Titulo original:
Association between increasing agricultural use of 2,4-D and population biomarkers of exposure: findings from the National Health and Nutrition Examination Survey, 2001–2014
Autores:
Marlaina S. Freisthler, C. Rebecca Robbins, Charles M. Benbrook, Heather A. Young, David M. Haas, Paul D. Winchester y Melissa J. Perry
Antecedentes: El ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) es uno de los herbicidas más utilizados en los Estados Unidos. En 2012, el 2,4-D fue el herbicida más utilizado en entornos no agrícolas y el quinto pesticida más aplicado en el sector agrícola de EE. UU. El objetivo de este estudio fue examinar las tendencias en las concentraciones de biomarcadores urinarios de 2,4-D para determinar si los aumentos en la aplicación de 2,4-D en la agricultura están asociados con aumentos en los niveles de biomonitoreo de 2,4-D en orina. Métodos: Se utilizaron datos de la Encuesta Nacional de Examen de Salud y Nutrición (NHANES) con mediciones de biomarcadores 2,4-D en orina disponibles de ciclos de encuesta entre 2001 y 2014. Los valores de 2,4-D en orina se dicotomizaron utilizando el límite más alto de detección (LOD) en todos los ciclos (0,40 μg/L o 0,4 ppb). El uso agrícola de 2,4-D se estimó mediante la compilación de datos de aplicación de pesticidas federales y privados disponibles públicamente. Se ajustaron modelos de regresión logística ajustados por factores de confusión para evaluar la asociación entre el uso agrícola de 2,4-D y el nivel de 2,4-D en orina por encima del umbral de dicotomización. Resultados: De los 14.395 participantes incluidos en el estudio, 4.681 (32,5%) tenían niveles de 2,4-D en orina por encima del umbral de dicotomización. La frecuencia de participantes con niveles altos de 2,4-D aumentó significativamente (p < .0001), desde un mínimo de 17,1 % en 2001–2002 hasta un máximo de 39,6 % en 2011–2012. La probabilidad ajustada de concentraciones urinarias altas de 2,4-D asociadas con el uso agrícola de 2,4-D (por diez millones de libras aplicadas) fue de 2,268 (IC del 95 %: 1,709, 3,009). Los niños de 6 a 11 años (n = 2288) tenían 2,1 veces más probabilidades de tener concentraciones urinarias altas de 2,4-D en comparación con los participantes de 20 a 59 años. Las mujeres en edad fértil (edad 20–44 años) (n = 2172) tenían probabilidades 1,85 veces mayores que los hombres de la misma edad. Conclusiones: El uso agrícola de 2,4-D ha aumentado sustancialmente desde un punto bajo en 2002 y se prevé que aumente aún más en la próxima década. Debido a que es probable que el aumento del uso aumente las exposiciones a nivel de la población, las asociaciones que se observan aquí entre la aplicación de cultivos de 2,4-D y los niveles de biomonitoreo requieren un biomonitoreo enfocado y una evaluación epidemiológica para determinar hasta qué punto el aumento del uso y las exposiciones causan resultados adversos para la salud entre las poblaciones vulnerables ( particularmente niños y mujeres en edad fértil) y personas altamente expuestas (agricultores, otros aplicadores de herbicidas y sus familias).
Background: 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) is one of the most extensively used herbicides in the United States. In 2012, 2,4-D was the most widely used herbicide in non-agricultural settings and the fifth most heavily applied pesticide in the US agricultural sector. The objective of this study was to examine trends in 2,4-D urinary biomarker concentrations to determine whether increases in 2,4-D application in agriculture are associated with increases in biomonitoring levels of urine 2,4-D. Methods: Data from the National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES) with available urine 2,4-D biomarker measurements from survey cycles between 2001 and 2014 were utilized. Urine 2,4-D values were dichotomized using the highest limit of detection (LOD) across all cycles (0.40 μg/L or 0.4 ppb). Agricultural use of 2,4-D was estimated by compiling publicly available federal and private pesticide application data. Logistic regression models adjusted for confounders were fitted to evaluate the association between agricultural use of 2,4-D and urine 2,4-D level above the dichotomization threshold. Results: Of the 14,395 participants included in the study, 4681 (32.5%) had urine 2,4-D levels above the dichotomization threshold. The frequency of participants with high 2,4-D levels increased significantly (p < .0001), from a low of 17.1% in 2001–2002 to a high of 39.6% in 2011–2012. The adjusted odds of high urinary 2,4-D concentrations associated with 2,4-D agricultural use (per ten million pounds applied) was 2.268 (95% CI: 1.709, 3.009). Children ages 6–11 years (n = 2288) had 2.1 times higher odds of having high 2,4-D urinary concentrations compared to participants aged 20–59 years. Women of childbearing age (age 20–44 years) (n = 2172) had 1.85 times higher odds than men of the same age. Conclusions: Agricultural use of 2,4-D has increased substantially from a low point in 2002 and it is predicted to increase further in the coming decade. Because increasing use is likely to increase population level exposures, the associations seen here between 2,4-D crop application and biomonitoring levels require focused biomonitoring and epidemiological evaluation to determine the extent to which rising use and exposures cause adverse health outcomes among vulnerable populations (particularly children and women of childbearing age) and highly exposed individuals (farmers, other herbicide applicators, and their families).
