El demetón , que se vende como un líquido aceitoso de color ámbar con un olor similar al azufre bajo el nombre de Systox, es un derivado organofosforado que provoca irritabilidad y dificultad para respirar en las personas expuestas repetidamente. Se utilizaba como insecticida y acaricida fosforotioato y tiene la fórmula química C8H19O3PS2 . Aunque antes se utilizaba como insecticida, ahora está en gran medida obsoleto debido a su toxicidad relativamente alta para los seres humanos. El demetón consta de dos componentes, demetón-S y demetón -O en una proporción de aproximadamente 2 :1 respectivamente. La estructura química del demetón está estrechamente relacionada con los agentes nerviosos militares como el VX y un derivado con uno de los grupos etoxi reemplazado por metilo fue investigado por los programas de armas químicas de los EE. UU. y la Unión Soviética bajo los nombres V-sub x y GD-7. [4] [5]
El demetón, bajo el nombre Systox, fue introducido por Bayer en 1951. Fue el primer insecticida sistémico . [6] Se utilizó contra pulgones , trips y moscas sierra en el sector agrícola. El demetón se distribuyó a través del suelo o se pulverizó sobre los cultivos y se utilizó ampliamente. [7] En 1982, se utilizaron 162.000 libras de demetón con fines insecticidas. [8] La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos canceló el registro del ingrediente activo del demetón en 1998. [9] El demetón ya no se utiliza en pesticidas registrados en la mayoría de los países, incluidos los Estados Unidos y los Países Bajos. [10]
El demetón ha provocado varios casos de intoxicación grave o muerte, tanto por uso intencional como ocupacional. Por ejemplo, un muchacho de 16 años estuvo expuesto al demetón al rociar lúpulo con el insecticida en su lugar de trabajo. El muchacho sufrió debilidad general, pérdida de conocimiento, dificultades para respirar y falta de coordinación al caminar. [11]
Cuando se metaboliza el demeton-S, la oxidación del tioéter da como resultado el metabolito sulfóxido y la oxidación posterior produce sulfona . El metabolismo del demeton-O se produce de forma análoga. De manera similar, el demeton-O se puede isomerizar mediante calor para formar el demeton-S. [12]
El demetón consta de dos componentes, demetón-S y demetón-O. La producción de ambos isómeros se puede obtener mediante la reacción de sulfuro de 2-hidroxietilo en tiolato de cloruro de fósforo dietílico en tolueno en presencia de carbonato de sodio anhidro y cobre metálico. La isomerización produce aproximadamente una mezcla 65:35 de demetón-S y demetón-O. Esta mezcla de los dos compuestos es lo que se conoce como demetón. [13] [14] [15] [16]
Varios estudios encontraron que Demeton inhibe la actividad de la colinesterasa en los glóbulos rojos y el cerebro de ratas, y en los glóbulos rojos de los perros. [17] Al inhibir la colinesterasa , se previene la degradación de neurotransmisores como la acetilcolina, que puede provocar síntomas como espasmos o convulsiones más graves.
Ambos isómeros de Demeton se metabolizan por oxidación del grupo tioéter en un sulfóxido (Demeton-S) o una sulfona (Demeton-O). [18] Existe una vía adicional en el metabolismo de Demeton-O en la que el grupo P=S se oxida a un grupo P=O, que luego se oxida nuevamente en un sulfóxido y una sulfona. La degradación posterior consiste en hidrolizar los metabolitos para producir DEPTH a partir de sulfóxido y DETP a partir de sulfona.
El demetón puede inhalarse, ingerirse o absorberse a través de la piel o los ojos. [19] La dosis letal más baja registrada en humanos es de 171 ug/kg. [20] No hay información sobre los efectos a largo plazo o cancerígenos de la exposición al demetón en humanos. Las pruebas de mutagenicidad in vitro han demostrado que el demetón tiene un potencial genotóxico significativo. Sin embargo, no se ha observado que el disulfotón, del que el demetón-S es un metabolito, tenga efectos cancerígenos. [21]
Un estudio con voluntarios humanos determinó que la ingesta oral diaria de demeton provocó una inhibición de la acetilcolinesterasa plasmática y de la acetilcolinesterasa de los glóbulos rojos. No se observaron síntomas colinérgicos en este estudio. [22]
Los síntomas de exposición al demetón incluyen síntomas colinérgicos típicos, como debilidad, dificultades respiratorias y falta de coordinación al caminar. Otros síntomas incluyen convulsiones, cianosis , mareos, vómitos y dolores de cabeza. [23]
Según los datos sobre el disulfotón, del que el demetón-S es un metabolito, se espera que el demetón se metabolice rápidamente en los seres humanos. También se espera que el demetón no se acumule en los tejidos, sino que se excrete a través de la orina. [24]
El demetón se metaboliza rápidamente y entre el 50 y el 70 % del demetón administrado por vía oral se excreta del cuerpo en un plazo de 24 horas. [25] Como el demetón es una mezcla, la composición del material debe tenerse en cuenta en las evaluaciones de toxicidad. El demetón-S es más tóxico en ratas que el demetón-O según sus valores de LD50 de 1,5 y 7,5 mg/kg de peso corporal respectivamente. [26]
Las ratas hembras alimentadas con 50 ppm de Systox™ durante 16 semanas mostraron signos de inhibición de la colinesterasa, y finalizaron el experimento con una inhibición del 93% de la actividad de la colinesterasa cerebral. A pesar de la disminución de la actividad de la colinesterasa, pudieron consumir una dosis diaria de Systox™ equivalente al 96% de una dosis letal única para una rata normal. El valor de NOAEL para la exposición oral en ratas es de 0,05 mg/kg de peso corporal/día. [26]
La inhalación de 18 mg/m3 de Systox ™ comercial (60 % demeton-O, 40 % demeton-S) fue mortal para todas las ratas entre 50 y 90 minutos después de la exposición. [25]
Los perros alimentados con 2 ppm de demeton experimentaron una inhibición de la colinesterasa plasmática y eritrocitaria, con una inhibición significativa que se produjo después de 16 semanas de alimentación y una inhibición máxima que se produjo después de 12 semanas con perros alimentados con 5 ppm. El NOAEL para perros es de 0,047 mg/kg de peso corporal/día o 2 ppm de Systox/día en su dieta. [27]
Los valores de exposición intravenosa para la LD50 para ratones y gatos fueron de 1,75 y 3,9 mg/kg de peso corporal respectivamente. El NOAEL para conejos es de 0,15 mg/kg de peso corporal/día de exposición oral al demetón. [25]