ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΣΤΗΝ ΥΓΕΙΑ ΑΠΟ ΤΑ ΦΥΤΟΦΑΡΜΑΚΑ

​

Πετράκης Δημήτρης – Παιδοχειρουργός, Συνεργάτης Εργαστηρίου

Τοξικολογίας Ιατρικής Σχολής Πανεπιστημίου Κρήτης

Ηράκλειο 6 Απριλίου 2017

Το 1^ο μάθημα�

• Τι είναι τα φυτοφάρμακα
• Η ταξινόμηση τους
• Οι τρόποι δράσης των φυτοφαρμάκων
• Οι επιπτώσεις των φυτοφαρμάκων στην αύξηση νοσηρότητας

Το 2^ο μάθημα

• Οι επιπτώσεις των φυτοφαρμάκων στους διαύλους
• Οι τροποποιήσεις σηματοδοτήσεων στο εσωτερικό των κυττάρων
• Οι γενετικές επιπτώσεις στο πυρήνα
• Οι επιπτώσεις στους άλλους οργανισμούς και στο περιβάλλον
• Έρευνα και τοξικολογία για φυτοφάρμακα
• Συμπεράσματα

Ανθρώπινα κύτταρα

Ανθρώπινες δομές

Νεώρια

Endocytosis

Χανιώπορτα

Receptors

Cell membrane gated Channels

Αντιγραφές

Λιμάνι Ηρακλείου

Endocytosis

Receptors - Ligands - Secondary Messengers

Receptors

Ligands

Secondary Messengers

Ligands

Receptors

�Pesticides effects on Voltage-gated Sodium channels�

Organochlorines persistently activate (open) VGSCs

Pyretroids I prolong the opening, leading to repetitive firing of action potentials.

Type II pyrethrois prevent closing of the channels to an inactive state. (C).

Cardiac function, irritable bowel syndromeCardiac function, irritable bowel syndrome, fibromyalgia,

Insensitivity to pain, neuropsychiatric disorders

Neuron, myocytes, and certain types of glia faster action potential

Voltage-gated - Calcium channels �closed (smooth muscle relaxation )

Pesticides effects on Voltage-gated - Calcium channels

• Organophospate cause OPIDN and induce muscular contraction by altered Ca2+-calmodulin kinase II activity
• Calcium channels are another primary target for Pyrethroids. Deltamethrin either inhibits or enhances Ca+2 influx through N-Type VSCCs depending on the phosphorylation state of the neuron.
• Blockade of different types of calcium channels may underlie some of the chronic effects of low-level pyrethroid mammalian poisoning.

​

Voltage-gated - Chloride channels

Play a variety of important physiological and cellular roles that Include

regulation of pH, volume homeostasis, organic solute transport, cell

migration, cell proliferation and differentiation

​

The family of calcium-activated chloride channels (CaCCs), have been

identified in epithelialidentified in epithelial and endothelial cell types, as intestinal pacemakers

for peristalsisfor peristalsis and as tumourfor peristalsis and as tumour suppressors

​

Chloride channels are also important for maintaining safe ion concentrations within plant cells

Pesticides effects on Voltage-gated - Chloride channels

Pyrethroids direct effects on GABA receptors (GABA releasing from presynaptic terminals of interneurons, diffuses across the synaptic cleft, binds to postsynaptic GABA A receptors and triggers Cl - entry into the postsynaptic neuron).

This leads to hyperpolarization of the postsynaptic neuron and an overall decrease in neuronal excitability.

Pesticides effects on Voltage-gated - Chloride channels

• Paraoxon, industrial organophosphate tri-o-cresyl phosphate and other Ops inhibit GABA-regulated chloride channels and bound with high affinity to the voltage-dependent chloride channels
• These effects represented by convulsion, depression, anxiolysis, hypnosis or tremorgenesis

Cation channels of sperm 

• Transient receptor potential channels
• Are voltage-gated Ca2+ channels that seem to be specific to sperm
• ProgesteroneProgesterone induces Ca(2+)Progesterone induces Ca(2+) influx into spermatozoa and triggers multiple Ca(2+)-dependent physiological responses.
• Calcium signallingCalcium signalling is critical for successful fertilizationCalcium signalling is critical for successful fertilization (sperm motilityCalcium signalling is critical for successful fertilization (sperm motility and for cAMP induced Ca2+ current in sperm)
• In spermatozoa, capacitation, hyperactivation of motility and the acrosome reactionIn spermatozoa, capacitation, hyperactivation of motility and the acrosome reaction are all mediated by increases in intracellularIn spermatozoa, capacitation, hyperactivation of motility and the acrosome reaction are all mediated by increases in intracellular Ca(2+)

​

Pesticides effects on cation channels of sperm

• Pesticide increased intracellular Ca2+ concentration by opening L-type voltage-dependent Ca2+ channels as well as endoplasmic reticulum IP3 and ryanodine receptors, leading to Ca2+ overload within the cells, which set off oxidative stress and necrotic cell death
• Activated protein kinase C, phosphatidylinositol 3-kinase, and the mitogen-activated protein kinases such as ERK1/2 and p38MAPK play a role in eliciting Ca2+ influx and cell death
• Roundup toxicity, implicated in Ca2+ overload, cell signaling misregulation, stress response of the endoplasmic reticulum, and/or depleted antioxidant defenses, could contribute to Sertoli cell disruption in spermatogenesis that could have an impact on male fertility

​

Voltage-gated Potassium channels

open

closed

Voltage-gated Potassium channels

• these channels act to set or reset the resting potential in many cells, such as excitable neurons.
• malfunction of potassium channels in cardiac musclemalfunction of potassium channels in cardiac muscle, may cause life-threatening arrhythmias.
• Potassium channels may also be involved in maintaining vascular tone.
• They also regulate cellular processes such as the secretion of hormones hormones (e.g., insulin hormones (e.g., insulin release from beta-cells hormones (e.g., insulin release from beta-cells in the pancreas hormones (e.g., insulin release from beta-cells in the pancreas) so their malfunction can lead to diseases (such as diabetes).

