Paraquat

O Paraquat é un herbicida non selectivo, de contacto, empregado para o control de plantas emerxidas, tanto de folla ancha coma estreita. É absorbido polas partes verdes da planta, pero non polas raíces nin polas cortizas maduras. Emprégase na destrución aérea de plantacións de marihuana e coca. Entre os herbicidas de uso comercial extenso, é o máis tóxico para as persoas. Frecuentemente asóciase a un emético para provocar o vómito, caso de ser inxerido por persoas ou animais.

Foi sintetizado por Weidel e Russo en 1882 e saíu o mercado por primeira vez en 1962. É un dos herbicidas máis empregados en todo o mundo, se ben o seu uso está restrinxido en varios países.

Pertence á familia química dos bipiridilos, concretamente é o dicloruro de 1,1’-dimetil-4,4’-bipiridilo. É un sólido amarelo de peso molecular 257,2, inactívase ó contacto co chan e está suxeito a fotodescomposición rápida. Produce a corrosión dos metais. É moi soluble en alcohol e practicamente insoluble nos disolventes orgánicosMedical Toxicology, editor Richard C.Dart 3ª Edition.

Este herbicida pode causar a morte incluso a doses da orde de 10 mg/kg. O límite de exposición é de 0,1 mg/m³. A finais da década do 1960 un programa gobernamental americano permitiu o fumigado de campos de cultivo de marihuana situados en Suramérica con paraquat. O programa denominado "Marihuana Paraquat" deu lugar a un intenso debate (en marihuana contaminada detectouse un contido de 3 a 2,264 mg de paraquat e no fume un 0,03%)Manual de toxicología clínica- prevención, diagnóstico y tratamiento, Rober H. Dreisbach y William O.Robertson.

O preparado comercial Gramoxone Super contén paraquat como sal dicloruro e o seu uso está indicado para o control de malezas gramineas, frutais e cultivos baixos.

 Mecanismo da súa acción tóxica 
Existen varias teorías sobre a forma de interaccionar cos organismos vivos. Unha hipótese para explicar o mecanismo de acción do paraquat considera que se debe á a oxidación do NADPH celular e esgotamento final do contido de NADPH das células pulmonares.

Estudos bioquímicos revelaron que as células alveolares conseguen de xeito activo o paraquat por medio dun sistema de transporte de diamina/poliamina. O paraquat sofre redución (dependente do NADPH) dun electrón, para formar un radical libre que ten a capacidade para reaccionar co osíxeno molecular, orixinando así un catión paraquat máis un osíxeno reactivo (anión superóxido). Este anión converterase en peróxido mediante a enzima superóxido dismutase. Estes anións atacan aos lípidos poliinsaturados presentes nas membranas celulares alterando e diminuíndo a integridade funcional da célula.Manual de toxicología clínica, prevención, diagnóstico y tratamiento de Willian O.Robertson)
Sánchez, I.and López-Rivadulla, M.;The toxicology of paraquat and diquat.A review. Recents Resarch Devel. Drug Metabol.Disposition (2002) 1 275-313

Estruturalmente a molécula de paraquat ten moito parecido cun receptor de membrana a nivel alveolar; debido a isto considérase que ocupa ese receptor e de aí a especificidade por este tipo de tecido, pero, en xeral, ten predilección por tecidos con maior saturación de osíxeno como o pulmón, fígado e ril. Os danos hepáticos e renais polo xeral son reversibles.

 Toxicocinética 
Dende o punto de vista toxicolóxico, a ruta de absorción máis importante é a dixestiva (intestino delgado), xa que é a que máis frecuentemente está involucrada en casos de intoxicación (accidental ou suicida). A absorción pola pel intacta e pola vía respiratoria é escasa. Porén, dada a súa corrosividade o paraquat pode ulcerar estes tecidos podendo incrementar a súa absorción por estas rutas.

