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Fluoroacetato de sodio

El fluoroacetato de sodio , también conocido como compuesto 1080 , es un compuesto químico organofluorado con la fórmula química FCH2CO2Na . Es la sal sódica del ácido fluoroacético . Contiene cationes sodio Na + y aniones fluoroacetato FCH2CO 2Esta sal incolora tiene un sabor similar al de la sal de mesa ( cloruro de sodio ) y se utiliza como raticida .

Historia y producción

La eficacia del fluoroacetato de sodio como rodenticida se informó en 1942. [3] El nombre "1080" se refiere al número de catálogo del veneno, que se convirtió en su marca comercial. [4]

La sal se sintetiza tratando el cloroacetato de sodio con fluoruro de potasio . [5]

Tanto las sales de sodio como las de potasio son derivados del ácido fluoroacético .

Ocurrencia natural

El fluoroacetato se encuentra de forma natural en al menos 40 plantas de Australia , Brasil y África . Es uno de los cinco únicos productos naturales conocidos que contienen organofluoruro . [6]

Presencia de fluoroacetato enGastrolobioespecies

Gastrolobium es un género de plantas con flores de la familia Fabaceae . Este género consta de más de 100 especies, y todas menos dos son nativas de la región suroeste de Australia Occidental , donde se las conoce como "guisantes venenosos". Los Gastrolobium que crecen en el suroeste de Australia concentran fluoroacetato de suelos con bajo contenido de flúor . [7] Las zarigüeyas de cola de cepillo , las ratas de monte y los canguros grises occidentales nativos de esta región son capaces de comer de forma segura plantas que contienen fluoroacetato, pero el ganado y las especies introducidas de otras partes de Australia son muy susceptibles al veneno , [8] al igual que las especies introducidas de fuera de Australia, como el zorro rojo . Se cree que el hecho de que muchas especies de Gastrolobium también tengan una alta toxicidad secundaria para los carnívoros no nativosha limitado la capacidad de los gatos para establecer poblaciones en lugares donde las plantas forman una parte importante de la vegetación del sotobosque . [9]

La presencia de especies de Gastrolobium en Australia Occidental ha obligado a menudo a los agricultores a "desbrozar" sus tierras, es decir, retirar la capa superior del suelo y cualquier semilla de guisante venenoso que pueda contener, y reemplazarla con una nueva capa superior del suelo libre de guisantes venenosos procedente de otro lugar en la que sembrar cultivos. De manera similar, después de los incendios forestales en el noroeste de Queensland , los ganaderos tienen que trasladar el ganado antes de que el venenoso Gastrolobium grandiflorum emerja de las cenizas. [10]

Dichapetalum cymosum

El compuesto relacionadoEl fluoroacetato de potasio se encuentra de forma natural como compuesto defensivo en al menos 40 especies de plantas en Australia , Nueva Zelanda , [11] [12] Brasil y África . Marais lo identificó por primera vez en Dichapetalum cymosum , comúnmente conocida como gifblaar u hoja venenosa, en 1944. [13] [14] Ya en 1904, los colonos de Sierra Leona usaban extractos de Chailletia toxicaria , que también contiene ácido fluoroacético o sus sales, para envenenar ratas. [15] [16] [17] Varios géneros de plantas nativas de Australia contienen la toxina, incluidos Gastrolobium , Gompholobium , Oxylobium , Nemcia y Acacia . La Puha nativa de Nueva Zelandacontiene 1080 en concentraciones muy bajas. [18]

Estructura

Empaquetamiento de fluoroacetato de sodio en un cristal.
  Sodio , Na
  Hidrógeno , H
  Flúor , F

La cristalografía de rayos X confirma que el fluoroacetato de sodio sólido es una sal con aniones de fluoroacetato intactos que interactúan con Na + a través de una red de enlaces Na-O.