Voltage-gated Potassium channels

Ca(2+)-activated K(+)

regulators of cellular processes including neuronal firing, synaptic transmission, cochlear hair cell tuning, insulin release, and smooth muscle tone and activated by muscarinic receptors in the heart (activated by parasympathetic signals) slows down the heart rate

Voltage-gated Potassium channels ( K –ATP ) �

• Theese channels can be classified as being either sarcolemmalTheese channels can be classified as being either sarcolemmal ("sarc K -ATP"), mitochondrialTheese channels can be classified as being either sarcolemmal ("sarc K -ATP"), mitochondrial ("mito K -ATP"), or nuclear ("nuc K -ATP“)
• Cell’s K-ATP react to hypoxia and ischemia and cellular oxidative stress
• High glucoseHigh glucose levels or ischemia for example, induce a significant decrease in the transcription of the K-ATP genes
• Low intracellular oxygen levels decrease the rate of metabolism by slowing the citric acid cycle in the mitochondria. Unable to transfer electrons efficiently, the intracellular NAD+Low intracellular oxygen levels decrease the rate of metabolism by slowing the citric acid cycle in the mitochondria. Unable to transfer electrons efficiently, the intracellular NAD+/NADHLow intracellular oxygen levels decrease the rate of metabolism by slowing the citric acid cycle in the mitochondria. Unable to transfer electrons efficiently, the intracellular NAD+/NADH ratio decreases, activating phosphotidylinositol-3-kinase (PI3K) and extracellular signal-regulated kinases, with subsequence up regulation other promoter proteins

Voltage-gated Potassium channels in pancreatic b cells

• Under normal conditions, the K-ATP channels in pancreatic beta cells are spontaneously active, allowing potassium ions to flow out the cell
• In higher glucose metabolism, and consequently increased levels of ATP, the K-ATP channels close, causing the membrane potential of the cell to depolarize, and consequently increased levels of ATP, the K-ATP channels close, causing the membrane potential of the cell to depolarize, thus promoting quickly and synchronously insulin, and consequently increased levels of ATP, the K-ATP channels close, causing the membrane potential of the cell to depolarize, thus promoting quickly and synchronously insulin release.
• Cardiac ischemia, as it slows the oxidation of fatty acids, causes an accumulation of acyl-CoA and induces K-ATP channel opening

Pesticides effects on mitoK-ATP potassium channels

In cellular- mitochondrial aerobic energy crisis by Pesticides exposure via alternating inner membrane potential, imbalanced trans-membrane ion transport via selective inhibitions of mitochondrial membrane active enzymatic complexes, and an overproduction of free radicals 🡪 mitoK-ATP channels open and close to regulate both internal Ca2+ concentration and the degree of membrane swelling.

Allowing further H+ outflow, provide the proton gradient which is necessary for mitochondrial ATP synthesis. Ops, pyrethroids and other pesticides inhibit ATP synthesis and induce mitochondrial energy crisis, swelling, acidification, primary conditions for inflammation

Pesticides effects on potassium channels

Ops compounds, Carbamate and Pyrethroids

a. inhibited the human Kv1.5 channels with a predominant open-channel blocking mechanism >> prolonged action potentials of isolated human atrial but not ventricular myocytes.

b. deactivate K+ channel opening play an important role in neuronal excitability, such as unresting membrane potential, unresponsiveness to synaptic inputs, spike frequency adaptation, and neurotransmission interruption

c. Deltamethrin exposure increases the K(+)-stimulated release of amino acid transmitters, GABA and glutamate with consequence neuronal damage and disturbs fine-tuning of neuronal efficiency in neuronal networks and might also interfere with the correct wiring during development

d. ATP synthase inhibition and increase of the positive intracellular charge due to predominant open-channels and the influx of cations (Na+, Ca2+) through VGSCs and VGCCs, induse oxidative stress , vasoconstriction and ischemia

e. In striatal spiny neurons, high Ach and H202, low ATP and DA with or no activation of K+ channels no other pathways for cell survival are enhanced, such as transient receptor potential channels (TRP channels), indicating that potential sources of parkinsonian damage in these cells are one-way .

​

Transient receptor potential channels (TRP channels)

• Is a group of ion channelsIs a group of ion channels located mostly on the plasma membrane, mediate a variety of sensations like the sensations of pain, hotness, warmth or coldness, different kinds of tastes, pressure, and vision
• They are nonselective cation channels with high Ca+2 permeability from voltage-activated Ca+2 channels (VACCs) and their function is regulated through phosphorylation by protein kinases and phosphatases

Pesticides effects on TRP channels

• Organophosphate/carbamate pesticides as acetylcholinesterase

inhibitors increase stimulation of muscarinic receptors led to increased NO levels and indirectly increased N-methyl-D-aspartate receptor (NMDA) activity.

• Pesticides induce Vanilloid receptor activity and chemical-induced inflammation. Vanilloid receptors are widely distributed in the peripheral (C-fibres of the trigeminal nerve ends) and CNS (e.g. hippocampus, hypothalamus, amygdale, cerebral cortex.
• Activation of TRPV1/VR1 receptor leads to intracellular calcium influx, consecutive nerve action potentials, NO and peroxynitrine formation, oxidative stress, release of substance P, vasoactive neuropeptides (calcitonine gene - related peptide-CGRP,VIP), adenosine and pro-inflammatory cytokines (TNF-a, IL-1, IL-6, IFN-γ), act as retrograde messengers, diffusing to the presynaptic cell, where these increase the release of the neurotransmitter glutamate.
• This induces neurogenic inflammation, peripheral or central chemical sensitivity and neurotoxicity

Pyrethroids effects on TRP channels

• TRP channel gating is dependent on localized internal Ca2+ levels
• Nine pyrethroids (tefluthrin, deltamethrin, λ-cyhalothrin, β-cyfluthrin, esfenvalerate, S-bioallethrin, fenpropathrin, cypermethrin, and bifenthrin) produced concentration-dependent elevations in intracellular calcium concentration ([Ca2+]i) in neocortical neurons
• TRP channels have high Ca+2 permeability and are molecular targets of pyrethroids.
• In all calcium channel subtypes tested, allethrin caused a significant acceleration of the inactivation kinetics and a hyperpolarizing shift in the voltage dependence of inactivation

​

TRP channels and NO cause inflammation and apoptosis

• Activation of TRPV1/VR1 receptor leads to intracellular calcium influx
• NO and peroxynitrine formation, oxidative stress, release of substance P, vasoactive neuropeptides (calcitonine gene - related peptide-CGRP,VIP), adenosine and pro-inflammatory cytokines (TNF-a, IL-1, IL-6, IFN-γ) and glutamate

Pesticides induce apoptosis and necrosis

Reactions of peroxynitrite leading to either apoptotic or necrotic cell death

mitochondrial membrane potential ( Δψm) AIF: Apoptosis inducing factor,

outside of mitochondria (DNA fragmentation and chromatin condensation).

Cyt C: Cytochrome Complex. Cyt C is a component of the electron transport

chainchain in mitochondria.It accepts electrons from the bc1 complex and transfers

electrons to the complex IV.

Cyclic nucleotide-gated ion channels or CNG channels

• CNG channels are significant in sensory transductionCNG channels are significant in sensory transduction as well as cellular development activated by cyclic nucleotides cAMPCNG channels are significant in sensory transduction as well as cellular development activated by cyclic nucleotides cAMP or cGMP)
• signal transductionsignal transduction in retinal, olfactory receptor neuronsreceptor neurons, hormonereceptor neurons, hormone release and chemotaxisreceptor neurons, hormone release and chemotaxis (rodreceptor neurons, hormone release and chemotaxis (rod and conereceptor neurons, hormone release and chemotaxis (rod and cone photoreceptors, and they have also been found in the brainreceptor neurons, hormone release and chemotaxis (rod and cone photoreceptors, and they have also been found in the brain, heartreceptor neurons, hormone release and chemotaxis (rod and cone photoreceptors, and they have also been found in the brain, heart, kidneysreceptor neurons, hormone release and chemotaxis (rod and cone photoreceptors, and they have also been found in the brain, heart, kidneys, and gonads).

