Efectos de la exposición ocupacional a plaguicidas sobre la calidad del semen en trabajadores de una comunidad agrícola del estado Mérida, Venezuela. / Effects of occupational exposure to pesticides on semen quality of workers in an agricultural community of Merida state, Venezuela.

Numerosos estudios informan de los efectos adversos de plaguicidas sobre la salud reproductiva masculina. Los objetivos de este estudio fueron investigar si existe una relación entre exposición ocupacional a plaguicidas y la calidad del semen, y determinar si la exposición crónica a plaguicidas afecta diferencialmente la calidad del semen de trabajadores de diferentes edades. Se realizó un estudio comparativo entre 64 agricultores y 64 hombres control. Los trabajadores agrícolas fueron entrevistados para determinar su historia ocupacional, particularmente las actividades que pueden involucrar exposición a plaguicidas. Se evaluaron los parámetros seminales y se hizo un análisis comparativo entre el grupo expuesto y control, así como entre los grupos de edad 18-29, 30-37 y 38-60 años. Se encontraron alteraciones significativas de algunos parámetros del semen en el grupo expuesto, tales como: disminuciones en la concentración, motilidad lenta progresiva e integridad de membrana espermática; a su vez, incrementos en eosina Y positiva e índice de fragmentación del DNA espermático. Los resultados obtenidos por grupo de edad mostraron diferencias significativas entre los grupos expuesto y control, para los parámetros de integridad de membrana, eosina Y positiva e índice de fragmentación del DNA espermático, siendo el grupo expuesto entre 18-29 años el que mostró mayores casos alterados de estos parámetros. Los resultados de este estudio comprueban que la exposición ocupacional a plaguicidas está asociada con alteraciones en la calidad espermática, creando riesgo para la capacidad reproductiva de los trabajadores del campo.

Numerous studies report adverse effects of pesticides on male reproductive health. The objectives of this study were to investigate whether there is a relationship between occupational exposure to pesticides and semen quality, and to determine whether chronic exposure to pesticides differentially affects semen quality in men of different ages. A comparative study of 64 farmers and 64 control men was performed. The farmers were interviewed to determine their occupational history and particularly, activities that may involve exposure to pesticides. Semen parameters were evaluated and a comparative analysis of semen variables between exposed and control groups, as well as between age groups: 18-29, 30-37 and 38-60 years was done. Significant alterations of some semen parameters in the exposed group were found, such as: decreases in sperm concentration, slow progressive motility and sperm membrane integrity; at the same time, increases in eosin Y positive and sperm DNA fragmentation index. The results obtained by age groups showed significant differences between exposed and control groups for the parameters of membrane integrity, eosin Y positive and sperm DNA fragmentation index, being the exposed group between 18-29 years that showed the highest altered cases of these parameters. Our results prove that occupational pesticide exposure is associated with alterations in sperm quality, creating a risk to farm workers in their reproductive capacity.

Residuos de plaguicidas en aguas para consumo humano en una comunidad agrícola del estado Mérida, Venezuela / Pesticide residues in drinking water of an agricultural community in the state of Mérida, Venezuela

El objetivo del presente trabajo fue determinar la presencia de plaguicidas en agua potable, provenientes de seis acueductos en una región de intensa actividad agrícola del Estado Mérida, Venezuela. El estudio fue realizado durante cuatro semanas continuas, entre mayo y junio de 2008. Los residuos de plaguicidas fueron analizados mediante extracción en fase sólida y HPLC con detector de arreglo de diodos. El método SPE-HPLC-DAD cumplió con los criterios de validación analítica: linealidad (R²: 0,9840-0,9999), precisión (coeficiente de variabilidad inter-día 1,47-6,25%), exactitud (desviación estándar relativa 0,9-9,20%) y sensibilidad (límite de detección ≤ 0,012 µg/L; límite de cuantificación ≤ 0,030 µg/L, excepto mancozeb con 0,400 µg/L). Siete de los trece plaguicidas seleccionados tienen un porcentaje de recuperación entre 100% y 70%, el resto, entre 61% y 37%. En 72 muestras analizadas, se detectaron diez plaguicidas de los grupos químicos: organofosforados, carbamatos, triazinas y derivados de urea. Los plaguicidas con mayor frecuencia de detección fueron: carbofuran y atrazina (39%), malation (25%), dimetoato y metribuzin (19%). Los plaguicidas que se encontraron en niveles más altos fueron: diazinon (26,31 µg/L), metamidofos (10,99 µg/L), malation (2,03 µg/L) y mancozeb (1,27 µg/L). Los niveles de plaguicidas no superaron los valores máximos permitidos por la Legislación Venezolana, sin embargo, fueron superiores al nivel máximo permitido por la Unión Europea y EPA-USA. Este estudio demuestra la urgente necesidad de hacer un monitoreo sistemático de la calidad del agua para consumo humano en las regiones de alta productividad agrícola.

