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fluoroacetato de sodio

El fluoracetato de sodio , también conocido como compuesto 1080 , es un compuesto químico organofluorado con la fórmula FCH 2 CO 2 Na. Esta 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 raticida se informó en 1942. [3] El nombre "1080" se refiere al número de catálogo del veneno, que se convirtió en su marca. [4]

La sal se sintetiza tratando 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 naturalmente en al menos 40 plantas en Australia , Brasil y África . Es uno de los cinco únicos productos naturales conocidos que contienen flúor orgánico. [6]

Presencia de fluoroacetato en especies de Gastrolobium

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 les conoce como "guisantes venenosos". El gastrolobium que crece en el suroeste de Australia concentra fluoroacetato de suelos con bajo contenido de fluoruro. [7] Las zarigüeyas cola de cepillo , las ratas arbustivas y los canguros grises occidentales nativos de esta región son capaces de comer de manera segura plantas que contienen fluoroacetato, pero el ganado y las especies introducidas de otras partes de Australia son altamente susceptibles al veneno, [8] al igual que las especies introducidas desde fuera de Australia, como el zorro rojo .que el hecho de que muchas especies de Gastrolobium también tengan una alta toxicidad secundaria para los carnívoros no nativos ha 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 "recortar" sus tierras, es decir, quitar la capa superior del suelo y cualquier semilla de guisante venenoso que pueda contener, y reemplazarla con una nueva tierra superior libre de guisantes venenosos procedente de otro lugar donde 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 naturalmente como un compuesto defensivo en al menos 40 especies de plantas en Australia , Nueva Zelanda , [11] [12] Brasil y África . Fue identificado por primera vez en Dichapetalum cymosum , comúnmente conocido como gifblaar u hoja venenosa, por Marais en 1944. [13] [14] Ya en 1904, los colonos de Sierra Leona utilizaban extractos de Chailletia toxicaria , que también contiene ácido fluoroacético o sus sales. , para envenenar a las ratas. [15] [16] [17] Varios géneros de plantas nativas australianas contienen la toxina, incluidos Gastrolobium , Gompholobium , Oxylobium , Nemcia y Acacia . Puha , originaria de Nueva Zelanda,contiene 1080 en concentraciones muy bajas. [18]

Toxicología

El fluoroacetato de sodio es tóxico para la mayoría de los organismos aeróbicos obligados y muy tóxico para los mamíferos e 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 estableció dosis letales para varias especies. Los perros, gatos y cerdos parecen ser los más susceptibles al envenenamiento. [20]

Se ha descubierto la enzima fluoracetato deshalogenasa en una bacteria del suelo , que puede desintoxicar el fluoracetato 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 con su toxicidad, y ambos comienzan con la conversión de fluoroacetato en 2-fluorocitrato. El 2-fluorocitrato surge por condensación con oxalacetato con fluoroacetilcoenzima 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 humanos, los síntomas de intoxicación normalmente aparecen entre 30 minutos y tres horas después de la exposición. Los síntomas iniciales suelen incluir náuseas, vómitos y dolor abdominal; Siguen sudoración, confusión y agitación. En caso de intoxicación importante, se desarrollan anomalías cardíacas que incluyen 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, vocalizaciones y carreras incontrolables, mientras que los herbívoros grandes, como el ganado vacuno y las ovejas, muestran predominantemente signos cardíacos. [24]

Las dosis subletales de fluoroacetato de sodio pueden causar daños 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 por completo y excretarse en cuatro días. [25]

Tratamiento

Se desconocen antídotos eficaces . La investigación en monos ha 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 suministra iones 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 [ cuantificar ] potencialmente exitosos . 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 importantes de fluoroacetato de sodio. [29]

Tolerancia

Los animales pueden tolerar cantidades variables de fluoroacetato. Los mamíferos carnívoros y roedores tienden a ser los menos tolerantes, seguidos de los mamíferos herbívoros, reptiles y anfibios y, finalmente, los peces. Una tasa metabólica más baja parece ayudar con 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 emúes que viven en áreas donde crecen plantas productoras de fluoroacetato pueden tolerar 150 veces la concentración en comparación con los emúes que viven al aire libre. Algunos insectos nativos toleran el fluoroacetato y lo reutilizan como producto químico de defensa contra los carnívoros. [30]