Toxicología

El fluoroacetato de sodio es tóxico para la mayoría de los organismos aeróbicos obligados y altamente tóxico para los mamíferos y los insectos. [4] La dosis oral de fluoroacetato de sodio suficiente para ser letal en humanos es de 2 a 10 mg/kg. [19]

La toxicidad varía según la especie. La Autoridad de Seguridad Alimentaria de Nueva Zelanda ha establecido dosis letales para varias especies. Los perros, los gatos y los cerdos parecen ser los más susceptibles al envenenamiento. [20]

Se ha descubierto la enzima fluoroacetato deshalogenasa en una bacteria del suelo , que puede desintoxicar el fluoroacetato en el medio circundante. [21]

Mecanismo de acción

El fluoroacetato es estructuralmente similar al acetato , que tiene un papel fundamental en el metabolismo celular. Esta similitud es la base de la toxicidad del fluoroacetato. Se han discutido dos mecanismos relacionados para su toxicidad, y ambos comienzan con la conversión de fluoroacetato en 2-fluorocitrato. El 2-fluorocitrato surge por condensación con oxaloacetato con fluoroacetil coenzima A , catalizada por la citrato sintasa . El fluorocitrato se une muy fuertemente a la aconitasa , deteniendo así el ciclo del ácido cítrico . Esta inhibición da como resultado una acumulación de citrato en la sangre. El citrato y el fluorocitrato son inhibidores alostéricos de la fosfofructoquinasa-1 (PFK-1), una enzima clave en la glucólisis . Cuando se inhibe la PFK-1, las células ya no pueden metabolizar los carbohidratos, privándolas de energía. [22] Alternativamente, el fluorocitrato interfiere con el transporte de citrato en las mitocondrias. [23]

Síntomas

En los seres humanos, los síntomas de intoxicación aparecen normalmente entre 30 minutos y tres horas después de la exposición. Los síntomas iniciales suelen incluir náuseas, vómitos y dolor abdominal; a continuación, sudoración, confusión y agitación. En caso de intoxicación importante, se desarrollan anomalías cardíacas, como taquicardia o bradicardia , hipotensión y cambios en el ECG . Los efectos neurológicos incluyen espasmos musculares y convulsiones; la conciencia se deteriora progresivamente después de unas horas, lo que lleva al coma . La muerte normalmente se debe a arritmias ventriculares , hipotensión progresiva que no responde al tratamiento y neumonía por aspiración . [4]

Los síntomas en los animales domésticos varían: los perros tienden a mostrar signos del sistema nervioso, como convulsiones, vocalización y carrera incontrolable, mientras que los grandes herbívoros, como el ganado vacuno y las ovejas, muestran predominantemente signos cardíacos. [24]

Las dosis subletales de fluoroacetato de sodio pueden causar daño a los tejidos con altas necesidades energéticas, especialmente el cerebro , las gónadas , el corazón y los pulmones . Los fetos también son muy susceptibles. Las dosis subletales suelen metabolizarse y excretarse por completo en cuatro días. [25]

Tratamiento

Se desconocen antídotos eficaces . Las investigaciones realizadas en monos han demostrado que el uso de monoacetato de glicerilo puede prevenir problemas si se administra después de la ingestión de fluoroacetato de sodio, y esta terapia se ha probado en animales domésticos con algunos resultados positivos. En teoría, el monoacetato de glicerilo proporciona iones de acetato para permitir la continuación de la respiración celular que el fluoroacetato de sodio había interrumpido. [26]

Los experimentos de NV Goncharov y sus colaboradores dieron como resultado el desarrollo de dos variedades de tratamientos potencialmente exitosos [ cuantificar ] . Uno combina un compuesto de fenotiazina y un compuesto de ácido dioico . [ vago ] El otro incluye un compuesto de fenotiazina, un compuesto de nitroéster , [ vago ] y etanol . [27] [28]

En casos clínicos, puede ser necesario el uso de relajantes musculares , anticonvulsivos , ventilación mecánica y otras medidas de apoyo. Pocos animales o personas han sido tratados con éxito después de ingestiones significativas de fluoroacetato de sodio. [29]