CNG channels in retinal neurons

• In the absence of light

channels open, sodium (Na+) channels open, sodium (Na+) and calcium (Ca2+) channels open, sodium (Na+) and calcium (Ca2+) ions flow into the cell causing the outer segment of the photoreceptor to depolarize

​

• When the retina detects light

intracellular Ca+2 decreases resulting increase in Guanylate Cyclase C (GC-C), with consequence activation of the cells controlled by glutamate and acetylcholine receptors, reaction known as a phototransduction cascade

​

Increased GC-C, as a signal transduction Increased GC-C, as a signal transduction pathway leads to the activation of the enzyme phosphodiesterase Increased GC-C, as a signal transduction pathway leads to the activation of the enzyme phosphodiesterase, which hydrolyzes cGMP into 5’-GMP, decreasing the concentration of cGMP. In the absence of cGMP, the CNG channels in the photoreceptors close

​

Activities of CNG channels

CNG channels or Cyclic nucleotide-gated ion channels

HCN channels or Hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated

Pesticides and CNG channels

• High concentration of Ca2+ in the photoreceptor cell would lead to its death programmed cell death or apoptosis
• Ops inhibit c-GMP and c-AMP, induce oxidative stress, and alter the cellular antioxidant defence system independent of its anticholinesterase effects

Pesticides and CNG channels

• Ops, Carbamate and pyrethroids induce ACh production which activates M3 muscarinic receptors in vascular endothelial cells, leading increased production and release of nitric oxide (NO).
• Pesticides inhibit adenylate cyclase (AC III), phosphatases and guanilate cyclise, decrease c GMP and cAMP consequence inhibition of membrane signialling and phosphorylization cause damage at cyclic nucleotide –gated ion channels).

​

BNIP3 pathway and voltage-dependent anion channel (VDAC)

• Under oxidative stress mitochondrial

endonuclease G translocate from mitochondrial to nucleus for chromatin degradation with the help of other anion channel (VDAC)

• Pesticides inhibiting Chloride channels and GABA receptors play role in Na+ and Ca+2 homeostasis and gene expression
• The dimeric BNIP3 mitochondrial protein is known to induce apoptosis and play role in hypoxic cell death in human epithelial cells (BCL2 family)

Transient receptor potential channels (TRP channels)

• sensations of pain, hotness, warmth or coldness, different kinds of tastes, pressure, and vision
• non-selectively,cell membrane, permeable to cations, including Na+, Ca+2, Mg+2
• TRPMs function as intracellular calcium release channels and thus serve an important role in organelle regulation
• TRP-like channels in insect vision
• Mutations in TRPs have been linked to neurodegenerativeneurodegenerative disorders, skeletal dysplasia, kidney disorders, and may play an important role in cancer.

​

Pesticides effects on TRP channels

• Altered expression of TRP proteins often leads to tumorigenesistumorigenesis, apoptosis and necrosis
• Pesticide may damage the airways directly or by interacting with irritant receptors in the bronchial mucosa causing release of mediators that eventually lead to persistent airway inflammation and nonspecific bronchial hyper-reactivity.
• The activation of TRPV1 and TRPA1 ion channels in bronchial C-sensory fibers, inflammatory cells and epithelial cells following pesticides exposure or irritants and air pollutants, may release chemical mediators that trigger a neurogenic inflammation. If airway inflammation is sustained over time, nonspecific bronchial hyper-reactivity may ensue leading to asthmatic symptoms.
• The dysregulation of neurogenic inflammation by chemical exposures is considered an important mechanism underlying irritant-induced asthma.
• Further studies at molecular level are needed to clarify the mechanistic role of pesticides as a risk factor for allergic and nonallergic asthma in occupational and environmentally exposed populations.

Pesticides effects on asthma

Transient receptor potential channels (TRP channels) on signial transduction

Τα φυτοφάρμακα επηρεάζουν τις ενδοκυττάριες αποκρίσεις

Ops, Pyrethroids, Carbamate �αυξάνουν την έκκριση κορτιζόνης

από διέγερση του υποθάλαμο-

υπόφυσιο-επινεφριδιακού άξονα

Ops, Pyrethroids, Carbamate �αυξάνουν την έκκριση κορτιζόνης

από διέγερση του υποθάλαμο-

υπόφυσιο-επινεφριδιακού άξονα

Cyclic adenosine monophosphate

Cyclic adenosine monophosphate

Τα Ops, Pyrethroids, Carbamate αναστέλλουν

τα ένζυμα Αdenylate Cyclase (AC) και cAMP

Τα Ops, Pyrethroids, Carbamate αναστέλλουν

τα ένζυμα Αdenylate Cyclase (AC) και cAMP

Cyclic adenosine monophosphate

Πολλά φυτοφάρμακα ως ορμονικοί διαταράκτες απορυθμίζουν

τη σηματοδότηση της ήδη ανεσταλμένης Αdenylate Cyclase

Πολλά φυτοφάρμακα ως ορμονικοί διαταράκτες απορυθμίζουν

τη σηματοδότηση της ήδη ανεσταλμένης Αdenylate Cyclase

� �

Gladis Magnarelli, Teresa Fonovich.

Protein phosphorylation pathways disruption by pesticides.

Advances in Biological Chemistry, 2013, 3, 460-474 ABC

Τα φυτοφάρμακα καταστρέφουν τις φωσφορυλιώσεις πρωτεϊνών

Τα φυτοφάρμακα, οι φωσφορυλιώσεις και η γονιδιακή έκφραση

• Τα περισσότερα φυτοφάρμακα επιδρούν σε μεταβολικές ρυθμίσεις, σηματοδοτήσεις, ορμονικές και νευρικές λειτουργίες, κυτταρικές ογκογενετικές διαφοροποιήσεις, αναπαραγωγή, κυτταρική επιβίωση και θάνατο
• Επιδρούν σε σηματοδοτήσεις εξελικτικών σταδίων όγκων και μεταστάσεων, ορμονικών διαταραχών, επιγενετικών αλλαγών σε ρυθμιστικά γονίδια
• Τα τοξικά μίγματα φυτοφαρμάκων αυξάνουν τις διαταραχές φωσφορυλιώσεων που συνδέονται με βιοχημικές και μοριακές διεργασίες
• Χρειάζονται νέες επιδημιολογικές μελέτες και πειράματα για μελέτες συσχέτισης μικροσυστοιχιών phosphoproteome και γονιδιακής έκφρασης για την κατανόηση των μηχανισμών που εμπλέκονται στην τοξικολογία φυτοφαρμάκων

Διαταραχές φωσφορυλίωσης και hormone signaling pathways

• Τα φυτοφάρμακα - ενδοκρινείς διαταράκτες (EDs) επιδρούν σε διάφορα σημεία ορμονικών σηματοδοτήσεων (hormone signaling pathways)
• Αυτό προκαλεί αναστολή ή υπερέκκριση ορμονών σε λάθος χρόνο και ιστότοπο
• Και εμφάνιση επιγενετικών γονιδιακών αλλαγών που μεταδίδονται σε επόμενες γενεές