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

Uso de pesticidas

Zarigüeya común, una plaga invasora en Nueva Zelanda cuya población está controlada con fluoroacetato de sodio

El fluoroacetato de sodio se utiliza como pesticida , especialmente para especies de plagas de mamíferos . Los agricultores y ganaderos utilizan el veneno para proteger pastos y cultivos de varios mamíferos herbívoros. En Nueva Zelanda y Australia también se utiliza para controlar mamíferos invasores no nativos que se alimentan de la vida silvestre y la vegetación nativa o compiten con ella.

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 comprobadas". [32] Se considera un componente crítico de los programas integrados de control de plagas para conejos , zorros , perros salvajes y jabalíes. Desde 1994, el control a gran escala del zorro utilizando 1080 cebos de carne en Australia Occidental ha mejorado significativamente las cifras de población de varias especies nativas y llevó, por primera vez, a que tres especies de mamíferos fueran retiradas de la lista de especies en peligro del estado. En Australia, los organismos reguladores consideran aceptable una mortalidad directa menor de las poblaciones de animales nativos a partir de 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 superdepredador mamífero precolonial de Australia, una práctica condenada por numerosos grupos conservacionistas y expertos en vida silvestre en todo el continente debido a su desestabilización de gran 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 realizado por el Departamento de Medio Ambiente y Conservación de Australia Occidental . El proyecto consiste en distribuir desde el aire carne cebada con fluoroacetato para matar a los depredadores . Los perros salvajes y los zorros comerán fácilmente la carne cebada. Los gatos plantean una mayor dificultad ya que generalmente no les interesa buscar comida en la basura. Sin embargo, un estudio australiano encargado por la RSPCA criticó el 1080, calificándolo de asesino inhumano. [35] Algunos herbívoros de Australia Occidental (en particular, la subespecie local del ualabí tammar , Macropus eugenii derbianus , pero no la subespecie M. e. eugenii del sur de Australia y M. e. decres en la Isla Canguro ) tienen, por selección natural , desarrolló 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 área.

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

En 2016, estuvo disponible para su uso PAPP (para-amino propiofenona), 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 hace. no. [42] Sin embargo, en junio de 2023 , 1080 todavía se estaba utilizando en un intento 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 elevado 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 Estados Unidos para matar coyotes . [48] ​​Antes de 1972, cuando la EPA canceló todos los usos, el fluoroacetato de sodio se usaba mucho más ampliamente como predacida y rodenticida barato [49] ; en 1985, se finalizó la aprobación del "collar tóxico" de uso restringido. [50]

Otros paises

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

Impactos ambientales

Agua

Debido a que 1080 es altamente soluble en agua, la lluvia, el agua de los arroyos y el agua subterránea lo dispersarán y diluirán en el medio ambiente. 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. Los estudios de monitoreo del agua, realizados durante la década de 1990, han confirmado que una contaminación significativa de los cursos de agua después de la aplicación aérea del cebo 1080 es posible, pero poco probable. [53] La investigación realizada por NIWA mostró que 1080 colocado deliberadamente en pequeños arroyos para realizar pruebas era indetectable en el sitio de colocación después de 8 horas, ya que era arrastrado río abajo. No se realizaron pruebas aguas abajo. [54]

En Nueva Zelanda, el agua superficial se monitorea de manera rutinaria después de la aplicación aérea de 1080, y las muestras de agua se recolectan 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 1080 operaciones aéreas: 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 ninguno de ellos procedía de suministros de agua potable. [56] De 592 muestras tomadas de suministros de bebida humana o de ganado, solo cuatro contenían 1080 residuos detectables a 0,1 ppb (1 muestra) y 0,2 ppb (3 muestras), todos muy por debajo del nivel de 2 ppb del Ministerio de Salud.

