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Los plaguicidas o pesticidas son sustancias químicas que, a nivel mundial son ampliamente utilizados para el control de plagas como los insectos, roedores, hierbas, hongos, etc.; los cuales son considerados dañinos para el ser humano por el perjuicio que causan a la producción agrícola y el impacto económico negativo que implica. La amplia utilización de los plaguicidas se debe a que favorecen la producción en gran medida y, por lo tanto, incrementan significativamente el beneficio económico de los agricultores1.
Por otra parte, los plaguicidas son sustancias nocivas que repercuten en la salud humana. Presentan diferentes grados de toxicidad, desde ligeramente peligrosos hasta altamente peligrosos2. Los agricultores se exponen a este riesgo especialmente al ponerse en contacto directo con estas sustancias durante períodos prolongados de tiempo a bajas concentraciones (dosis inferiores al umbral que origina síntomas agudos), generando una exposición crónica que tendrá efectos crónicos en la salud3.
Este riesgo se incrementa con el uso indiscriminado y con hábitos que no son adecuados para el uso de estos plaguicidas, como el no utilizar la vestimenta de protección adecuada durante la preparación de los plaguicidas, o durante las fumigaciones, lo cual puede dar lugar a la acumulación de estas sustancias tóxicas en el organismo y tener efectos en diferentes órganos incluyendo el endócrino y reproductivo4.
De este modo, la fertilidad masculina podría verse afectada por la interferencia que pueden tener algunos plaguicidas en la regulación hormonal, ya sea por imitación de hormonas o por acción anti-hormonal (disruptores endocrinos), o también por trastornos que pueden producirse en las células de Sértoli, de Leydig o en las células germinales, afectando así el proceso de síntesis y la maduración de los espermatozoides5,6. Lo cual, puede conducir a la alteración de los principales parámetros seminales, como ser: volumen, concentración, motilidad, vitalidad y morfología; e incluso pueden producir daño del DNA espermático y la consiguiente disminución de la capacidad reproductiva masculina7,8,9.
La región que se denomina Chapare es una zona del departamento de Cochabamba, conformada por parte de las provincias Carrasco y Chapare situadas entre los departamentos de Cochabamba y Santa Cruz. Es una zona de clima tropical húmedo, con mucha actividad agrícola, donde se cultiva una gran variedad de plantas frutales, arroz, coca y otros. La mayor parte de estos cultivos son realizados en parcelas pequeñas; en las que se hace uso intenso e indiscriminado de plaguicidas por parte de estos agricultores.
El objetivo del presente trabajo es describir la exposición crónica de los agricultores a los plaguicidas y su efecto sobre la calidad seminal en agricultores de la zona del Chapare.
Material y métodos
Este es un estudio transversal y descriptivo. Se llevó a cabo en dos poblaciones del Chapare: Villa 14 y Villa Bolívar. Para su ejecución, previamente, se realizaron reuniones de coordinación con el personal de los Centros de Salud, con los dirigentes y agricultores de estas zonas. A partir de ello, fueron citados 300 agricultores varones expuestos constantemente a plaguicidas por lo menos por un año antes del inicio del presente trabajo; pero sólo 62 accedieron a participar en este estudio.
Aplicación de encuestas
Previa firma de un acta de consentimiento informado, donde se les dio a conocer el propósito de la investigación; se realizó una encuesta con el fin de recabar información respecto a la exposición, la frecuencia de fumigación, tipo de plaguicidas utilizados, protección, “dosis”, síntomas, y otros datos.
Índice de Exposición (IE)
El nivel de exposición de los agricultores ante la toxicidad de los plaguicidas fue determinado, mediante un análisis en base a 4 parámetros:
Donde el índice tuvo un rango de 0 a 1, siendo 0 la exposición mínima y, 1 la exposición máxima. El IE fue la suma de cada uno de los cuatro parámetros mencionados arriba, estos estaban multiplicados por coeficientes de ponderación, lo que determinó la siguiente ecuación:
donde (a) fue la frecuencia de fumigación, (b) el tiempo de exposición, (c) la dosis y (d) la protección (elaboración propia).