Titulo original:
Phytotoxicity and physiological changes in Schinus terebinthifolius Raddi under simulated 2,4-D drift and dicamba
Autores:
Roberto Costa Avila Neto, Alvaro Luis Pasquetti Berghetti, Camila Peligrinotti Tarouco, Aline Sielo Holkem, Fernando Teixeira Nicoloso, Maristela Machado Araujo, André da Rosa Ulguim
El uso de herbicidas imitadores de auxina en la agricultura está muy extendido en una gran diversidad de cultivos. El uso indiscriminado de herbicidas puede causar efectos adversos en las plantas. Entre las especies vegetales que destacan por ser altamente competitivas y resistentes al estrés biótico y abiótico, se encuentra el pimientero brasileño (Schinus terebinthifolius Raddi.). El objetivo de este trabajo fue evaluar los efectos fitotóxicos y de alteración fotosintética de diferentes tasas simulando la deriva de los herbicidas 2,4-D y dicamba en plántulas de pimienta brasileña. El experimento se llevó a cabo en un diseño completamente aleatorio con cuatro repeticiones. Los tratamientos se organizaron en diseño factorial 2 x 8 (herbicida x dosis). El factor herbicida consistió en los herbicidas 2,4-D y dicamba, y el factor dosificó ocho porcentajes del herbicida aplicado. Se evaluaron la fitotoxicidad y alteración de los parámetros fotosintéticos y de fluorescencia de la clorofila a. El aumento de la tasa de 2,4-D y dicamba causan fitotoxicidad a las plantas, dicamba promueve mayores lesiones. Dicamba fue el herbicida que causó el mayor daño al aparato fotosintético en las plantas brasileñas de pimienta, mientras que para el 2,4-D las plantas mostraron un mayor potencial de recuperación después de la exposición a herbicidas.
The use of auxin mimics herbicides in agriculture is widespread in a great diversity of crops. The indiscriminate use of herbicides can cause adverse effects in the plants. Among the plant species that stand out for being highly competitive and resistant to biotic and abiotic stresses, it is the brazilian peppertree (Schinus terebinthifolius Raddi.). The objective of this work was to evaluate the phytotoxic and photosynthetic alteration effects of different rates simulating the drift of the herbicides 2,4-D and Dicamba in brazilian peppertree seedlings. The experiment was carried out in a completely randomized design with four replications. The treatments were arranged in 2 x 8 factorial design (herbicide x doses). The factor herbicide consisted the herbicides 2,4-D and Dicamba, and, the factor doses eight percentages of the herbicide applied. Phytotoxicity and alteration of photosynthetic and fluorescence of chlorophyll a parameters were evaluated. Increased rate of the 2,4-D and Dicamba cause phytotoxicity to the plants, whose Dicamba promotes greater injuries. Dicamba was the herbicide that caused the greatest damage to the photosynthetic apparatus on brazilian peppertree plants, while for 2,4-D the plants showed higher recovery potential after herbicidal exposure.
Titulo original:
Association between increasing agricultural use of 2,4-D and population biomarkers of exposure: findings from the National Health and Nutrition Examination Survey, 2001-2014
Autores:
Freisthler MS, Robbins CR, Benbrook CM, Young HA, Haas DM, Winchester PD, Perry MJ.