Tolerancia

Los animales pueden tolerar distintas cantidades de fluoroacetato. Los mamíferos carnívoros y los roedores tienden a ser los menos tolerantes, seguidos por los mamíferos herbívoros, los reptiles y los anfibios, y por último los peces. Una tasa metabólica más baja parece ayudar a la tolerancia al veneno en general. [30]

Muchos animales nativos de Australia parecen haber desarrollado una tolerancia adicional al fluoroacetato más allá de lo que predicen las tendencias generales. Las aves herbívoras que se alimentan de semillas están expuestas a cantidades muy altas de fluoroacetato natural sin efectos nocivos. Los emús que viven en áreas donde crecen plantas que producen fluoroacetato pueden tolerar una concentración 150 veces mayor que los emús que viven al aire libre. Algunos insectos nativos toleran el fluoroacetato y lo reutilizan como una sustancia química de defensa contra los carnívoros. [30]

La tolerancia al fluoroacetato puede adquirirse en animales, aunque no está del todo claro cómo. [30] En un estudio, las bacterias intestinales de las ovejas fueron modificadas genéticamente para contener la enzima fluoroacetato deshalogenasa que inactiva el fluoroacetato de sodio. Las bacterias se administraron a ovejas, que luego mostraron signos reducidos de toxicidad después de la ingestión de fluoroacetato de sodio. [31] Una cepa de bacteria natural que hace lo mismo fue aislada del rumen del ganado en 2012. [30]

Uso de pesticidas

Zarigüeya común de cola de cepillo, una plaga invasora en Nueva Zelanda cuya población se controla con fluoroacetato de sodio

El fluoroacetato de sodio se utiliza como pesticida , especialmente contra especies de mamíferos que son plagas . Los agricultores y ganaderos utilizan el veneno para proteger los pastos y los cultivos de diversos mamíferos herbívoros. En Nueva Zelanda y Australia también se utiliza para controlar mamíferos no autóctonos invasores que se aprovechan de la fauna y la vegetación autóctonas o compiten con ellas.

Australia

En Australia, el fluoroacetato de sodio se utilizó por primera vez en programas de control de conejos a principios de la década de 1950, donde se considera que tiene "una larga historia de eficacia y seguridad demostradas". [32] Se lo considera un componente fundamental de los programas integrados de control de plagas para conejos , zorros , perros salvajes y cerdos asilvestrados. Desde 1994, el control a gran escala de zorros utilizando cebos de carne 1080 en Australia Occidental ha mejorado significativamente las cifras de población de varias especies nativas y ha llevado, por primera vez, a que tres especies de mamíferos fueran eliminadas de la lista de especies en peligro de extinción del estado. En Australia, los organismos reguladores consideran aceptable una pequeña mortalidad directa de las poblaciones animales nativas causada por cebos 1080, en comparación con los efectos depredadores y competitivos de las especies introducidas que se gestionan utilizando 1080. [33] La industria agrícola también utiliza 1080 para destruir poblaciones de dingos , el único depredador máximo mamífero precolonial de Australia, una práctica condenada por numerosos grupos conservacionistas y expertos en vida silvestre de todo el continente debido a su desestabilización de largo alcance del equilibrio natural del ecosistema. [34]

Western Shield es un proyecto para impulsar las poblaciones de mamíferos en peligro de extinción en el suroeste de Australia llevado a cabo por el Departamento de Medio Ambiente y Conservación de Australia Occidental . El proyecto implica distribuir carne cebada con fluoroacetato desde el aire para matar depredadores . Los perros salvajes y los zorros comerán fácilmente la carne cebada. Los gatos plantean una mayor dificultad, ya que generalmente no están interesados ​​​​en carroñear. Sin embargo, un estudio encargado por la RSPCA australiana criticó a 1080, calificándolo de asesino inhumano. [35] Algunos herbívoros de Australia Occidental (en particular, la subespecie local del ualabí tammar , Macropus eugenii derbianus , pero no las subespecies M. e. eugenii del sur de Australia y M. e. decres en la isla Canguro ) han desarrollado, por selección natural , inmunidad parcial a los efectos del fluoroacetato, [36] de modo que su uso como veneno puede reducir el daño colateral a algunos herbívoros nativos específicos de esa zona.