Establecimos una escala para la frecuencia de fumigación, siendo 1 la fumigación diaria, 0.3 la fumigación semanal y 0,1 la fumigación mensual. Para el tiempo de fumigación establecimos 0,1 cuando el tiempo era 2 a 3 horas, 0,3 si eran 5 horas o 0,6 en el caso de 10 horas y 1 más de 10 horas. La dosis utilizada se clasificó en: recomendada o mayor a ésta, siendo 0,3 la recomendada y 0,7 si es mayor. El cuarto parámetro fue la protección durante la fumigación, y esta fue medida con una escala de 1 a 10, donde 10 es la máxima protección y 1 la mínima. Para la ecuación del índice de exposición, esta última variable se la invirtió, ya que la máxima protección implica menor exposición. La ecuación final de índice de exposición fue la suma de cada uno de los parámetros multiplicado por un coeficiente de ponderación 0,15(a)+0,25 (b)+0,2(c)+0,4 (d), donde (a) es la frecuencia de fumigación, (b) el tiempo de exposición, (c) la dosis y (d) la protección.
Calidad seminal
La calidad seminal fue determinada mediante una evaluación de los parámetros seminales: volumen, concentración, motilidad, vitalidad y morfología espermáticos, según criterios y recomendaciones de la OMS/202110. Para el análisis seminal, sólo 34 agricultores participantes cumplieron con los criterios de inclusión: edad (18 a 45 años), días de abstinencia (entre 2 a 7 días), y que no tengan enfermedades de transmisión sexual (ETS), tales como HIV, Sífilis, Clamidias, Mycoplasmas, Ureaplasmas.
Tanto las encuestas como la toma de muestras seminal y su respectiva evaluación en fresco, fueron realizadas en los Centros de Salud correspondientes a las zonas de estudio.
La evaluación de la morfología espermática (criterio estricto de Krüger) fue determinada con la tinción de panóptico rápido.
La fragmentación del DNA espermático de estas muestras, fue evaluada mediante la prueba de SCD (Sperm Chromatin Dispersion), con el Kit Halosperm9. Estas pruebas fueron llevadas a cabo en el Laboratorio de Genética y Salud Reproductiva del IIBISMED-Facultad de Medicina de la UMSS.
El análisis de los resultados de los parámetros seminales se realizó en función a los criterios establecidos por la OMS/2021.
Los datos fueron procesados en excel y SPSS, para lo cual se realizó un análisis descriptivo.
Resultados
Exposición
Los resultados obtenidos mediante las encuestas realizadas a los agricultores del Chapare fueron los siguientes: De los 62 participantes el 31,7 % estuvieron expuestos a plaguicidas durante 6-10 años y el 38,1 % estuvieron expuestos entre 11-15 años. El promedio de exposición fue de 14,7 años ± 8,8 años, el tiempo mínimo 1 año y el máximo 34 años.
La frecuencia de fumigación de una vez por semana fue de 66,1 %; de una vez por mes el 32,3% y, de una vez por día sólo el 1,6%. Las horas de exposición por día fueron: toda la jornada (50 %), medio día (50 %).
Protección
En la Tabla 1, mostramos algunas vestimentas de protección utilizadas por los agricultores de la zona. Las botas son el implemento de protección de mayor uso tanto para la preparación (30,2%) como para la fumigación (46%) y sólo un agricultor utiliza equipo de protección adecuado.
El 49% de los agricultores no utilizan ningún tipo de protección durante la preparación y el 35 % durante la fumigación (Gráfica 1).
Por otra parte, el índice de exposición calculado para la población estudiada fue de 0,59 sobre 1, es decir que, presentan un índice elevado.
En la Tabla 2, se observan los síntomas de intoxicación. Después de fumigar, el 95,2% de los participantes presentaron por lo menos uno de los síntomas de intoxicación, como cefalea (84%) y mareo (55,6%). Estos síntomas fueron producidos principalmente por Carbamatos (31,7 %) y por Caporal (20,6%).