Διαταραχές φωσφορυλίωσης και άλλοι μηχανισμοί σηματοδότησης

• Τα φυτοφάρμακα ΕDs αναστέλλουν τους υποδοχείς στεροειδών ουσιών - ορμονών αυξάνουν τη κορτιζόνη και χοληστερίνη και μειώνουν τεστοστερόνη και προγστερόνη
• Οι στεροειδείς ορμόνες ενεργοποιούν τις ενδοκυττάριες και εκτός πυρήνα διεργασίες με τις mitogen-activated protein kinases (MAPKs) και τους υποδοχείς που συνδέονται με G proteins
• Oι MAPKs κινάσες, μαζί με τις extracellular-signal-regulated kinases (ERKs), παίζουν κεντρικό ρόλο στον έλεγχο ποικίλων ενδοκυττάριων αποτελεσμάτων πολλαπλασιασμού, απόπτωσης και ωρίμανσης
• Η εμπλοκή και άλλων ερεθισμάτων όπως στεροειδών, growth factors, κιτοκινών, συνδετών για G-protein—coupled υποδοχέων και καρκινογενετικών ενεργοποιούν τις ΕRK κινάσες και ολοκληρώνουν τη τελική απόφαση για το κυτταρικό προορισμό (διαίρεση, διαφοροποίηση, θάνατο, κακοήθης μεταμόρφωση

Cyclic adenosine monophosphate

Cyclic adenosine monophosphate

Mηχανισμός αναστολής γονιδιακής

έκφρασης από μείωση της cAMP

Mηχανισμός αναστολής γονιδιακής

έκφρασης από μείωση της cAMP

Tα φυτοφάρμακα ενεργοποιούν τη protein kinase C (PKC) σηματοδότηση

• Η σηματοδότηση της protein kinase C (PKC) ρυθμίζεται από την ενεργοποίηση των N-metyl-d-aspartate receptors (NMDA) που επηρεάζονται σοβαρά από έκθεση σε φυτοφάρμακα και διαταράσσουν συμπεριφορά, κίνηση, μνήμη και μάθηση (Connor et al., 1988; Alagarsamy et al., 2001)
• Η χοληνεργική και γλουταματεργική διέγερση από τα φυτοφάρμκα προκαλεί νευρικές βλάβες εξ αιτίας της αύξησης του ενδοκυττάριου Ca+2 από την ενεργοποίηση της phosphatidyl-inositol bisphosphate και να δώσει inositol trisphosphate και diacylglycerol (DAG) - epileptogenesis
• Η DAG θα ενεργοποιήσει τη protein kinase C (PKC) για παραπέρα φωσφορυλιώσεις (Lan et al., 2001)

Endoplasmic reticulum

Endoplasmic reticulum

Τα φυτοφάρμακα δημιουργούν

πρόβλημα στη ρύθμιση PI3K-Akt

pathway και προκαλούν

καρκινογένεση και διαβήτη τύπου ΙΙ

Τα φυτοφάρμακα δημιουργούν

πρόβλημα στη ρύθμιση PI3K-Akt

pathway και προκαλούν

καρκινογένεση και διαβήτη τύπου ΙΙ

Ras: μικρές ενδοκυττάριες πρωτεϊνες (GTPases)

που μετατρέπουν τη GTP σε GDP και P

Eνεργοποιούν τις G protein όταν συνδέονται με GTP

και τις απενεργοποιούν όταν η GTP υδρολυθεί σε GDP

​

Ras: μικρές ενδοκυττάριες πρωτεϊνες (GTPases)

που μετατρέπουν τη GTP σε GDP και P

Eνεργοποιούν τις G protein όταν συνδέονται με GTP

και τις απενεργοποιούν όταν η GTP υδρολυθεί σε GDP

​

Guanosine-5'-triphosphate (GTP)

(oncogene family)

Eνεργοποιούν τις G protein όταν συνδέονται με GTP και τις απενεργοποιούν όταν η GTP υδρολυθεί σε GDP

Eνεργοποιούν τις G protein όταν συνδέονται με GTP και τις απενεργοποιούν όταν η GTP υδρολυθεί σε GDP

H μετατροπή GTP σε GDP επιταχύνεται με τη βοήθεια των GTPase Activating Proteins (GAPs) και η ανταλλαγή της GTP γίνεται με τη βοήθεια της Guanine nycleotide exchange factors (GEFs

mitogen-activated protein kinase (MAPK)

mitogen-activated protein kinase (MAPK)

Πολλά φυτοφάρμακα

ενεργοποιούν το MAPK/ERK

pathway και μέσα από

ενεργοποίηση πρώτων

ογκογενετικών μετεγγραφικών

παραγόντων (c-myc) για

πολλούς τύπους καρκίνου

και ιδιαίτερα στα Β

λεμφοκύτταρα

Πολλά φυτοφάρμακα

ενεργοποιούν το MAPK/ERK

pathway και μέσα από

ενεργοποίηση πρώτων

ογκογενετικών μετεγγραφικών

παραγόντων (c-myc) για

πολλούς τύπους καρκίνου

και ιδιαίτερα στα Β

λεμφοκύτταρα

Guanosine diphosphate

Guanosine diphosphate

adrenaline

adrenaline

Τρόπος δράσης G πρωτεϊνών

Τμήμα τους συνδέεται εξωτερικά με ένα πρώτο σήμα και με ενδοκυττάρια

βιοχημική και μοριακή μεσολάβηση

ενεργοποιεί δεύτερη ενδοκυττάρια

σηματοδότηση και απενεργοποιείται.

​

Eίναι ένας ενδοκυττάριος διακόπτης

Ενεργοποιούν άλλες πρωτεϊνες για

μετεγγραφή,

κίνηση,

έκκριση,

εμβρυϊκή ανάπτυξη

ομοιόσταση

Ενεργοποιούν άλλες πρωτεϊνες για

μετεγγραφή,

κίνηση,

έκκριση,

εμβρυϊκή ανάπτυξη

ομοιόσταση

Μοριακοί μηχανισμοί κυτταρικής βλάβης φυτοφαρμάκων

• Ακόμα και σε πολύ μικρές δόσεις έκθεσης σε φυτοφάρμακα έχουν βρεθεί καταστολές ωοθηκικών γονιδίων και της παραγωγής της prostaglandin E2 (PGE2).
• Η αλλαγή έκφρασης γονιδίων μέσα από αναστολή της ενεργοποίησης της PKA (Protein kinase A) θα προκαλέσει αναστάτωση στις ωοθηκικές λειτουργίες
• Η cAMP θα ενεργοποιήσει τη PKA και θα αυξήσει τη φωσφορυλίωση της ERK1/2 και p38MAPK
• Τα φυτοφάρμακα μέσω υποδοχέων κυτταρικής μεμβράνας ενεργοποιούν ενδοκυττάριες σηματοδοτήσεις όπως:

i. Ca+2/c AMP response element binding protein CREB (Berridge 1989)