En 2011, se colocaron más de 3.750 cebos tóxicos que contenían 3 ml de 1080 en 520 propiedades a lo largo de 48.000 hectáreas (120.000 acres) entre los asentamientos de Southport y Hobart en Tasmania como parte de un intento en curso de la mayor operación de erradicación de animales invasores del mundo: la erradicación de los zorros rojos [37] del estado insular. Los cebos se esparcieron a un ritmo de uno por cada 10 hectáreas y se enterraron, para mitigar el riesgo para las especies silvestres no objetivo como los demonios de Tasmania . [38] Los animales nativos también son objetivo del 1080. [39] Durante mayo de 2005, hasta 200.000 ualabíes de Bennett en King Island fueron asesinados intencionalmente en uno de los mayores envenenamientos coordinados con 1080 vistos en Tasmania. [40] [41]

En 2016, la PAPP (para-amino propiofenona) estuvo disponible para su uso, que la RSPCA ha respaldado como una alternativa al 1080, debido en parte a su capacidad para matar más rápido y causar menos sufrimiento, además de tener un antídoto, que el 1080 no tiene. [42] Sin embargo, a partir de junio de 2023 , el 1080 todavía se estaba utilizando en intentos de reducir las poblaciones de gatos salvajes. [43]

Nueva Zelanda

Señal de advertencia sobre cebos venenosos de fluoroacetato de sodio en la costa oeste de Nueva Zelanda

A nivel mundial, Nueva Zelanda es el mayor usuario de fluoroacetato de sodio. [19] Este alto uso es atribuible al hecho de que, aparte de dos especies de murciélagos, [44] Nueva Zelanda no tiene mamíferos terrestres nativos, y algunos de los que se han introducido han tenido efectos devastadores sobre la vegetación y las especies nativas. 1080 se utiliza para controlar zarigüeyas , ratas , armiños , ciervos y conejos . [45] Los mayores usuarios, a pesar de cierta oposición vehemente, [46] son ​​OSPRI Nueva Zelanda y el Departamento de Conservación . [47]

Estados Unidos

El fluoroacetato de sodio se utiliza en los Estados Unidos para matar coyotes . [48] Antes de 1972, cuando la EPA canceló todos los usos, el fluoroacetato de sodio se utilizaba mucho más ampliamente como un depredador y rodenticida barato [49] ; en 1985, se finalizó la aprobación del "collar tóxico" de uso restringido. [50]

Otros países

El 1080 se utiliza como raticida en México, Japón, Corea e Israel. [4] [51] En Israel, se utilizan cebos de grano de trigo integral con fluoroacetato de sodio al 0,05 % para prevenir grandes pérdidas de cultivos durante brotes masivos de las poblaciones de roedores de campo Microtus guentheri , Meriones tristrami y Mus musculus . [52]

Impactos ambientales

Agua

Debido a que el 1080 es altamente soluble en agua, se dispersará y diluirá en el medio ambiente por la lluvia, el agua de los arroyos y el agua subterránea. El fluoroacetato de sodio en las concentraciones encontradas en el medio ambiente después de las operaciones de cebo estándar se descompondrá en el agua natural que contiene organismos vivos, como plantas acuáticas o microorganismos. Las encuestas de monitoreo del agua, realizadas durante la década de 1990, han confirmado que es posible que se produzca una contaminación significativa de las vías fluviales después de la aplicación aérea de cebo 1080, pero es poco probable. [53] La investigación de NIWA mostró que el 1080 colocado deliberadamente en pequeños arroyos para realizar pruebas fue indetectable en el lugar de colocación después de 8 horas, ya que se desplazó río abajo. No se realizaron pruebas río abajo. [54]

En Nueva Zelanda, el agua superficial se monitorea rutinariamente después de la aplicación aérea de 1080, y las muestras de agua se recogen inmediatamente después de la aplicación, cuando existe la mayor posibilidad de detectar contaminación. [55] De 2442 muestras de agua analizadas en Nueva Zelanda entre 1990 y 2010, después de operaciones aéreas de 1080: el 96,5% no tenía 1080 detectable en absoluto y, de todas las muestras, solo seis eran iguales o superiores al nivel del Ministerio de Salud para agua potable, y ninguna de ellas provenía de suministros de agua potable. [56] De 592 muestras tomadas de suministros de agua potable para humanos o ganado, solo cuatro contenían residuos detectables de 1080 a 0,1 ppb (1 muestra) y 0,2 ppb (3 muestras), todas muy por debajo del nivel del Ministerio de Salud de 2 ppb.