Tipos de plaguicidas
Los principales plaguicidas utilizados en las zonas de estudio fueron los herbicidas como el Paraquat (97%) y diferentes tipos de glifosatos (94%); seguidos por el uso frecuente de insecticidas, principalmente como productos combinados comercialmente como Caporal (84%), que es la combinación de un organofosforado y un piretroide; y Extermin (63%) combinación de cloronicotinilico y un piretroide. Asimismo, encontramos el uso de carbamatos (49%), diferentes tipos de Organofosforados (12,7%) e incluso organoclorados (4,8%), entre otros. Además, aparte de utilizar dichos productos combinados comercialmente como los ya mencionados, el 82,5% de estos agricultores preparan una diversidad de sus propias mezclas, como Paraquat con glifosatos (11,1%) o mezclan dos productos combinados como Caporal con Extermin (19%). Por otra parte, cabe mencionar que sólo el 50,8% de agricultores usan las dosis recomendadas para cada producto (Tabla 3).
Calidad seminal
Del total de 62 agricultores encuestados, sólo 34 cumplían con los criterios de inclusión para realizarles el respectivo estudio seminal, presentando una edad promedio de 31,6 ± 6,7 años.
La evaluación de las muestras seminales de los 34 agricultores, mostró que el 38% tenían al menos un parámetro seminal alterado y el 62 % tenían parámetros seminales normales.
En la tabla 4, se muestran los resultados de las características de los parámetros seminales diferenciados en dos grupos: los parámetros alterados que se encuentran debajo del límite inferior de referencia (LIR) y, los parámetros normales se encuentran por encima del mismo límite (OMS 2021).
Tabla 4. Características de los parámetros seminales de agricultores expuestos, sobre el LIR Vs. parámetros bajo el LIR de acuerdo a la OMS (2021)
1 N PA: Número de casos con al menos un parámetro seminal alterado.
2 Prom < LIR: Promedio de los parámetros que se encuentran por debajo del Límite inferir de referencia.
3 Prom > LRI: Promedio de los parámetros que se encuentran por encima del Límite inferior de referencia de la población en estudio.
4 Prom gral: Promedio que incluye 2 y 3.
Este análisis nos mostró diferencias altamente significativas para todos los parámetros seminales analizados, entre los parámetros alterados y normales.
El volumen del grupo con parámetros alterados tuvo un promedio 1,1 ml y el grupo con parámetros por encima del LIR fue de 2,7 ml. La concentración alterada tuvo un promedio de 3 x 106/ml y el normal 80,9 x 106/ml. El porcentaje de motilidad alterado fue 30 y el normal 65,8 %. El porcentaje de vitalidad anormal fue de 44 y del normal 77,8 %. El porcentaje de morfología alterada fue de 2 y del normal de 10,1 %.
De los 34 agricultores, 4 presentaron fragmentación de DNA espermático (3 pertenecían al grupo que tenían al menos un parámetro seminal alterado y 1 no tenía ningún parámetro alterado), los 30 restantes no presentaron fragmentación de DNA espermático (Gráfica 2).
Discusión
Los agricultores de las dos zonas en estudio del Chapare presentan exposición crónica a los plaguicidas, debido a que se encuentran expuestos a bajas dosis de una gran variedad de estos agroquímicos durante muchos años. Así, tenemos que el 70 % de ellos realizaron fumigaciones entre 6 a 15 años. Estos datos se asemejan a otro estudio, donde el 50 % de esa población refirió el uso de plaguicidas por un tiempo promedio de 7 años y 8 meses11. Por otra parte, se sabe que este tipo de exposición a largo plazo puede ocasionar intoxicación crónica con el consecuente daño del organismo debido a la acumulación paulatina de estas sustancias en el cuerpo2; donde, el riesgo y severidad de sufrir intoxicación estaría en función a la toxicidad del producto utilizado, al tiempo de exposición e incluso a la vía de acceso, como ser inhalación, dérmica, ocular y oral5. Como se mencionó anteriormente, el Chapare es una región con clima tropical húmedo, presenta una vegetación exuberante, por tanto, el requerimiento de control de plagas es importante; lo que conlleva a que los agricultores utilicen una gran variedad de plaguicidas, principalmente herbicidas tales como paraquat y glifosatos, etc.; e insecticidas, como los organofosforados ya sea en su forma simple o en productos combinados comerciales, los piretroides también simples o combinados comerciales, los carbamatos y otros. Algunos autores confirman que, hasta hace algunos años, el paraquat con nombre comercial de Gramoxone, era uno de los herbicidas más utilizado a nivel mundial11. En un estudio en Sonora, México determinaron que era el herbicida más utilizado2. Actualmente el paraquat, por sus efectos en la salud humana, está prohibido en 40 países, incluidos los de la Unión Europea y Suiza. Su exposición crónica puede tener principalmente efectos en el sistema respiratorio, se acumula selectivamente en los pulmones humanos para causar lesiones oxidativas y fibrosis con alta mortalidad12 y en el sistema nervioso, como posible factor de la enfermedad de Parkinson13. Se observó que el estrés oxidativo inducido por el paraquat en células SHSY-5Y diferenciadas, aumentó la producción de especies de oxígeno reactivo celular (ROS), con una consecuente apoptosis por la alteración celular y fragmentación del ADN que se produce14. Pero, a pesar de estos riesgos y prohibiciones, este plaguicida sigue siendo muy utilizado en nuestro país, así como en otros países en desarrollo15.