Eίναι μετεγγραφικός παράγοντας και δεσμεύεται σε ακολουθίες του DNA

ii.DAG (diaglycerol) signaling

iii.p38 MAP Kinase

iv.JNK signaling pathway

v. Caspases ( προγραμματισμένος κυτταρικός θάνατος, φλεγμμονή)

vi.CAM kinase II -Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase (Lonze and Ginty 2002) για μεταφορά φωσφορικών από ΑΤP σε άλλες πρωτεϊνες

Chlorpyrifos and energy production, oxidative stress and cell signaling

Τα φυτοφάρμακα ενεργοποιούν τη JNK σηματοδότηση

Ανήκουν στις Mitogen- actvated protein kinase MAPK ενεργοποιούνται σε stress, φλεγμονές, ROS, αναστολές

πρωτεϊνών όπως φυτοφάρμακα και προκαλούν βλάβες

στα Τ-κύτταρα, ανοσολογικά

προβλήματα και απόπτωση

Glutathione

αντιοξειδωτική

Glutathione

αντιοξειδωτική

Glutathione S-transferase

Aποτοξίνωση των ηλεκτρόφιλων

Φυτοφαρμάκων και προϊόντων

οξειδωτικού stress

Tα φυτοφάρμακα ενεργοποιούν τη Ras/MEK/ERK και Wnt 2 σηματοδοτήσεις και το μεταγραφικό παράγοντα CREB

Organophosphates Chlorpyrifos and Diazinon directly target the genes including notch regulating the cell cycle and apoptosis in the developing brain

Janus kinase (JAK)

Janus kinase (JAK)

Signal Transducer and Activator of Transcription (STAT) protein

Μεταφέρει εξωκυττάριες πληροφορίες στο πυρήνα προκαλώντας μετεγγραφές και υπερεκφράσεις γονιδίων σχετικά με ανοσία, πολλαπλασιασμό, διαφοροποίησημ απόπτωση και ογκογένεση

Downregulation of apoptotic signaling may be due to reduction in ATP and ROS, and genotoxic potential of pesticides

Πρωτεΐνη MYC

• Σημαντική ενδοκυττάρια σηματοδοτική πρωτεϊνη
• Τα φυτοφάρμακα προκαλώντας επιγενετικά μεταλλάξεις στο γονίδιο MYC-myelocytomatosis oncogene, επηρεάζουν τις βασικές λειτουργίες των μιτοχονδρίων όπως τη γλυκόλυση, την οξειδωτική φωσφορυλίωση και τη μιτοχονδριακή βιογένεση.
• Αποτέλεσμα της μετάλλαξης του είναι εξάντληση

του ΑΤP, η σμίκρυνση και η ινώδης ατροφία του μιτοχονδρίου και ο αποπτωτικός θάνατος του κυττάρου

• Ελέγχει την έκφραση του 15% του ανθρώπινου γονιδιώματος και είναι πολύ ισχυρός πρωταρχικός ογκογενετικός παράγοντας

Waldenström's macroglobulinemia και φυτοφάρμακα

​

• Η έκθεση στα φυτοφάρμακα ή οργανικούς διαλύτες μπορεί να προκαλέσει WM. Royer. R.. Koshiol. J.. Giambarresi. T.. Vasquez. L.. Pfeiffer. R.. McMaster. M.. Differential characteristics of Waldenström macroglobulinemia according to patterns of familial aggregation Blood. 115. 22. 4464–4471. 2010.
• Σηματοδοτικοί παράγοντες: υπερέκφραση FGFR3Σηματοδοτικοί παράγοντες: υπερέκφραση FGFR3 και Src tyrosine kinase.
• Εμπλέκονται:

CD154 CD154/CD40 CD154/CD40, Akt CD154/CD40, Akt, ubiquitination, ενεργοποίηση p53 CD154/CD40, Akt, ubiquitination, ενεργοποίηση p53, απελευθέρωση cytochrome c CD154/CD40, Akt, ubiquitination, ενεργοποίηση p53, απελευθέρωση cytochrome c, ενεργοποίηση NF-κB,

WNT WNT/beta-catenin WNT/beta-catenin, mTOR WNT/beta-catenin, mTOR, ERK WNT/beta-catenin, mTOR, ERK, MAPK WNT/beta-catenin, mTOR, ERK, MAPK, Bcl-2

• Φυτοφάρμακα μπορούν να τροποποιήσουν την έκφραση του MicroRNA και να ενεργοποιήσουν MAPK/ERK, PI3/AKT, και NF-κB pathways.

​

​

Υποδοχέας κυτταρικής

μεμβράνης - μέλος της

οικογένειας ErbB

των tyrosine kinases:

EGFR (ErbB-1),

HER2/c-neu (ErbB-2),

Her 3 (ErbB-3) και

Her 4 (ErbB-4)

Συνδέεται με καρκίνους

(ένδειξη κακής πρόγνωσης

για breast, colon, prostate)

και λεμφώματα

Υποδοχέας κυτταρικής

μεμβράνης - μέλος της

οικογένειας ErbB

των tyrosine kinases:

EGFR (ErbB-1),

HER2/c-neu (ErbB-2),

Her 3 (ErbB-3) και

Her 4 (ErbB-4)

Συνδέεται με καρκίνους

(ένδειξη κακής πρόγνωσης

για breast, colon, prostate)

και λεμφώματα

EGFR: Epidermal Growth Factor Receptor

Τα φυτοφάρμακα επηρεάζουν τους EGFR

�Πρωτεΐνη MYD 88�

• Είναι ενδοκυττάρια σηματοδοτική πρωτεϊνη που μεταφέρει σήματα από παθογόνα μόρια (παράσιτα,ιούς, βακτήρια) στην IL-1, αντιφλεγμονώδη κιτοκίνη
• Ελέγχει το ρυθμό μετεγγραφής των γενετικών πληροφοριών από το DNA στο mRNA για ειδικά γονίδια. Προωθεί ή μπλοκάρει δηλαδή τη πρόσληψη της RNA polymerase
• Ενώνεται με άλλες πρωτεΐνες για να σηματοδοτήσει μετεγγραφές διαφόρων σύμπλοκων υποδοχέων όπως τους Toll-like receptors (TLRs)που παίζουν σπουδαίο ρόλο στο έμφυτο ή μη ειδικό αμυντικό ανοσοποιητικό σύστημα, ιδιαίτερα των κυττάρων φρουρών όπως τα μακροφάγα και τα Τ–λεμφοκύτταρα
• ενεργοποιεί τη μετεγγραφή του παράγοντα NF-kB και της Mitogen-activated protein kinase (MAPK)
• Η Myd 88 αλληλεπιδρά με άλλες πρωτεϊνες όπως τις TLR 4, Interleukin 1 receptor, type I, RAC1, IRAK2 και IRAK1
• Φυτοφάρμακα επηρεάζουν την έκφραση της MYD 88

​

Chronic low-level ops exposure impaired the LPS response inducing cytokine release that increase inflammation