O tóxico acumuláse no pulmón mediante un proceso dependente de enerxía, seguindo unha cinética de orde cero saturable, que pode ser bloqueada por inhibidores como o iodoacetato. 
Considérase que teñen probabilidade de sobrevivir os pacientes con concentracións en plasma que non excedan dos valores 2,00, 0,60, 0,30, 0,16 e 0,10 mg/L, ás 4, 6, 10, 16 e 24 horas respectivamente (valores preditores de supervivencia).

No referente á biotransformación e excreción o paraquat é pouco metabolizado. A carga das moléculas, xunto á estrutura electrónica conxugada, dálle a propiedade de producir radicais libres que tamén son solubles na auga. Estes radicais libres reaccionan avidamente co osíxeno, formando radicais iónicos de superóxido e peróxido de hidróxeno que rexeneran a molécula de bipiridilo. Excrétase como tal nos ouriños e feces (se foi inxerido).Medical Toxicology, editor Richard C.Dart 3ª Edition ( pág.1522)

 Dose tóxica e letal 

A OMS clasifica o paraquat como “moderadamente perigoso, clase II”. Doses por riba dos 20 mg/kg considéranse tóxicas, e a dose letal mínima nos humanos é de 35–40 mg/kg, o que corresponde a unha inxestión de 15 a 20 mL de paraquat concentrado Medical Toxicology, editor Richard C.Dart 3ª Edition.Toxicología industrial e intoxicaciones profesionales de Lauweys, Robert R. Masson, 1994..

 Fisiopatoloxía 
O paraquat é extremadamente tóxico cando é inxerido. Polo seu carácter altamente corrosivo produce lesións como edema, queimaduras ou úlceras na mucosa do aparato dixestivo (boca, farinxe, esófago, estómago e intestino). 
“Paraquat is highly corrosive… … is extremely toxic if ingested… death usually occurs within 48 hours of ingestión of 50 mg/Kg.”, Medical Toxicology, Editor Richard C.Dart 3ªEdition

A elevada toxicidade do paraquat céntrase a nivel pulmonar e caracterízase pola presenza de edema en inxestións elevadas (máis de 20 mg/kg), hemorraxia e fibrose intersticial e intraalveolar difusa, que comeza normalmente de 2 a 14 días trala intoxicación. En xeral, a toxicidade pulmonar producida polo paraquat pódese describir en dúas fases. Na primeira fase destrúense as células epiteliais alveolares (alveolite con elevada destrución pulmonar), e na segunda fase prodúcese fibrose intra e interalveolar, de xeito que a arquitectura normal alveolar será substituída por tecido fibroso. Como consecuencia disto impídese de xeito grave o intercambio gasoso, coa conseguinte hipoxia e morte.Medical Toxicology, Editor Richard C.Dart 3ª Edition

Os achados patolóxicos nos casos de morte por paraquat inclúen ademais de danos pulmonares, graves lesións que afectan o ril, medula suprarrenal, corazón, SNC, fígado e páncreas.Manual de toxicología clínica- prevención, diagnóstico y tratamiento. Rober H. Dreisbach, William O.Robertson

 Manifestacións clínicas 

A gravidade dos síntomas e signos da intoxicación por paraquat dependen tanto da dose coma do tipo de exposición.

A exposición tópica adoita causar danos nas unllas, pel, ollos e nariz, debido á exposición a disolucións extremadamente concentradas do ión paraquat. Os síntomas habituais tras este tipo de exposición son sequidade, eritema, formación de ampolas, irritación e ulceración da pel. A acción irritante do paraquat ten lugar en diversos tipos de tecido epitelial: no caso de exposición ocular é frecuente observar inflamación e ulceración da córnea e a conxuntiva, que evoluciona gradualmente acadando o dano máximo entre 12 e 24 horas trala exposición. Pode provocar estenose do conduto lacrimal e miose.Medical Toxicology , editor Richard C.Dart 3ª Edition

As manifestacións derivadas dos efectos sistémicos do herbicida pódense describir en tres estados en función da gravidade da intoxicación (directamente relacionada coa dose):

1) En intoxicacións leves (dose menor de 20 mg/kg de paraquat) os pacientes poden mesmo ser asintomáticos, aínda que a maioría experimentan vómitos e diarrea. A recuperación dos danos adoita ser completa nuns poucos días.