Antecedentes: El ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) es uno de los herbicidas más utilizados en los Estados Unidos. En 2012, el 2,4-D fue el herbicida más utilizado en entornos no agrícolas y el quinto pesticida más aplicado en el sector agrícola de EE. UU. El objetivo de este estudio fue examinar las tendencias en las concentraciones de biomarcadores urinarios de 2,4-D para determinar si los aumentos en la aplicación de 2,4-D en la agricultura están asociados con aumentos en los niveles de biomonitoreo de 2,4-D en orina.
Métodos: Se utilizaron datos de la Encuesta Nacional de Examen de Salud y Nutrición (NHANES) con mediciones de biomarcadores 2,4-D en orina disponibles de ciclos de encuesta entre 2001 y 2014. Los valores de 2,4-D en orina se dicotomizaron utilizando el límite más alto de detección (LOD) en todos los ciclos (0,40 μg/L o 0,4 ppb). El uso agrícola de 2,4-D se estimó mediante la compilación de datos de aplicación de pesticidas federales y privados disponibles públicamente. Se ajustaron modelos de regresión logística ajustados por factores de confusión para evaluar la asociación entre el uso agrícola de 2,4-D y el nivel de 2,4-D en orina por encima del umbral de dicotomización.
Resultados: De los 14.395 participantes incluidos en el estudio, 4.681 (32,5%) tenían niveles de 2,4-D en orina por encima del umbral de dicotomización. La frecuencia de participantes con niveles altos de 2,4-D aumentó significativamente (p < 0,0001), desde un mínimo de 17,1 % en 2001-2002 hasta un máximo de 39,6 % en 2011-2012. La probabilidad ajustada de concentraciones urinarias altas de 2,4-D asociadas con el uso agrícola de 2,4-D (por diez millones de libras aplicadas) fue de 2,268 (IC del 95 %: 1,709, 3,009). Los niños de 6 a 11 años (n = 2288) tenían 2,1 veces más probabilidades de tener concentraciones urinarias altas de 2,4-D en comparación con los participantes de 20 a 59 años. Las mujeres en edad fértil (edad 20-44 años) (n = 2172) tenían probabilidades 1,85 veces mayores que los hombres de la misma edad.
Conclusiones: El uso agrícola de 2,4-D ha aumentado sustancialmente desde un punto bajo en 2002 y se prevé que aumente aún más en la próxima década. Debido a que es probable que el aumento del uso aumente las exposiciones a nivel de la población, las asociaciones que se observan aquí entre la aplicación de cultivos de 2,4-D y los niveles de biomonitoreo requieren un biomonitoreo enfocado y una evaluación epidemiológica para determinar hasta qué punto el aumento del uso y las exposiciones causan resultados adversos para la salud entre las poblaciones vulnerables ( particularmente niños y mujeres en edad fértil) y personas altamente expuestas (agricultores, otros aplicadores de herbicidas y sus familias).
Background: 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) is one of the most extensively used herbicides in the United States. In 2012, 2,4-D was the most widely used herbicide in non-agricultural settings and the fifth most heavily applied pesticide in the US agricultural sector. The objective of this study was to examine trends in 2,4-D urinary biomarker concentrations to determine whether increases in 2,4-D application in agriculture are associated with increases in biomonitoring levels of urine 2,4-D.
Methods: Data from the National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES) with available urine 2,4-D biomarker measurements from survey cycles between 2001 and 2014 were utilized. Urine 2,4-D values were dichotomized using the highest limit of detection (LOD) across all cycles (0.40 μg/L or 0.4 ppb). Agricultural use of 2,4-D was estimated by compiling publicly available federal and private pesticide application data. Logistic regression models adjusted for confounders were fitted to evaluate the association between agricultural use of 2,4-D and urine 2,4-D level above the dichotomization threshold.
Results: Of the 14,395 participants included in the study, 4681 (32.5%) had urine 2,4-D levels above the dichotomization threshold. The frequency of participants with high 2,4-D levels increased significantly (p < .0001), from a low of 17.1% in 2001-2002 to a high of 39.6% in 2011-2012. The adjusted odds of high urinary 2,4-D concentrations associated with 2,4-D agricultural use (per ten million pounds applied) was 2.268 (95% CI: 1.709, 3.009). Children ages 6-11 years (n = 2288) had 2.1 times higher odds of having high 2,4-D urinary concentrations compared to participants aged 20-59 years. Women of childbearing age (age 20-44 years) (n = 2172) had 1.85 times higher odds than men of the same age.