The aim of this study was to determine the presence of pesticides in drinking water from six aqueducts in a region of intense agricultural activity in the state of Merida, Venezuela. The study was conducted for four continuous weeks, between May and June 2008. Pesticide residues were analyzed by solid phase extraction (SPE) and liquid chromatography (HPLC) with diode array detector (DAD). The method SPE-HPLC-DAD met the criteria of analytical validation, with good linearity (R²: 0.9840 to 0.9999), precision (coefficient of inter-day variability from 1.47 to 6.25%), accuracy (relative standard deviation 0.9 to 9.20%) and sensitivity (LOD ≤ 0.012 µg/L; LOQ ≤ 0.030 µg/L, except mancozeb with 0.400 µg/L). Seven of the thirteen selected pesticides have a recovery rate between 100% and 70%, the rest between 61% and 37%. Ten pesticides of the following chemical groups, were detected in 72 samples analyzed: organophosphates, carbamates, triazines and urea derivatives. The pesticides with the highest frequency of detection were: carbofuran and atrazine (39%), malathion (25%), dimethoate and metribuzin (19%). The pesticides found at high levels were diazinon (26.31 µg/L), methamidophos (10.99 µg/L), malathion (2.03 µg/L) and mancozeb (1.27 µg/L). Pesticide levels did not exceed the maximum allowed by Venezuelan law, however, according to international standards (EU and EPA-USA) values were above the maximum permissible levels. This study demonstrates the urgent need for systematic monitoring of the quality of water for human consumption in regions of high agricultural productivity.

Efectos de exposición ocupacional a plaguicidas sobre la integridad de la cromatina espermática

Objetivo: Evaluar los efectos de la exposición a plaguicidas organofosforados y carbamatos sobre la integridad de cromatina espermática en trabajadores agrícolas. Métodos: Se evaluaron 64 trabajadores del campo, con edades entre 18 y 55 años, de la comunidad rural de Bailadores, Municipio Rivas Dávila, Estado Mérida, Venezuela, expuestos directamente a plaguicidas. Para el diagnóstico de exposición a plaguicidas, fueron determinados los niveles de las colinesterasas eritrocitaria (AChE) y plasmática (PChE). Para evaluar la fertilidad masculina, a cada trabajador se le realizó seminograma y se les evaluó la integridad de la estructura de cromatina espermática mediante la técnica "Sperm Chromatin Structure Assay" (SCSA). Resultados: El 25% de los trabajadores agrícolas presentó niveles deprimidos de AChE y el 83% con niveles anormales de PChE, con una reducción <75% del nivel normal. El grupo con edades entre 18 y 28 años fue el más afectado. Diferencias significativas fueron obtenidas en los promedios de los niveles de colinesterasas entre los casos normales y alterados, tanto para AChE (3,95±0,42 vs. 2,72±0,16, ρ<0,0001) así como para PChE (2,08±0,25 vs. 1,43±0,32, ρ<0,0001). El 69,7% de los trabajadores con niveles anormales de PChE presentó alteración en el ADN espermático. Se encontró una correlación negativa significativa entre el Índice de Fragmentación de ADN (IDF) espermático y los niveles de PChE (ρ=0,02). Conclusiones: En trabajadores agrícolas expuestos directamente a plaguicidas organofosforados y carbamatos, un alto porcentaje presentó niveles anormalmente deprimidos de PChE, junto con alteración en el ADN espermático. Estos resultados demuestran que los trabajadores se encuentran con alto riesgo de exposición a los efectos tóxicos de plaguicidas, lo cual efectivamente se comprueba con los resultados de análisis de las enzimas colinesterasas y la aplicación de la técnica SCSA para determinar la integridad de la cromatina espermática.