Otro herbicida de amplio espectro, muy utilizado en la zona de investigación es el Glifosato/Roundup, patentado por la casa Monsanto. A nivel mundial es uno de los plaguicidas más utilizados, su uso incluye manejo agrícola, industrial, de jardinería ornamental, también es empleado para la erradicación de los cultivos ilícitos. Se encuentra registrado en más de cien países11. Su toxicidad aún es controversial y, su uso o prohibición se encuentran en discusión. Debido a la acción sobre la ruta del ácido shikímico e interferencia en la síntesis de aminoácidos en plantas; por ello, algunos autores consideran que tiene toxicidad moderada; no obstante, otras investigaciones muestran que ocasiona alteración en la estructura y reparación del ADN, produce cambios en la regulación del ciclo celular, cambios epigenéticos y mutaciones que podrían dar origen a tumorogénesis y otras afecciones16,17.
Respecto a los insecticidas, encontramos un elevado uso de ellos, entre los cuales encontramos principalmente los organofosforados, que son agroquímicos altamente tóxicos y prohibidos, como menciona la resolución administrativa 24 y 25 de SENASAG en 201518, entre ellos se encuentran el metamidofos (con efectos en sistema nervioso), monocrotofos (posible cancerígeno y abortivo) clorpirifos y sus mezclas en todas sus concentraciones19.
Los organoclorados, aunque en bajo porcentaje (4,8 %), hallamos que, todavía son utilizados en estas zonas como es el caso del endosulfan, que es totalmente prohibido por convenios internacionales en todos los países20. Al igual que toda su familia química, pertenece al grupo de plaguicidas altamente tóxicos, por ser disrruptores endócrinos y por su persistencia; en general, producen malformaciones congénitas, hipotiroidismo, entre otros19. En Bolivia, a pesar que, estos productos también son prohibidos en otros países por ser altamente tóxicos18, todavía son comercializados y utilizados porque ingresan ilegalmente o por contrabando15,21.
En resumen, en el Chapare son utilizados hasta un 97% de plaguicidas altamente peligrosos (PAPs), entre ellos se encuentran: paraquat, glifosato, metamidofos, metomil, monocrotofos, clorpirifos, endosulfan; 2,4-D, cipermetrina, lambdacialotrin. Información que se encuentra relacionada con un estudio realizado en los estados de Sonora y Sinaloa, donde se utilizan entre un 40 y 50% de PAPs, con mucha similitud a los plaguicidas del presente estudio22.
Además, el riesgo de usar estos plaguicidas altamente tóxicos se agrava debido a que la protección utilizada por los agricultores es muy precaria o no existe. Es así que, el 34,9% de ellos no utilizan ningún tipo de protección y el 63,5% utilizan sólo algunos implementos que no son adecuados para realizar fumigaciones, resultando muy precarios y deficientes, como son las pañoletas o camisas de manga larga. Lo cual concuerda con un estudio realizado en el estado de Sinaloa, donde se reporta que el 72% de los agricultores usa equipo de protección personal incompleto, 28% ningún tipo de equipo, el 29% usa equipo de protección personal rudimentario4. Como mencionan algunos autores, este problema se incrementa en zonas con climas cálidos y húmedos debido a la incomodidad que les produce el uso de vestimenta adicional15; como es el caso de los agricultores del Chapare. Esta situación se presenta por falta de capacitación y desconocimiento de los agricultores sobre la importancia que tiene el uso adecuado de los implementos de protección y cómo éstos pueden disminuir la exposición y los efectos adversos de los plaguicidas23.