Conclusions: Agricultural use of 2,4-D has increased substantially from a low point in 2002 and it is predicted to increase further in the coming decade. Because increasing use is likely to increase population level exposures, the associations seen here between 2,4-D crop application and biomonitoring levels require focused biomonitoring and epidemiological evaluation to determine the extent to which rising use and exposures cause adverse health outcomes among vulnerable populations (particularly children and women of childbearing age) and highly exposed individuals (farmers, other herbicide applicators, and their families).
Las aminas se incluyen con frecuencia en las formulaciones de los herbicidas glifosato, 2,4-D y dicamba para aumentar la solubilidad de los herbicidas y reducir la volatilización de los herbicidas mediante la producción de sales de aminas de herbicidas. Las aminas, que suelen tener presiones de vapor más altas que los herbicidas correspondientes, podrían volatilizarse potencialmente a partir de estas sales y entrar en la atmósfera, donde podrían afectar la química atmosférica, la salud humana y el clima. La volatilización de aminas a partir de sales de aminas de herbicidas puede contribuir adicionalmente a la volatilización de dicamba y 2,4-D. En este estudio, establecimos que las aminas aplicadas en formulaciones de sal de amina de herbicida experimentan una volatilización extensa. Tanto la dimetilamina como la isopropilamina se volatilizaron cuando las soluciones salinas acuosas se secaron hasta obtener un residuo a ~20 °C, mientras que las aminas de baja presión de vapor como la diglicolamina yn , n - bis -(3-aminopropil)metilamina no lo hizo. Sin embargo, las cuatro aminas se volatilizaron a partir de residuos de sal a 40-80 °C. Debido a que la pérdida de amina típicamente excedía la pérdida de herbicida, propusimos que las aminas neutras dominaban la volatilización y que las temperaturas más altas alteraban su estado de protonación y presión de vapor. Debido a la aplicación estimada de 4,0 Gg N/año como aminas a los principales cultivos de EE. UU., las emisiones de aminas de las sales de aminas de herbicidas pueden ser importantes a escala regional. Una mayor caracterización del uso mundial de herbicidas y aminas permitiría comparar esta contribución con los 285 Gg N/año de metilaminas emitidas a nivel mundial.
Amines are frequently included in formulations of the herbicides glyphosate, 2,4-D, and dicamba to increase herbicide solubility and reduce herbicide volatilization by producing herbicide-amine salts. Amines, which typically have higher vapor pressures than the corresponding herbicides, could potentially volatilize from these salts and enter the atmosphere, where they may impact atmospheric chemistry, human health, and climate. Amine volatilization from herbicide-amine salts may additionally contribute to volatilization of dicamba and 2,4-D. In this study, we established that amines applied in herbicide-amine salt formulations undergo extensive volatilization. Both dimethylamine and isopropylamine volatilized when aqueous salt solutions were dried to a residue at ∼20 °C, while lower-vapor pressure amines like diglycolamine and n,n-bis-(3-aminopropyl)methylamine did not. However, all four amines volatilized from salt residues at 40-80 °C. Because amine loss typically exceeded herbicide loss, we proposed that neutral amines dominated volatilization and that higher temperatures altered their protonation state and vapor pressure. Due to an estimated 4.0 Gg N/yr applied as amines to major U.S. crops, amine emissions from herbicide-amine salts may be important on regional scales. Further characterization of worldwide herbicide-amine use would enable this contribution to be compared to the 285 Gg N/yr of methylamines emitted globally.