En un experimento financiado por la Junta de Salud Animal y realizado por NIWA que simulaba los efectos de la lluvia sobre 1080 en una ladera empinada cubierta de suelo a pocos metros de un arroyo, se encontró que el 99,9% del agua que contenía 1080 se lixiviaba directamente al suelo. (Ver 4.3 de [57] ) y no fluyó sobre el suelo hasta 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 bajo tierra en 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 mediante investigaciones que definen la degradación del fluoroacetato natural (Oliver, 1977). El fluoroacetato de sodio es soluble en agua y los residuos de los cebos no consumidos se filtran al suelo donde los microorganismos del suelo los degradan a metabolitos no tóxicos, incluidas las bacterias ( Pseudomonas ) y el hongo común del suelo ( Fusarium solani ) (David y Gardiner, 1966; Bong, Cole y Walker, 1979; Walker y Bong, 1981). [58]

Aves

Aunque ahora son poco frecuentes, las operaciones aéreas individuales 1080 todavía pueden afectar a las poblaciones de aves locales si no se llevan a cabo con suficiente cuidado. En Nueva Zelanda, se han encontrado muertos individuos de 19 especies de aves nativas y 13 especies de aves introducidas después de 1080 caídas aéreas. La mayoría de estas muertes de aves registradas estuvieron asociadas con sólo 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. Kokako , pato azul , [60] paloma de Nueva Zelanda , [61] kiwi , [62] kaká , [63] halcón de Nueva Zelanda , [64] tomtit , [65] petirrojo de la Isla Sur , [66] petirrojo de la Isla Norte , [67 ] Los periquitos de Nueva Zelanda ( kākāriki ) y la cabeza amarilla [68] han respondido bien a los programas de control de plagas que utilizan operaciones aéreas 1080, con una mayor supervivencia de polluelos y adultos, y aumentos en el tamaño de la población. Por el contrario, siete de los 38 kea marcados , el loro alpino endémico, murieron [69] durante una operación de control de zarigüeyas aéreas en el bosque de Ōkārito realizada por el DOC y AHB en agosto de 2011. Debido a sus hábitos alimentarios omnívoros y su comportamiento inquisitivo, los kea son conocidos ser particularmente susceptible a los cebos envenenados 1080, así como a otros venenos ambientales como el zinc y el plomo utilizados en los tapajuntas de las cabañas y edificios agrícolas. [70] Investigaciones recientes encontraron que la proximidad a sitios 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 aquellos que vivían cerca de sitios de búsqueda. La alta supervivencia en áreas remotas se explica por la neofobia innata y la corta vida en el campo de los cebos previos a la alimentación, que en conjunto impiden la aceptación de los cebos envenenados como alimento familiar. [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 demás animales. [73] McIlroy (1992) calculó que incluso si los lagartos se alimentaran exclusivamente 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, sustrato o presa contaminados. La posibilidad de que esto ocurra en la naturaleza se ve mejorada por una variedad de factores, incluida la ecología de las ranas. Los problemas de contaminación y mantenimiento cautivo hicieron que algunas partes de este estudio no fueran concluyentes. Se recomienda un mayor seguimiento de la población para proporcionar pruebas más concluyentes que las proporcionadas por este único estudio. [75] En Nueva Zelanda, es probable que el envenenamiento secundario de gatos salvajes y armiños después de 1080 operaciones tenga un efecto positivo en la recuperación de las poblaciones nativas de eslizones y geckos. [76] [77] [78] : 257  Matar conejos [79] y zarigüeyas, [80] que compiten por la comida con eslizones y geckos, también puede tener beneficios.

Pez

Los peces generalmente tienen una sensibilidad muy baja a 1080. Se han realizado pruebas de toxicidad en los EE. UU. con pez luna de agallas azules , trucha arco iris y el invertebrado de agua dulce Daphnia magna . Las pruebas en diferentes concentraciones de 1080 en pez luna (durante cuatro días) y Daphnia (dos días) mostraron que 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 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 arco iris se calculó en 54 mg 1080/litro, muy por encima de cualquier concentración conocida de 1080 encontrada en muestras de agua después de 1080 operaciones aéreas. Por tanto, es poco probable que 1080 cause mortalidad en los peces de agua dulce. [81]

Invertebrados

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

Ver también

Referencias

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Otras lecturas

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