Pesticides induce mitochondrial specific stress response

• Increase the mitochondrial Unfolded Protein Response (UPRmt) and activate the UPRmt Signaling Pathway
• The UPRmt relies on more than the over-expression of chaperones and proteases to maintain mitochondria proteostasis;
• Crosstalk between the UPRmt and Other Stress Pathways
• Expression of transcription factors, such as CHOP-10, which would in turn activate the expression of gene encoding of mitochondrial chaperones/chaperonins and proteases.
• Oxidative stress induce stress-responsive genes independently of mitochondrial matrix stress
• UPRmt is set up in pesticides exposure by its pathological relevance with the protein kinase RNA-activation (PKR), the expression of kinases increasing the phosphorylation of c-Jun and via expression of transcription factors, such as CHOP-10 will in turn activate the expression of gene encoding of mitochondrial chaperones/chaperonins and proteases.
• Pesticides induce phosphorylation of c-Jun by JNK2 and/or PKR which is necessary to activate the expression of transcription factors with the CHOP-10 promoter, allowing the regulation of a UPRmt-specific gene expression

Pesticides effect on mitochondrial - nuclear genomes, calcium homeostasis, redox status, energy deprivation and via JNK signaling induce cell death, apoptosis and autophagy

After 8 h of exposure, the expression

of 87 genes responded specifically

to OP treatment

Many of the genes and proteins affected

by the OPs are expressed in neuronal

and muscle tissues and are involved in

lipid metabolism, cell adhesion,

apoptosis/cell death, and detoxification

About half the differences are in genes

involved in detoxification, likely reflecting differences in the chemical structure of the two OPs.

​

​

​

​

After 8 h of exposure, the expression

of 87 genes responded specifically

to OP treatment

Many of the genes and proteins affected

by the OPs are expressed in neuronal

and muscle tissues and are involved in

lipid metabolism, cell adhesion,

apoptosis/cell death, and detoxification

About half the differences are in genes

involved in detoxification, likely reflecting differences in the chemical structure of the two OPs.

Malathion and chromatin degradation

Comet assay thiram

ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΜΕΛΕΤΗ

Σπύρος Κυπριωτάκης Επίδραση

των ΜCPA και thiram στον

Mytilus galloprovinciali.

Εισηγητής: Δρ. Ελευθέριος

Αλυσσανδράκης - Ηράκλειο, 2009

ΑΝΩΤΑΤΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ

ΚΡΗΤΗΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ

ΓΕΩΠΟΝΙΑΣ. ΤΜΗΜΑ ΦΥΤΙΚΗΣ

ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ

Comet assay chlorpyrifos

Genotoxicity evaluation of chlorpyrifos: a gender related

​

approach in regular toxicity testing

​

Mansur A. Sandhu

​

1

​

, Abdullah A. Saeed

​

1

​

, Muhammad S. Khilji

​

1

​

, Anwaar Ahmed

​

2

​

,

​

Malik Shah Z. Latif

​

3

​

and

​

Nauman Khalid

​

4

Mansur A. Sandhu, Abdullah A. Saeed, Muhammad S. Khilji,

Anwaar Ahmed, Malik Shah Z. Latif and Nauman Khalid.

Genotoxicity evaluation of chlorpyrifos: a gender related

approach in regular toxicity testing. The Journal of

Toxicological Sciences (J. Toxicol. Sci.). Vol.38,

No.2, 237-244, 201

Φυτοφάρμακα:Tο παρόν και το μέλλον

Το Εργαστήριο Τοξικολογίας της Ιατρικής Σχολής Κρήτης έχει πραγματοποιήσει

στην 25 χρονη λειτουργία του δεκάδες ερευνητικές μελέτες για:

- τη δράση του Chlorpyrifos στο DNA,

- για την ανίχνευση του Chlorpyrifos και Methyl Parathion στα ροδάκινα,

- για τη χρήση των οργανοφωσφορικών στη γεωργία με έμφαση στα εξαγώγιμα προϊόντα,

- για την ανίχνευση οργανοφωσφορικών στο αμνιακό υγρό και στο μηκώνιο νεογνών,

- για την έκθεση αγροτικών πληθυσμών Μεσσαράς και αγροτών από την Ηλεία σε φυτοφάρμακα, τα κλινικά και τα εγαστηριακά ευρήματα από την έκθεση,

- τις γενετικές μεταλλάξεις σε καρκίνους από τη τοξική δράση φυτοφαρμάκων,

- τα υπολείμματα οργανοφωσφορικών σε λάδι βιολογικής και συμβατικής καλλιέργειας,

- τα μαστογραφικά ευρήματα γυναικών και τα προβλήματα υγείας επαγγελματιών εφαρμοστών που έχουν εκτεθεί μακροχρόνια σε φυτοφάρμακα,

- περιστατικά θανάτων με δηλητηριάσεις και αυτοχειρίες από οργανοφωσφορικά,

- την ανάγκη εκπαίδευσης των καλλιεργητών κ.ά.

​

​

ΕΥΠΑΘΕΙΣ ΟΜΑΔΕΣ ΚΑΙ ΧΗΜΙΚΑ

1. Τα παιδιά, οι υπερήλικες και οι έγκυες ανήκουν στις ευπαθείς ομάδες.

​

• Τα παιδιά έχουν μοναδικούς τρόπους έκθεσης στα τοξικά χημικά (εμβρυική φάση, θηλασμός, παιγνίδι) καθώς έχουν χαμηλά επίπεδα ενζύμων.

​

• Τα παιδιά κινδυνεύουν περισσότερο εξαιτίας της φυσιολογίας, της συμπεριφοράς και της γνωστικής ανωριμότητάς τους.

​

• Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας έχει μελετήσει τις επιπτώσεις της έκθεσης των παιδιών σε τοξικά χημικά όσον αφορά την καρκινογένεση, τις χρόνιες φλεγμονές (άσθμα), τις αλλεργίες πεπτικού και δέρματος.

​

5. Την τελευταία δεκαετία έχουν γίνει διεθνείς προσπάθειες (IFSC) για την προστασία των παιδιών από επιβλαβείς χημικές ουσίες και έχουν διατεθεί χρήματα σε προγράμματα πρόληψης και έρευνας.