Al respecto, el índice de exposición que determinamos en este estudio se encuentra por encima del 50 % (0,59 sobre 1), lo cual significa que, aunque no es estadísticamente significativo, su exposición es elevada y, por tanto, el uso inadecuado de protección, es un factor de riesgo para la intoxicación por los plaguicidas. Esto es corroborado en un estudio donde se realizó el análisis de riesgo por el uso inadecuado de los elementos de protección24. En cuanto a la frecuencia de fumigaciones; el 66,1 % de ellos reportaron que efectúan fumigaciones una vez por semana y, solo el 50 % las realiza durante toda la jornada. En comparación con otro estudio donde se reporta que el 45,6% fumiga dos veces por semana; y el 80% durante toda la jornada11.
Es relevante mencionar la diversidad de síntomas que pueden presentar los agricultores al finalizar la fumigación, podría decirse que, es consecuencia de lo señalado anteriormente, estos síntomas pueden ser: cefaleas, mareos, vómitos, fatiga, debilidad, náuseas, opresión en el pecho, dificultad para respirar, insomnio, calambres abdominales. Nuestros resultados (Tabla 3) son corroborados por otros estudios, donde las más mencionadas fueron: alteraciones neurológicas (82,2%), tales como cefalea (37,5%), mareos (9,8%) y sudoración profusa y visión borrosa (7,1%); manifestaciones de piel (71,5%)10,25,26.
Respecto al efecto de los plaguicidas sobre la calidad seminal de los agricultores, encontramos que, por lo menos un parámetro seminal se encuentra alterado (38 % de los casos). Los hallazgos de este estudio fueron consistentes con reportes en los que se reporta el efecto negativo de los diferentes plaguicidas sobre los principales parámetros seminales como el volumen, concentración, morfología y motilidad27,28.
Se compararon los resultados entre el grupo que presentó parámetros alterados con el grupo que tuvo parámetros normales; es decir, los que se encontraban bajo el límite inferior de referencia (LIR) respecto a los que se encontraban por encima del LIR. Esto con la finalidad de visualizar cuán afectados se hallaban los que presentaban alteración, porque si sólo se muestra el promedio general, aparentemente, ningún parámetro se encontraría afectado. Esta comparación fue efectuada ya que no se pudo tener un grupo control, debido a la complejidad que representa la toma de muestra y el estudio en sí en estas zonas.
En nuestro estudio, el volumen seminal fue el parámetro más frecuentemente afectado; pero se observó mayor severidad en la concentración y la morfología. En una investigación similar indican que la vitalidad y la integridad de la membrana espermática disminuyen de manera significativa, en relación dosis dependiente, como consecuencia de la acción de estas sustancias sobre el ADN y las proteínas, debido a sus propiedades alquilantes y electrofílicas. También encontraron que, al evaluar un grupo de trabajadores expuestos a plaguicidas, encontraron alteraciones en diferentes variables espermáticas, tales como la concentración espermática, la motilidad y la vitalidad29. Estos hallazgos se corresponden con otro estudio en el cual un grupo de hombres jóvenes que vivían en una zona rural expuestos a plaguicidas tenían altos niveles de abortos y altas tasas de infertilidad, con parámetros seminales normales según la OMS, que no explicaban los problemas mencionados30.
Los resultados de este estudio muestran alteraciones de los parámetros seminales, que han existido en personas que están expuestas a plaguicidas, entre estas alteraciones se observó fragmentación del DNA y también se observó alteraciones en el análisis seminal, se observa una clara tendencia de fragmentación en el grupo de los que tienen al menos un parámetro seminal alterado.
Conclusiones
En base a los resultados obtenidos en este estudio se puede concluir que existe uso indiscriminado de plaguicidas en la zona del Chapare y los agricultores se encuentran expuestos de forma crónica a plaguicidas altamente tóxicos y prohibidos
No utilizan la protección adecuada para realizar las fumigaciones, presentan algunos síntomas que indican alteración de la y, presentan alteración de la calidad seminal.