En un experimento financiado por la Junta de Salud Animal y realizado por NIWA para simular los efectos de la lluvia sobre el 1080 en una ladera empinada cubierta de tierra a unos pocos metros de un arroyo, se descubrió que el 99,9 % del agua que contenía 1080 se filtraba directamente al suelo (véase 4.3 de [57] ) y no fluía por el suelo hacia el arroyo como se esperaba. El experimento también midió la contaminación del agua del suelo, que se describió como el agua transportada a través del suelo subterráneo a distancias horizontales cortas (0,5-3 m), cuesta abajo hacia el arroyo. El experimento no midió la contaminación del suelo más profundo ni del agua subterránea inmediatamente debajo del sitio de aplicación. [57]

Suelo

El destino del 1080 en el suelo ha sido establecido por investigaciones que definen la degradación del fluoroacetato de origen natural (Oliver, 1977). El fluoroacetato de sodio es soluble en agua y los residuos de cebos no consumidos se filtran en el suelo, donde son degradados a metabolitos no tóxicos por microorganismos del suelo, incluidas bacterias ( Pseudomonas ) y el hongo común del suelo ( Fusarium solani ) (David y Gardiner, 1966; Bong, Cole y Walker, 1979; Walker y Bong, 1981). [58]

Pájaros

Aunque ahora es poco frecuente, las operaciones individuales de lanzamiento aéreo 1080 todavía pueden afectar a las poblaciones de aves locales si no se realizan con el cuidado suficiente. En Nueva Zelanda, se han encontrado individuos de 19 especies de aves nativas y 13 especies de aves introducidas muertos después de lanzamientos aéreos 1080. La mayoría de estas muertes de aves registradas estuvieron asociadas con solo cuatro operaciones en la década de 1970 que utilizaron cebos de zanahoria de mala calidad con muchos fragmentos pequeños. [59] Por otro lado, muchas poblaciones de aves nativas de Nueva Zelanda se han protegido con éxito reduciendo el número de depredadores mediante operaciones aéreas 1080. El kokako , el pato azul , [60] la paloma de Nueva Zelanda , [61] el kiwi , [62] el kaka , [63] el halcón de Nueva Zelanda , [64] el tomtit , [65] el petirrojo de la Isla Sur , [66] el petirrojo de la Isla Norte , [67] los periquitos de Nueva Zelanda ( kākāriki ) y el kea de cabeza amarilla [68] han respondido bien a los programas de control de plagas que utilizan operaciones aéreas 1080, con un aumento de la supervivencia de los polluelos y los adultos, y un aumento del tamaño de la población. En contraste, siete de los 38 kea marcados , el loro alpino endémico, fueron asesinados [69] durante una operación aérea de control de zarigüeyas en la costa oeste en agosto de 2011. Debido a sus hábitos alimentarios omnívoros y su comportamiento curioso, se sabe que los kea son particularmente susceptibles a los cebos venenosos 1080, así como a otros venenos ambientales como el zinc y el plomo utilizados en los tapajuntas de las cabañas y los edificios agrícolas del interior. [70] Investigaciones recientes han descubierto que la proximidad a lugares ocupados por humanos donde los kea buscan comida humana está inversamente relacionada con la supervivencia; las probabilidades de supervivencia aumentaron en un factor de 6,9 ​​para los kea remotos en comparación con los que vivían cerca de lugares de búsqueda de comida. La alta supervivencia en áreas remotas se explica por la neofobia innata y una corta vida de campo de los cebos prealimentarios, que en conjunto impiden la aceptación de cebos envenenados como alimento habitual. [71]