Τα φυτοφάρμακα προκαλούν oξειδωτικό stress

“The increased of antioxidant enzymes like: SOD, CAT, Gpx, GST, LPO, following exposure to chlorantraniliprole, organochlorines, organophosphate, carbamate, pyrethrinoids is an indication of induced oxidative stress and cell efforts to counteract the harmful effects of oxygen free radicals”

​

The Toxicology and Biochemistry of Insecticides, Second Edition. Simon J. Yu, 2014. p: 236. CRC Press

Υδρογονάνθρακες�Φυτοφάρμακα

RΝΑ, πρωτεΐνες, γλουταθειόνη

Τα φυτοφάρμακα κάνουν αλλαγές στο γενετικό υλικό

Ακετυλίωση

Μεθυλίωση

Αναδιάπλαση

χρωματίνης

Τα φυτοφάρμακα προκαλούν υπογεννητικότητα

Οργανοχλωρίνες

Ζιζανιοκτόνα

Πυρεθρίνες

Καρβαμιδικά

​

Οργανοφωσφορικά�

Οργανικοί ρύποι

Τοξίνες

Μέταλλα

Υπεριώδης ακτινοβολία

Μηκυτοκτόνα

​

Νηματοδοκτόνα�

Διοξίνες

Κάπνισμα

Βλάβη στο DNA των σπερματοζωαρίων από

διάφορα φυτοφάρμακα

και άλλους παράγοντες

Οξειδωτικό�stress

Θερμοκρασία

Η αύξηση χρήσης των φυτοφαρμάκων ξεπέρασε κάθε άλλη αύξηση ���

Τα τελευταία 50 χρόνια ο πληθυσμός της Ελλάδας αυξήθηκε 5 φορές λιγότερο από την αύξηση του πληθυσμού της γης, 7 φορές λιγότερο από την αύξηση του πετρελαίου, 20 φορές λιγότερο από την αύξηση των φυτοφαρμάκων και ο αγροτικός πληθυσμός της Ελλάδας μειώθηκε 70%

Αύξηση

πληθυσμού

Ελλάδας

Αύξηση

πληθυσμού

Γης

Αύξηση

πετρελαίου

Αύξηση

φυτοφαρμάκων

50%

250%

340%

1000%

Μείωση

αγροτικού

Πληθυσμού Ελλάδας

-70%

Επιπτώσεις φυτοφαρμάκων σε υδρόβιους οργανισμούς

• Τα φυτοφάρμακα στα ψάρια και αμφίβια προκαλούν οξειδωτικό stress, μείωση πρωτεϊνών μέχρι και 50 % σε ζωτικά όργανα μεταβολισμού, αναπαραγωγής, κίνησης
• Μειώνουν το γλυκογόνο και τα ολικά λιπίδια
• Μειώνουν τα ένζυμμα:

SOD (superoxidase dismutase): αντιοξειδωτικό ένζυμο που μετατρέπει τη ρίζα υπεροξειδίου (O2−) σε μοριακό (O2) ή υπεροξείδιο υδρογόνου (H2O2).

CAT (καταλάσες): σε αερόβιους οργ. μετατρέπει 2 H2O2 🡪 2 H2O + O2

GSTs (Glutathione S-transferases): συνδέουν ξενοβιοτικά με GSH(γλουταθειόνη)

Gpx (Glutathione peroxidase): μετατρέπουν υπεροξείδια λιπιδίων σε αλκοόλες και 2 H2O2 🡪 2 H2O + O2

LPO (Lactoperoxidase) : οξειδώνει ανόργανες και οργανικές ουσίες με Η2Ο2 όπως

Βr, J, SCN−, έχουν βακτηριοκτόνο ρόλο – αμυντικό σύστημα

Tα φυτοφάρμακα προκαλούν μεταβολικές διαταραχές σε φυτά και ζώα

“Chloranthraniliprole and other pesticides affect adrenergic, glutamate and inositol receptors . In animals inhibit 30% of sugars hydrolytic enzymes (invertase, amylase), increase lactate dehydrogenase LDH, which is an important enzyme of glycolysis and is a reliable indicator of exposure to chemical stress”.

​

Wu and Lam, 1977 and Diamantino et al., 2001

Επιπτώσεις της �μακροχρόνιας έκθεσης �φυτοφαρμάκων �στην υγεία

ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΤΩΝ ΦΥΤΟΠΡΟΣΤΑΤΕΥΤΙΚΩΝ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ ΣΤΗ ΧΛΩΡΙΔΑ, ΠΑΝΙΔΑ ΚΑΙ ΣΤΑ ΩΦΕΛΙΜΑ ΑΡΘΡΟΠΟΔΑ

​

• Τα φυτοφάρμακα είναι χημικές ουσίες σχεδιασμένες να σκοτώνουν οργανισμούς που οι άνθρωποι θεωρούν ανεπιθύμητους. Επειδή έχουν τόσο ωφέλιμες όσο και επιζήμιες επιπτώσεις, η χρήση τους παρουσιάζει ένα δίλημμα.
• Τα φυτά παρήγαγαν μόνα τους εντομοκτόνα και άλλα φυτοφάρμακα πολύ πριν ο άνθρωπος αρχίσει τον πόλεμο του εναντίον των βλαβερών οργανισμών. Αυτές οι ουσίες ήταν και τα πρώτα φυτοφάρμακα που χρησιμοποίησε ο άνθρωπος. Στη συνέχεια ακολούθησαν ανόργανα άλατα αρσενικού ή μολύβδου για να φθάσουμε στην επανάσταση του DDT και των άλλων σύγχρονων φυτοφαρμάκων. Η χρήση των ουσιών αυτών παρουσίασε δραματική αύξηση μετά το Β΄ παγκόσμιο πόλεμο με αποτέλεσμα να χρησιμοποιούνται σήμερα εκατομμύρια τόνοι.

Επίπεδα οργανοφωφορικών στο υδάτινο σύστημα της Ελλάδας �Kωνσταντίνου και συν. 2006��

Είδος Ops Ποσοστό ανίχνευσης

Diazinon 78,6% (Aμερική 2%)

Pirimiphos Methyl 40,1%

Dichlorvos 9,1%

Malaoxon(Malathion) 35,4% (Aμερική 2%)

Fenthion 52,6%

Parathion methyl ++ 29,7% (Aμερική 12%)

Azinphos methyl 44%

Methidathion 42,2%

Quinalphos ++ 38%

Diazinon Malathion Fenthion Parathion Αzinphos meth.

Αλιάκμονας 160 ng/l 110 ng/l 210 ng/l

Aξιός 102 ng/l 2000 ng/l 5 ng/l 362 ng/l

Έβρος 210 ng/l 210 ng/l

Άραχθος 360 ng/l

Λούρος 60 ng/l 70 ng/l

Καλαμάς 775 ng/l 30 ng/l 271 ng/l

Eυρώτας 90 ng/l 230 ng/l 30 ng/l

Παμβώτιδα 2015 ng/l 1227 ng/l 12 ng/l 16 ng/l

Λουδίας 183 ng/l

Λίμνη Μόρνου 100 ng/l

Aμβρακία 56 ng/l

​

​

Τα γεωργικά φάρμακα είναι υπεύθυνα

για το 60% των συνολικών ρύπων σε

ποτάμια και λίμνες της Ελλάδας.