Objective: To evaluate the effects of exposure to organophosphate and carbamate pesticides on the integrity of sperm chromatin in farm workers. Methods: In this study, we evaluated 64 farm workers, aged between 18 and 55 years, from the rural community of Bailadores, Municipality of Rivas Dávila, Mérida State, Venezuela, directly exposed to pesticides. For the diagnosis of pesticide exposure, levels of erythrocyte (AChE) and plasma (PchE) cholinesterases. were determined. To evaluate male fertility, each worker underwent semen analysis and the integrity of sperm chromatin structure was assessed using the "Sperm Chromatin Structure Assay (SCSA) technique. Results: The results of this study showed that 25% of agricultural workers had depressed levels of AChE and a majority, 83%, was found with abnormal levels of PChE. The group with corresponding ages between 18 and 28 years was the most affected. Significant differences were obtained in the average cholinesterase levels between normal and altered cases for both AChE (3.95 ± 0.42 vs. 2.72 ± 0.16, p < 0.0001) and PChE (2.08 ± 0.25 vs. 1.43 ± 0.32, ρ < 0.0001). Among workers with abnormal PChE levels, 69.7% presented alterations of sperm chromatin structure. There was a significant negative correlation between sperm DNA Fragmentation Index (DFI) and the levels of PChE (ρ = 0.02). Conclusions: In agricultural workers directly exposed to organophosphate and carbamate pesticides, a high percentage showed abnormally depressed PChE, along with altered sperm chromatin structure. These results show that farm workers are at high risk of exposure to the toxic effects of pesticides, which were effectively demonstrated with the results of analysis of cholinesterase enzymes and the implementation of the SCSA technique for determining the status of the sperm chromatin structure.

Efectos de la exposición prenatal a paraquat sobre el desarrollo de la transmisión sináptica aminoacídica en la corteza cerebral parietal del ratón / Effects of prenatal expossure to paraquat on the development of amino acid synaptic transmission in mouse cerebral parietal cortex

Se estudiaron los efectos de la exposición prenatal al paraquat (PQ), sobre el desarrollo postnatal de la transmisión sináptica aminoacídica de la corteza cerebral parietal del ratón. Las ratonas NMRI preñadas del grupo experimental recibieron 5 dosis de 10mg/kg de peso corporal de PQ, entre el día de gestación (G)12 y G20, y el grupo control recibió solución salina. Mediante HPLC, se determinaron los niveles de aspartato, glutamato, glicina, GABA y taurina de las crías, entre la edad postnatal (P)1 y P30. Entre P3 y P15, se observó un incremento significativo de los neurotransmisores excitatorios, aspartato y glutamato, en los ratones expuestos a PQ. Con respecto a la neurotransmisión inhibidora, los cambios más importantes se observaron en glicina: sus niveles se mantuvieron significativamente por debajo del grupo control entre P1 y P7, y significativamente por encima en P11 y P15. Para taurina, entre P1 y P7 sus niveles se mantuvieron significativamente altos con respecto al grupo control. En P30, los niveles de todos los neurotransmisores se encontraron significativamente por debajo del grupo control. En conclusión, podríamos decir que la exposición prenatal a PQ tuvo efectos tóxicos que se reflejaron en una alteración de los niveles basales de los neurotransmisores aminoacídicos durante el desarrollo postnatal de la corteza parietal del ratón, predominando la excitación sobre la inhibición durante todo el período estudiado. Estas alteraciones podrían indicar la ocurrencia de importantes daños corticales, tales como la disminución de algunas poblaciones neuronales, la inadecuada formación de los circuitos corticales y alteraciones en el proceso de sinaptogénesis.

The effects of prenatal expossure to paraquat (PQ) were studied on postnatal development of mouse parietal cerebral cortex, in particular, the ontogenesis of amino acid synaptic transmission. Pregnant NMRI mice were separated into two groups: the experimental group received 5 doses of 10mg PQ/kg body weight, between days of gestation (G)12 and G20, whereas the control group received physiological saline solution. Levels of neurotransmitter amino acids: Asp, Glu, Gly, GABA and Tau were determined by HPLC between postnatal (P) days P1 and P30. Between P3 and P15, a significant increment in the levels of excitatory amino acids, Asp and Glu, were observed in mice exposed to PQ, as compared with the control group. With respect to the inhibitory neurotransmitter levels, in the group exposed to PQ, the more important changes were observed in Gly between P1 and P15. In relation to taurine, its levels remained significantly higher between P1 and P7 with respect to the control group. It is important to emphasize that at P30, the levels of all neurotransmitters in the experimental group were significantly lower than those of control. In conclusion, prenatal exposure to PQ caused neurotoxicity in the developing mouse parietal cortex, as shown by the alterations in the basal levels of amino acid neurotransmitters, with the excitatory predominating over inhibitory neurotransmission, throughout the studied developmental period. These alterations could indicate the occurrence of important cortical injuries, such as decrement in some neuronal populations, inadequate formation of intrinsic cortical circuits and alterations in synaptogenic processes.