2) En intoxicacións moderadas (doses de 20 a 40 mg/kg), ós vómitos e á diarrea séguenlle síntomas de toxicidade sistémica xeneralizada, entre os que se atopan sempre presentes fibrose pulmonar progresiva e fallo renal e hepático. A maioría dos pacientes morre, aínda que a morte pódese atrasar de 2 a 4 semanas trala exposición.

3) As intoxicacións graves (dose maior de 40–50 mg/kg, uns 15mL de Gramoxone) son mortais no 100% dos pacientes, normalmente dentro das 72 horas seguintes á inxestión. Ademais dos síntomas anteriores, amósase ulceración orofarínxea e esofáxica, seguida dun fallo multiorgánico (cardíaco, respiratorio, hepático, renal, adrenal, pancreático e do SNC). A principal causa da morte é o colapso cardiovascular, que se caracteriza por arritmias ventriculares, hipotensión e parada cardiorrespiratoria. Os síntomas iniciais inclúen ardor da boca, da gorxa, do peito e do abdome. Pódese presentar tamén dor de cabeza, vertixes, mialxia, diarrea hemorráxica, e unha análise de ouriños pode amosar proteinuria e hematuria, que pode ser debida ó desenvolvemento dunha necrose tubular aguda.Toxicología industrial e intoxicaciones profesionales.
de Lauwerys, Robert R. Masson SA. Ano de edición:1994
Plaza edición: Barcelona, páx. 514.Herbicides and fungicides. Craig SA. En: Emergency Toxicology. Ed PViccellio , T.Bania . Lippincott-Raven Publishers. Filadelfia. (1998) pg 416

 Probas diagnósticas 
O diagnóstico baséase na historia clínica, cos antecedentes da exposición e os achados clínicos característicos.Herbicides and fungicides. Craig SA. En: Emergency Toxicology. Ed PViccellio , T.Bania . Lippincott-Raven Publishers. Iladelfia. (1998) páx. 416
Ós pacientes expostos ó paraquat débeselles realizar unha avaliación completa, incluíndo enzimas hepáticas (AST, alanina aminotransferase, gamma glutamina transpeptidase e lactato deshidroxenase), electrólitos, glicosa, nitróxeno úrico no sangue, creatinina, aldolase sérica, análise completa de células sanguíneas, gases en sangue arterial, radiografía pulmonar e análise de urina. Ós pacientes expostos cronicamente requíreselles un perfil tiroide, vitamina B12 e folato para avaliar as diferenzas fronte a outras enfermidades de orixe neurolóxica.Medical Toxicology, editor Richard C.Dart 3ª Edition.
O diagnóstico pode ser rapidamente confirmado mediante a proba do ditionito en ouriños: Engadindo 2 mL de ditionito sódico o 1% a 10 mL de ouriños, a aparición de cor azul confirma a presenza do herbicida.Herbicides and fungicides. 
Para establecer o prognóstico, son precisas técnicas analíticas máis precisas, que permitan cuantifican o paraquat no sangue e ouriños.Herbicides and fungicides. Craig SA. En: Emergency Toxicology. Ed PViccellio , T.Bania . Lippincott-Raven Publishers. Filadelfia. (1998) páx. 416. Taxas de excreción urinaria de paraquat maiores de 1 mg/h ou concentracións plasmáticas de paraquat maiores de 0,1 µg/ml son indicativas dunha intoxicación grave. O paraquat pode seguir aparecendo nos ouriños ata máis dun mes despois da intoxicación. O gradiente de O2 alveolar/arterial está notablemente aumentado. Un aumento do nitróxeno ureico en sangue, de fosfatase alcalina sérica e de bilirrubina sérica tamén indican a gravidade do dano hepático e renal.Manual de toxicología clínica- prevención, diagnóstico y tratamiento, Rober H. Dreisbach e William O.Robertson.