Titulo original:
Genotoxicity evaluation of 2,4-D, dicamba and glyphosate alone or in combination with cell reporter assays for DNA damage, oxidative stress and unfolded protein response
Autores:
Mesnage R, Brandsma I, Moelijker N, Zhang G, Antoniou MN
La generación actual de pruebas de carcinogenicidad a menudo es insuficiente para predecir los resultados del cáncer por la exposición a pesticidas. Para facilitar la evaluación de riesgos para la salud, la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer identificó 10 características clave que comúnmente exhiben los carcinógenos humanos. El panel ToxTracker de seis líneas de células informadoras madre embrionarias de ratón basadas en GFP validadas está diseñado para medir varias de estas propiedades cancerígenas, a saber, el daño del ADN, el estrés oxidativo y la respuesta de la proteína desplegada. Aquí presentamos una evaluación del potencial carcinogénico de los herbicidas glifosato, 2,4-D y dicamba, ya sea solos o en combinación, utilizando el sistema de ensayo ToxTracker. Se descubrió que el pesticida 2,4-D es un fuerte inductor del estrés oxidativo y una respuesta proteica desplegada. Dicamba indujo una respuesta de estrés oxidativo leve, mientras que el glifosato no provocó un resultado positivo en ninguno de los ensayos. Los resultados de una mezcla de los tres herbicidas fueron principalmente una respuesta al estrés oxidativo, que muy probablemente se debió al 2,4-D con dicamba o glifosato jugando un papel menor. Estos hallazgos brindan información inicial sobre la evaluación del riesgo de efectos cancerígenos derivados de la exposición a una mezcla de estos herbicidas.
The current generation of carcinogenicity tests is often insufficient to predict cancer outcomes from pesticide exposures. In order to facilitate health risk assessment, The International Agency for Research on Cancer identified 10 key characteristics which are commonly exhibited by human carcinogens. The ToxTracker panel of six validated GFP-based mouse embryonic stem reporter cell lines is designed to measure a number of these carcinogenic properties namely DNA damage, oxidative stress and the unfolded protein response. Here we present an evaluation of the carcinogenic potential of the herbicides glyphosate, 2,4-D and dicamba either alone or in combination, using the ToxTracker assay system. The pesticide 2,4-D was found to be a strong inducer of oxidative stress and an unfolded protein response. Dicamba induced a mild oxidative stress response, whilst glyphosate did not elicit a positive outcome in any of the assays. The results from a mixture of the three herbicides was primarily an oxidative stress response, which was most likely due to 2,4-D with dicamba or glyphosate only playing a minor role. These findings provide initial information regarding the risk assessment of carcinogenic effects arising from exposure to a mixture of these herbicides.
Antecedentes: Los residuos de plaguicidas en los alimentos y el medio ambiente, junto con los contaminantes transportados por el aire, como las endotoxinas, representan un riesgo para la salud. Aunque el herbicida ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) se ha asociado con un mayor riesgo de cánceres de pulmón, como el cáncer de pulmón de células pequeñas (SCLC, por sus siglas en inglés) entre los trabajadores agrícolas, no hay datos sobre la vía de señalización de SCLC en 2,4 -D exposición sin LPS o en combinación con endotoxina.
Métodos: Expusimos ratones albinos suizos (N = 48) por vía oral a dosis altas (9,58 mg kg - 1 ) y bajas (5,12 mg kg - 1 ) de 2,4-D disuelto en aceite de maíz durante 90 días seguido de E. coli lipopolisacárido (LPS) o solución salina normal (80 μl/animal). Las muestras de pulmón y líquido broncoalveolar (BALF) se sometieron a análisis de puntuación histológica total (THS) y recuento total de leucocitos (TLC) y recuento diferencial de leucocitos (DLC), respectivamente. Utilizamos herramientas de micromatrices y bioinformática para análisis transcriptómicos y se analizaron genes expresados diferencialmente para predecir las principales vías canónicas seguidas de la validación de genes seleccionados por qRT-PCR e inmunohistoquímica.
Resultados: La puntuación histológica total (THS) junto con los análisis BALF mostraron inflamación pulmonar después de una exposición dietética a largo plazo a dosis altas o bajas de 2,4-D individualmente o en combinación con LPS. El análisis de micromatrices reveló exposición a dosis altas de 2,4-D sin o con genes 2178 y 2142 regulados al alza por LPS y 1965 y 1719 regulados a la baja, respectivamente (p < 0,05; corte mínimo de 1,5 cambios logarítmicos). La dosis baja sin o con LPS reguló al alza los genes 2133 y 2054 y reguló a la baja los genes 1838 y 1625, respectivamente. El análisis bioinformático mostró que SCLC era la vía desregulada más alta junto con la expresión diferencial de Itgb1, NF-κB1, p53, Cdk6 y Apaf1. Los análisis inmunohistológicos y cuantitativos de PCR en tiempo real (qRT-PCR) también respaldaron los datos transcriptómicos.