«Υδατικά οικοσυστήματα» Α.Τρικαλιώτη

​

​

«Τα παρασιτοκτόνα στους υγροτόπους της Ελλάδας»

Διδακτορική Διατριβή, Χημικού M.Sc Σταμάτη Νικολάου, 2012

Η μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση �φυτοφαρμάκων στο πόσιμο νερό είναι 0,1 μg/l (ppm)

1 nanogram =0.001 micrograms

1 gram =1 000 000 micrograms

1 gram =1 000 000 000 nanograms

Επιπτώσεις των φυτοπροστατευτικών προϊόντων στη πανίδα

• Η παρουσία υψηλών συγκεντρώσεων ιχνοστοιχείων φυτοφαρμάκων στο νερό έχει συσχετιστεί με τερατογενέσεις και άλλες ανωμαλίες στα θηλαστικά ζώα. Ιδιαίτερα ευαίσθητοι, στην έκθεση είναι οι βάτραχοι, οι οποίοι για το λόγο αυτό χρησιμοποιούνται ως δείκτες της τυχόν παρουσίας ανεπιθύμητης μόλυνσης των νερών ( Loumbourdis N.S. and Wray D., 1998)
• Επίσης, αξιόλογο είναι το γεγονός δεκάδες ψόφια ψάρια στον ποταμό Πέλυκα (Ημαθία) βρήκαν αγρότες από το χωριό Άρωνα που αποδίδεται στη δηλητηρίαση τους από φυτοφάρμακα. Οι περιπτώσεις αυτές αποδόθηκαν στο ξέπλυμα των ψεκαστικών μηχανημάτων και απόρριψη των απόνερων στα ποτάμια
• Στη περιοχή Μεσσαράς Κρήτης τα πουλιά που τρέφονται με έντομα την περίοδο των αεροψεκασμών εξαφανίστηκαν, όπως τα είδη μαυροπετρίτης, γκιώνης, σταυλοχελίδονο και αηδόνι. Αντίθετα, η ποντικοβαρβακίνα που αφθονεί στην πεδιάδα, και τρέφεται από τρωκτικά και ερπετά, δεν υπέστη καμιά αυξομείωση του πληθυσμού ( Βαλλιανός Χ.Μ., 1997)
• Τέλος, οι μαζικοί θάνατοι γλάρων στα Ιωάννινα αποδόθηκαν σε δηλητηριασμό τους από φυτοφάρμακα που εφαρμόστηκαν στους γύρω αγρούς όπου έβοσκαν καθημερινά

​

Επιπτώσεις των φυτοφαρμάκων στη χλωρίδα

​

• Από τα φυτοφάρμακα τα ζιζανιοκτόνα έχουν άμεσες επιπτώσεις ως φυτοκτόνα στη φυσική χλωρίδα. Μπορεί να προκαλέσουν μείωση πυκνότητας φυτών, μείωση αριθμού ειδών, επικράτηση ανθεκτικών ειδών(Way J.M. and Chancellor R.J., 1976)

​

• Έχει αποδειχτεί ,με πολλές εργασίες που έχουν γίνει και στην Ελλάδα, ότι η χρήση ζιζανιοκτόνων στη γεωργία μπορεί να οδηγήσει σε σοβαρή μείωση των ευαίσθητων ειδών και στην επικράτηση ανθεκτικών ζιζανίων.

​

• Οι επιπτώσεις αυτές είναι εντονότερες όταν η αντιμετώπιση των ζιζανίων γίνεται με επαναλαμβανόμενη εφαρμογή των ίδιων ζιζανιοκτόνων

• Όπως προειδοποιούν οι ειδικοί, σοβαρή ζημιά στη φυσική χλωρίδα μπορεί να προκληθεί με την ανεξέλεγκτη και εκτεταμένη χρήση ζιζανιοκτόνων σε χώρους άλλους από τους καλλιεργούμενες αγρούς και ιδιαίτερα σε δάση, βοσκότοπους και υδροβιότοπους ( Γιαννοπολίτης Κ.Ν., 1984)

​

Συμπέρασμα για επιπτώσεις των φυτοφαρμάκων στο περιβάλλον

• Ενζυματικές αναστολές,ενδοκρινικοί διαταράκτες προκαλούν αναστολή αντιοξειδωτικών ενζύμων, φωσφορυλιώσεων-cAMP, ATP syntase –succinate dehydrogenase με διαταραχές ενέργειας στα μιτοχόνδρια και χλωροπλάστες
• Προκαλούν κυτταροτοξικές επιπτώσεις από διαταραχές μεταγωγής σημάτων
• Καταστρέφουν την ικανότητα των κυττάρων να απαντούν σωστά στα περιβαλλοντικά ερεθίσματα κα αλλαγές (διαταραχές επικοινωνίας)
• Προκαλούν βιοχημικές και γενετικές αλλαγές-τροποποιούν φυσιολογία των κυττάρων
• Αυξάνουν το οξειδωτικό stress
• Καταστρέφουν αμυντικούς μηχανισμούς προστασίας όπως ρητίνες, γαλακτώδεις χυμούς, τερπένια, φλαβονοειδή
• Καταστρέφουν μη στόχους και ωφέλιμους μικροοργανισμούς σε έδαφος, νερό και αέρα με επιπτώσεις στη βιοποικιλότητα και την οικολογική ισορροπία
• Η ανθεκτικότητα στα φυτοφάρμακα είναι αιτία για νέα φυτοφάρμακα και νέες ασθένειες και αυξάνουν το κόστος υγείας, ζωής και παραγωγής
• Επιβαρύνουν το περιβάλλον με προϊόντα μεταβολισμού τους και επιδεινώνουν τη κλιματική αλλαγή (αύξηση θερμοκρασίας, αύξηση CO2, αύξηση Ph εδαφών – βροχής, αλλαγή συνθηκών λειτουργίας κυττάρων)

Επίλογος

• Αν και τα γεωργικά φάρμακα χρησιμοποιούνται ευρέως για την καταπολέμηση των εχθρών των καλλιεργειών και την αύξηση της παραγωγής , οι επιδράσεις τους στην υγεία δεν έχουν μελετηθεί πλήρως.
• Η εκτίμηση επικινδυνότητας είναι στατιστικά ένα δύσκολο πρόβλημα, καθώς
• τα γεωργικά φάρμακα εμφανίζονται περιστασιακά, μπορεί να εμφανίζονται σε ποικίλα συστατικά σε ένα διαιτολόγιο, και μπορεί να επιδράσουν στον άνθρωπο και με τα καλύτερα μέτρα προστασίας.

Να θυμάμαι

• Η αναστολή ενζύμων από φυτοφάρμακα δημιουργεί στα μιτοχόνδρια τις ελεύθερες ρίζες υπεροξειδίου, μόρια με ιδιαίτερα βλαπτική αντιδραστική και οξειδωτικού stress επίπτωση στη πρόκληση ασθενειών και γήρανσης
• Η αύξηση των χρόνιων και θανατηφόρων ασθενειών σε ανθρώπους και σε ζώα της ξηράς, της θάλασσας και του αέρα οφείλεται και στις επιγενετικές αλλαγές, στις βλάβες και στην αναστολή σύνθεσης πρωτεϊνών, DNA και RNA, από την αλόγιστη χρήση φυτοφαρμάκων

Πετράκης Δημήτρης -παιδοχειρουργός�Επιπτώσεις φυτοφαρμάκων στους διαύλους και τη κυτταρική σηματοδότηση

6 Απριλίου 2017

Πετράκης Δημήτρης -παιδοχειρουργός�Επιπτώσεις φυτοφαρμάκων στους διαύλους και τη κυτταρική σηματοδότηση

6 Απριλίου 2017