 Tratamento 

O tratamento débese iniciar coa maior brevidade posible despois da inxestión de paraquat, e débese centrar en deter a absorción gastrointestinal e favorecer a eliminación renal das toxinas. Pódese considerar a realización un lavado gástrico en caso de transcorrer menos dunha hora dende a intoxicación. O lavado gástrico débese realizar con carbón activado con volumes repetidos de 200 mL ó 1% de solución de bentonita ou con 200 ml de suspensión ao 30% de terra de Fuller en auga. A eliminación renal débese estimular mediante a administración precoz de líquidos por vía intravenosa, ós que se poden engadir diuréticos (manitol, furosemida). Débese evitar a osixenoterapia xa que parece que incrementa a fibrose pulmonar. Non hai antídoto para este tóxico.Herbicides and fungicides. Craig SA. En: Emergency Toxicology. Ed PViccellio , T.Bania . Lippincott-Raven Publishers. Filadelfia. (1998) páx. 417

 Prognóstico 

A enfermidade pulmonar por paraquat caracterízase por fibrose intersticial e intraalveolar difusa progresiva, producindo a morte ata 3 semanas despois da intoxicación.Manual de toxicología clínica- prevención, diagnóstico y tratamiento, Rober H. Dreisbach e William O.Robertson. Páx.127Casarett & Daull Manual de toxicología, Curtis D.Klaassen e John B.Watkius III. Páx.417

En 1979 Proudfoot e colaboradores encontraron que os valores plasmáticos de paraquat poderían ser de utilidade para avaliar a gravidade da intoxicación e predicir o seu cursoProudfoot AT, Stewart MS, Levitt T, Widdop B. Paraquat poisoning: significance of plasma-paraquat concentrations. Lancet. 1979 Aug 18;2(8138):330-2. Así pacientes con niveis plasmáticos menores a 2,0, 0,6, 0,3, 0,16 e 0,1 mg/L ás 4, 6, 10, 16 e 24 horas tiñan máis probabilidades de sobrevivir á intoxicación.Herbicides and fungicides. Craig SA. En: Emergency Toxicology. Ed PViccellio , T. Bania . Lippincott-Raven Publishers. Filadelfia. (1998) páx. 416 A curva de Proudfoot foi posteriormente mellorada e ampliada polos estudos de Hart e cols.Hart TB, Nevitt A, Whitehead A.A new statistical approach to the prognostic significance of plasma paraquat concentrations. Lancet. 1984. 24;2(8413):1222-3.

 Produción 
Acóplanse piridinas cun tratamento con amida de sodio seguido de oxidación. A 4,4'-bipiridina resultante é despois metilada con clorometano para dar o composto desexado:

400px

 Historia 
Aínda que este composto se sintetizou por primeira vez en 1882, as propiedades herbicidas do paraquat non foron recoñecidas ata 1955. O paraquat foi inicialmente fabricado por ICI en 1962, e está hoxe entre os herbicidas máis usados.

A Unión Europea aprobou o uso do paraquat en 2004, pero Suecia, apoiada por Dinamarca, Austria, e Finlandia, apelaron a decisión. En 2007, os tribunais anularon a directiva que o autorizaba indicando que a decisión de 2004 fora incorrecta cando afirmaba que non había indicacións de neurotoxicidade asociadas co produto, e indicando tamén que deberían considerarse os estudos sobre a ligazón do paraquat coa enfermidade de Parkinson.Court of First Instance of the European Communities, Press release No° 45/07 

 Notas 

Categoría:Substancias químicas
Categoría:Herbicidas