شود و در موارد شدید، مهار استیل کولین استراز غیر اختصاصی است و منجر به شیوع مالاتیون می‌شود. این یک تهدید جدی برای حیات وحش و سلامت عمومی است. به طور خلاصه، این مطالعه نشان داد که دو ترکیب فعال مالاتیون اثرات مخرب غدد درون‌ریز بر بیان ژن، ترشح هورمون و متابولیسم گلوکوکورتیکوئیدها (کربوهیدرات، پروتئین، چربی) دارند. تجزیه سریع آفت‌کش فنوکساپروپ-اتیل منجر به تشکیل دو ترکیب فعال بسیار سمی شد که بیان ژن را 5.8 تا 12 برابر افزایش داد و تأثیر بیشتری بر فعالیت استروژن داشت. در نهایت، ترکیب فعال اصلی بنالاکسیل در محیط زیست طولانی‌تر از ترکیب اصلی باقی می‌ماند، یک آنتاگونیست آلفا گیرنده استروژن است و بیان ژن را 3 برابر افزایش می‌دهد. چهار آفت‌کش مورد مطالعه در این مطالعه تنها مواد شیمیایی مورد توجه نبودند؛ بسیاری دیگر نیز محصولات تجزیه سمی تولید می‌کنند. بسیاری از آفت‌کش‌های ممنوعه، ترکیبات آفت‌کش قدیمی و جدید و محصولات جانبی شیمیایی، فسفر کل سمی آزاد می‌کنند که مردم و اکوسیستم‌ها را آلوده می‌کند.
آفت‌کش ممنوعه DDT و متابولیت اصلی آن DDE، دهه‌ها پس از حذف استفاده، در محیط زیست باقی می‌مانند و آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA) غلظت مواد شیمیایی را که از سطوح قابل قبول فراتر می‌روند، شناسایی می‌کند. در حالی که DDT و DDE در چربی بدن حل می‌شوند و سال‌ها در آنجا می‌مانند، DDE مدت طولانی‌تری در بدن باقی می‌ماند. یک نظرسنجی انجام شده توسط مراکز کنترل بیماری (CDC) نشان داد که DDE بدن ۹۹ درصد از شرکت‌کنندگان در مطالعه را آلوده کرده است. مانند مختل‌کننده‌های غدد درون‌ریز، قرار گرفتن در معرض DDT خطرات مرتبط با دیابت، یائسگی زودرس، کاهش تعداد اسپرم، اندومتریوز، ناهنجاری‌های مادرزادی، اوتیسم، کمبود ویتامین D، لنفوم غیر هوچکین و چاقی را افزایش می‌دهد. با این حال، مطالعات نشان داده‌اند که DDE حتی از ترکیب اصلی خود سمی‌تر است. این متابولیت می‌تواند اثرات سلامتی چند نسلی داشته باشد و باعث چاقی و دیابت شود و به طور منحصر به فردی میزان ابتلا به سرطان سینه را در چندین نسل افزایش می‌دهد. برخی از آفت‌کش‌های نسل قدیمی‌تر، از جمله ارگانوفسفات‌ها مانند مالاتیون، از همان ترکیبات عامل اعصاب جنگ جهانی دوم (عامل نارنجی) ساخته شده‌اند که بر سیستم عصبی تأثیر منفی می‌گذارد. تریکلوزان، یک آفت‌کش ضدمیکروبی که استفاده از آن در بسیاری از غذاها ممنوع است، در محیط زیست باقی می‌ماند و محصولات تجزیه سرطان‌زایی مانند کلروفرم و ۲،۸-دی‌کلرودی‌بنزو-پی-دیوکسین (۲،۸-DCDD) تشکیل می‌دهد.
مواد شیمیایی «نسل بعدی»، از جمله گلیفوسات و نئونیکوتینوئیدها، به سرعت عمل می‌کنند و به سرعت تجزیه می‌شوند، بنابراین احتمال تجمع آنها کمتر است. با این حال، مطالعات نشان داده‌اند که غلظت‌های پایین‌تر این مواد شیمیایی سمی‌تر از مواد شیمیایی قدیمی‌تر هستند و به چندین کیلوگرم وزن کمتر نیاز دارند. بنابراین، محصولات تجزیه این مواد شیمیایی ممکن است اثرات سم‌شناسی مشابه یا شدیدتری ایجاد کنند. مطالعات نشان داده‌اند که علف‌کش گلیفوسات به یک متابولیت AMPA سمی تبدیل می‌شود که بیان ژن را تغییر می‌دهد. علاوه بر این، متابولیت‌های یونی جدید مانند دنیتروایمیداکلوپرید و دسیانوتیاکلوپرید به ترتیب 300 و 200 برابر برای پستانداران سمی‌تر از ایمیداکلوپرید اصلی هستند.
آفت‌کش‌ها و عوامل رونویسی آنها می‌توانند سطح سمیت حاد و زیرکشنده را افزایش دهند که منجر به اثرات بلندمدت بر غنای گونه‌ای و تنوع زیستی می‌شود. آفت‌کش‌های مختلف گذشته و حال مانند سایر آلاینده‌های زیست‌محیطی عمل می‌کنند و افراد ممکن است همزمان در معرض این مواد قرار گیرند. اغلب این آلاینده‌های شیمیایی با هم یا به صورت هم‌افزایی عمل می‌کنند تا اثرات ترکیبی شدیدتری ایجاد کنند. هم‌افزایی یک مشکل رایج در مخلوط‌های آفت‌کش است و می‌تواند اثرات سمی بر سلامت انسان، حیوانات و محیط زیست را دست کم بگیرد. در نتیجه، ارزیابی‌های فعلی ریسک زیست‌محیطی و سلامت انسان، اثرات مضر بقایای آفت‌کش‌ها، متابولیت‌ها و سایر آلاینده‌های زیست‌محیطی را تا حد زیادی دست کم می‌گیرند.
درک تأثیر آفت‌کش‌های مختل‌کننده غدد درون‌ریز و محصولات تجزیه آنها بر سلامت نسل‌های فعلی و آینده بسیار مهم است. علت‌شناسی بیماری‌های ناشی از آفت‌کش‌ها، از جمله تأخیرهای زمانی قابل پیش‌بینی بین مواجهه با مواد شیمیایی، اثرات بهداشتی و داده‌های اپیدمیولوژیک، به خوبی شناخته نشده است.
یکی از راه‌های کاهش تأثیر آفت‌کش‌ها بر مردم و محیط زیست، خرید، پرورش و نگهداری محصولات ارگانیک است. مطالعات متعدد نشان داده‌اند که با تغییر به یک رژیم غذایی کاملاً ارگانیک، سطح متابولیت‌های آفت‌کش در ادرار به طرز چشمگیری کاهش می‌یابد. کشاورزی ارگانیک با کاهش نیاز به شیوه‌های کشاورزی فشرده شیمیایی، مزایای سلامتی و زیست‌محیطی زیادی دارد. اثرات مضر آفت‌کش‌ها را می‌توان با اتخاذ شیوه‌های ارگانیک احیاکننده و استفاده از روش‌های کنترل آفات با کمترین سمیت کاهش داد. با توجه به استفاده گسترده از استراتژی‌های جایگزین بدون آفت‌کش، هم خانوارها و هم کارگران کشاورزی و صنعت می‌توانند این شیوه‌ها را برای ایجاد محیطی امن و سالم به کار گیرند.