Conclusiones: En conjunto, los datos muestran exposiciones a dosis altas y bajas de 2,4-D con/sin inflamación pulmonar inducida por LPS y perfil transcriptómico pulmonar alterado con la participación de la vía SCLC. Los datos del estudio brindan información sobre el daño potencial en los pulmones causado por el 2,4-D y ayudan a comprender mejor el mecanismo de esta compleja relación.
Background: Pesticide residues in food and environment along with airborne contaminants such as endotoxins pose health risk. Although herbicide 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) has been associated with increased risk of lung cancers such as small cell lung cancer (SCLC) among agricultural workers, there are no data on the SCLC signaling pathway upon 2,4-D exposure without LPS or in combination with endotoxin.
Methods: We exposed Swiss albino mice (N = 48) orally to high (9.58 mg kg- 1) and low (5.12 mg kg- 1) dosages of 2,4-D dissolved in corn oil for 90 days followed by E. coli lipopolysaccharide (LPS) or normal saline solution (80 μl/animal). Lung samples and broncho-alveolar fluid (BALF) were subjected to Total histological score (THS) and total leucocyte count (TLC) and differential leucocytes count (DLC) analyses, respectively. We used microarray and bioinformatics tools for transcriptomic analyses and differentially expressed genes were analyzed to predict the top canonical pathways followed by validation of selected genes by qRT-PCR and immunohistochemistry.
Results: Total histological score (THS) along with BALF analyses showed lung inflammation following long term dietary exposure to high or low doses of 2,4-D individually or in combination with LPS. Microarray analysis revealed exposure to high dose of 2,4-D without or with LPS upregulated 2178 and 2142 and downregulated 1965 and 1719 genes, respectively (p < 0.05; minimum cut off 1.5 log fold change). The low dose without or with LPS upregulated 2133 and 2054 and downregulated 1838 and 1625 genes, respectively. Bioinformatics analysis showed SCLC as topmost dysregulated pathway along with differential expression of Itgb1, NF-κB1, p53, Cdk6 and Apaf1. Immunohistological and quantitative real time PCR (qRT-PCR) analyses also supported the transcriptomic data.
Conclusions: Taken together, the data show exposures to high and low dose of 2,4-D with/without LPS induced lung inflammation and altered pulmonary transcriptome profile with the involvement of the SCLC pathway. The data from the study provide the insights of the potential damage on lungs caused by 2,4-D and help to better understand the mechanism of this complex relation.
Los plaguicidas están entre las principales causas de intoxicación por sustancias químicas en Colombia. Entre ellos se cuentan herbicidas como el paraquat, el glifosato y el ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D). Este último es uno de los herbicidas más usados en el mundo y la intoxicación por causa de este tiene una presentación similar a la intoxicación por inhibidores de la colinesterasa. El abordaje clínico de la intoxicación por 2,4-D es un reto para el primer respondiente, pues el cuadro sintomático es amplio dados los diferentes efectos de la sustancia, entre los que están el gastrointestinal, el metabólico, el renal, el neurológico, y, por supuesto, el toxicológico. Si bien la alcalinización urinaria es una piedra angular del manejo, cada vez hay más información sobre la efectividad y seguridad del uso de la hemodiálisis en casos graves. En este reporte se presentan los casos de dos pacientes con ingesta de 2,4-D, los únicos reportados en Colombia.
Titulo original:
Evaluation of the potential teratogenic and toxic effect of the herbicide 2,4-D (DMA® 806) in bullfrog embryos and tadpoles (Lithobates catesbeianus)
Autores:
Cristina Viriato, Fernanda Menezes França, Diego Sales Santos, Adriana Sacioto Marcantonio, Cintia Badaro-Pedroso, Claudia Maris Ferreira
El objetivo de este trabajo fue evaluar el potencial efecto teratogénico y tóxico del herbicida 2,4-D (DMA® 806) sobre embriones y renacuajos de rana toro ( Lithobates catesbeianus ). Usamos el ensayo FETAX (Frog Embryo Teratogenesis Assay Xenopus) para embriones, y para renacuajos, usamos pruebas de toxicidad aguda (96 h) y crónica (49 días) y evaluamos aspectos de salud, hematología e histopatología . El LC 50–144h (Concentración letal media), EC 50–144h(Concentración efectiva media), MCIG (Concentración mínima para inhibir el crecimiento) y TI (Índice teratogénico) para embriones fueron 792 mg/L, 593 mg/L, 150 mg/L de 2,4-D (DMA) y 1,34, respectivamente . Para los renacuajos, la CL 50-96h fue de 700 mg/L de 2,4-D (DMA) y la prueba crónica indicó un proceso inflamatorio y eritrocitosis (con posible policitemia), con la consiguiente reducción del bazo. Esto demuestra estrés fisiológico probablemente debido a la deshidratación, lo que puede ser probado por los mechones branquiales que ensanchan el espacio intercelular y las fusiones de los mechones branquiales. También encontramos lesiones en los riñones y la piel de los animales incluso en la concentración más baja probada. Nuestros resultados indicaron que este pesticida es mínimamente teratogénico y tiene una baja toxicidad en L. catesbeianusembriones y renacuajos, pero puede inhibir el crecimiento embrionario en concentraciones inferiores a las probadas en este estudio. Presumimos que el herbicida 2,4-D (DMA® 806) puede ser un alérgeno respiratorio para los renacuajos de L. catesbeianus y recomendamos medidas de precaución para la exposición prolongada de organismos acuáticos a este pesticida.