Reptiles y anfibios

Los reptiles y anfibios son susceptibles al 1080, aunque mucho menos sensibles que los mamíferos . [72] Las especies de anfibios y reptiles que se han probado en Australia son generalmente más tolerantes al veneno 1080 que la mayoría de los otros animales. [73] McIlroy (1992) calculó que incluso si los lagartos se alimentaran completamente de insectos u otros animales envenenados con 1080, nunca podrían ingerir suficiente veneno para recibir una dosis letal. [74] Los ensayos de laboratorio en Nueva Zelanda que simulan los peores escenarios indican que tanto Leiopelma archeyi ( rana de Archey ) como L. hochstetteri ( rana de Hochstetter ) pueden absorber 1080 del agua, el sustrato o las presas contaminadas. La posibilidad de que esto ocurra en la naturaleza se mejora por una variedad de factores, incluida la ecología de las ranas. El mantenimiento en cautiverio y los problemas de contaminación hicieron que partes de este estudio no fueran concluyentes. Se recomienda un mayor monitoreo de la población para proporcionar evidencia más concluyente que la proporcionada por este único estudio. [75] En Nueva Zelanda, el envenenamiento secundario de gatos salvajes y armiños después de 1080 operaciones probablemente tenga un efecto positivo en la recuperación de las poblaciones nativas de eslizones y gecos. [76] [77] [78] : 257  Matar conejos [79] y zarigüeyas [80] , que compiten por comida con eslizones y gecos, también puede tener beneficios.

Pez

Los peces generalmente tienen una sensibilidad muy baja al 1080. Se han realizado pruebas de toxicidad en los EE. UU. en peces luna , truchas arcoíris y el invertebrado de agua dulce Daphnia magna . Las pruebas a diferentes concentraciones de 1080 en peces luna (durante cuatro días) y Daphnia (dos días) mostraron que el 1080 es "prácticamente no tóxico" (una clasificación de la EPA de EE. UU.) para ambas especies. También se probaron truchas arcoíris durante cuatro días en cuatro concentraciones que oscilaban entre 39 y 170 mg de 1080 por litro. A partir de estos resultados se puede calcular una CL50 (la concentración de 1080 por litro de agua que teóricamente mata al 50% de los peces de prueba). La CL50 para la trucha arcoíris se calculó en 54 mg de 1080/litro, muy por encima de cualquier concentración conocida de 1080 encontrada en muestras de agua después de operaciones aéreas con 1080. Por lo tanto, es poco probable que el 1080 cause mortalidad en peces de agua dulce. [81]

Invertebrados

Los insectos son susceptibles al envenenamiento por 1080. Algunos ensayos de campo en Nueva Zelanda han demostrado que el número de insectos se puede reducir temporalmente a 20 cm de cebos tóxicos, pero los números vuelven a niveles normales dentro de los seis días de retirar el cebo. [82] Otros ensayos no han encontrado evidencia de que las comunidades de insectos se vean afectadas negativamente. [83] Otro estudio de Nueva Zelanda mostró que wētā , las hormigas nativas y los cangrejos de río de agua dulce excretan 1080 en una a dos semanas. [84] También hay evidencia de que las operaciones aéreas 1080 en Nueva Zelanda pueden beneficiar a las especies de invertebrados. [85] Tanto las zarigüeyas como las ratas son una amenaza grave para los invertebrados endémicos en Nueva Zelanda, donde alrededor del 90 por ciento de las arañas e insectos son endémicos y han evolucionado sin mamíferos depredadores. [86] En un estudio sobre la dieta de las zarigüeyas de cola de cepillo, el 47,5 por ciento de las heces de zarigüeya examinadas entre enero de 1979 y junio de 1983 contenían invertebrados, principalmente insectos. [87] Una zarigüeya puede comer hasta 60 caracoles terrestres nativos en peligro de extinción ( Powelliphanta spp.) en una noche. [88]

Véase también

Referencias

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Lectura adicional

Enlaces externos