The objective of this work was to evaluate the potential teratogenic and toxic effect of the herbicide 2,4-D (DMA® 806) on bullfrog embryos and tadpoles (Lithobates catesbeianus). We used the FETAX (Frog Embryo Teratogenesis Assay Xenopus) assay for embryos, and for tadpoles, we used acute (96 h) and chronic (49 days) toxicity tests and evaluated aspects of healthiness, hematology, and histopathology. The LC50e144h (Median Lethal Concentration), EC50e144h (Median Effective Concentration), MCIG (Minimum Concentration to Inhibit Growth) and TI (Teratogenic Index) for embryos were 792 mg/L, 593 mg/L, 150 mg/L of 2,4-D (DMA) and 1.34, respectively. For tadpoles, the LC50e96h was 700 mg/L of 2,4-D (DMA) and chronic test indicated an inflammatory process and erythrocytosis (with possible polycythemia), with consequent reduction of the spleen. This demonstrates physiological stress probably due to dehydration, which can be proven by the gill tufts widening intercellular space and gill tuft fusions. We also found injuries to the kidneys and skin of the animals even in the lowest concentration tested. Our results indicated that this pesticide is minimally teratogenic and has a low toxicity on L. catesbeianus embryos and tadpoles, but it can inhibit embryo growth in concentrations lower than those tested in this study. We hypothesized that the herbicide 2,4-D (DMA® 806) may be a respiratory allergen for L. catesbeianus tadpoles and recommend precautionary measures for prolonged exposure of aquatic organisms to this pesticide.
2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) is a herbicide that is used worldwide in agricultural and urban activities to control pests, reaching natural environments directly or indirectly. The research on 2,4-D toxicology and mutagenicity has advanced rapidly, and for this reason, this review summarizes the available data in Web of Science (WoS) to provide insights into the specific characteristics of 2,4-D toxicity and mutagenicity. Contrary to traditional reviews, this study uses a new method to quantitatively visualize and summarize information about the development of this field. Among all countries, the USA was the most active contributor with the largest publication and centrality, followed by Canada and China. The WoS categories ‘Toxicology’ and ‘Biochemical and Molecular Biology’ were the areas of greatest influence. 2,4-D research was strongly related to the keywords glyphosate, atrazine, water and gene expression. The studies trended to be focused on occupational risk, neurotoxicity, resistance or tolerance to herbicides, and to non-target species (especially aquatic ones) and molecular imprinting. In general, the authors have worked collaboratively, with concentrated efforts, allowing important advances in this field. Future research on 2,4-D toxicology and mutagenicity should probably focus on molecular biology, especially gene expression, assessment of exposure in human or other vertebrate bioindicators, and pesticide degradation studies. In summary, this scientometric analysis allowed us to make inferences about global trends in 2,4-D toxicology and mutagenicity, in order to identify tendencies and gaps and thus contribute to future research efforts.
El ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) es un herbicida que se utiliza a nivel mundial en actividades agrícolas y urbanas para el control de plagas, llegando a los ambientes naturales de forma directa o indirecta. La investigación sobre toxicología y mutagenicidad del 2,4-Dha avanzado rápidamente, y por esta razón, esta revisión resume los datos disponibles en Web of Science (WoS) para brindar información sobre las características específicas de la toxicidad y mutagenicidad del 2,4-D. A diferencia de las revisiones tradicionales, este estudio utiliza un nuevo método para visualizar y resumir cuantitativamente la información sobre el desarrollo de este campo. Entre todos los países, EE. UU. fue el contribuyente más activo con la mayor publicación y centralidad, seguido de Canadá y China. Las categorías WoS 'Toxicología' y 'Bioquímica y Biología Molecular' fueron las áreas de mayor influencia. La investigación de 2,4-D estuvo fuertemente relacionada con las palabras clave glifosato , atrazina, agua y expresión génica. Los estudios tendieron a centrarse en el riesgo laboral, la neurotoxicidad, la resistencia o tolerancia a los herbicidas y a las especies no objetivo (especialmente las acuáticas) y la impronta molecular. En general, los autores han trabajado de forma colaborativa, con esfuerzos concentrados, lo que ha permitido avances importantes en este campo. La investigación futura sobre la toxicología y la mutagenicidad del 2,4-D probablemente debería centrarse en la biología molecular, especialmente en la expresión génica, la evaluación de la exposición en bioindicadores humanos u otros vertebrados y los estudios de degradación de pesticidas. En resumen, este análisis cienciométrico nos permitió hacer inferencias sobre las tendencias globales en toxicología y mutagenicidad del 2,4-D, con el fin de identificar tendencias y brechas y así contribuir a futuros esfuerzos de investigación.
Se adoptó un enfoque combinado que emplea electroforesis en gel unicelular alcalino (SCGE) y bioensayos de citoma de micronúcleo bloqueado por citocinesis (MN) para evaluar las propiedades nocivas del ácido auxínico 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) y su baja volatilidad en micropartículas. producto Dedalo Elite (30% i.a.) en células de ovario de hámster chino (CHO-K1). La citotoxicidad se estimó mediante la captación de rojo neutro (NRU), la actividad succínico deshidrogenasa (MTT) y la evaluación de la apoptosis. Ambos compuestos se analizaron en un rango de concentración de 0,1 a 10 μg/ml. Mientras que las células CHO-K1 expuestas revelaron una mejora estadísticamente significativa de los MN cuando se analizaron 10 μg de 2,4-D/ml, los MN solo se lograron en las células tratadas con 2 μg de Dedalo Elite/ml. Solo se logró una disminución en el índice de división nuclear después de la exposición a Dedalo Elite dentro del rango de concentración de 1–10 μg/ml. Mientras que se logró un mayor índice de daño genético cuando se ensayaron 6 y 10 μg de 2,4-D/ml, se observó inducción de GDI en tratamientos que emplearon 4 μg de Dedalo Elite/ml. Ambos compuestos indujeron citotoxicidad mediante la inhibición de las actividades lisosomal y MTT al aumentar las frecuencias de las células apoptóticas tempranas y tardías. Nuestros resultados no solo indican el potencial genotóxico y citotóxico del 2,4-D y su formulación comercial microparticulada, sino que también resaltan el riesgo de estos agroquímicos presentes para la biota y la salud humana.
A combined approach employing alkaline single cell gel electrophoresis (SCGE) and cytokinesis-blocked micronucleus (MNs) cytome bioassays was adopted to assess the deleterious properties of the auxinic 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) and its microparticulated low volatility product Dedalo Elite (30% a.i.) on Chinese hamster ovary (CHO-K1) cells. Cytotoxicity was estimated by neutral red uptake (NRU), succinic dehydrogenase activity (MTT) and apoptosis assessment. Both compounds were assayed at 0.1–10 μg/ml concentration range. Whereas exposed CHO-K1 cells revealed a statistically significant enhancement of MNs when 10 μg 2,4-D/ml was assayed, MNs were only achieved in cells treated with 2 μg Dedalo Elite/ml. A diminution in the nuclear division index was only achieved after exposure to Dedalo Elite within the 1–10 μg/ml concentration range. Whereas increased genetic damage index was achieved when 6 and 10 μg 2,4-D/ml were assayed, GDI induction was observed in treatments employing 4 μg Dedalo Elite/ml. Both compounds induced cytotoxicity by inhibition of both lysosomal and MTT activities by enhancing the frequencies of early and late apoptotic cells. Our results not only indicate the genotoxic and cytotoxic potential of 2,4-D and its microparticulated marketplace formulation, but also highlight the risk of these agrochemicals present towards the biota and human health.