Indledning

Der er en stigende bekymring over den udbredte brug af pesticider og deres potentielle indvirkning på folkesundheden. Pesticider adskiller sig fra andre kemiske stoffer, fordi de er giftige kemikalier, der bevidst spredes i miljøet med det formål at bekæmpe uønskede levende arter. Da deres toksicitet måske ikke er helt specifik for målorganismerne, kan brugen af dem udgøre en risiko for menneskers sundhed. Pesticidforgiftning er fortsat et alvorligt folkesundhedsproblem på verdensplan. Der anvendes mere end 5 milliarder pund pesticider årligt på verdensplan, hvoraf ca. 25 % anvendes i USA (US Environmental Protection Agency 2001, 2002). Eksponering for pesticider sker ved anvendelsen, ved udledning til vandforsyninger og ved indtagelse af fødevarer. Ifølge Verdenssundhedsorganisationens skøn forekommer der hvert år 3 millioner tilfælde af pesticidforgiftning, hvilket resulterer i mere end 250 000 dødsfald. Dette tal udgør også en væsentlig del af de næsten 900 000 mennesker på verdensplan, der hvert år dør ved selvmord. Organofosfor-pesticider (OP’er) er i øjeblikket de mest anvendte pesticider i verden og består af næsten 40 forskellige kemiske stoffer, der er registreret af US-EPA (http://www.epa.gov). Der blev anvendt ca. 73 millioner pund OP-pesticider i USA ovenfor i 2001 (70 % af alle insekticider; Kiely et al.,2004).

Pesticidforgiftninger er relativt almindelige i lande som Sri Lanka, Venezuela, Indonesien, Sydafrika og Brasilien. Blandt de mange pesticider, der kan føre til døden, er organofosfatinsekticider de mest almindelige syndegifte agenter på grund af deres høje toksicitet. I udviklingslandene, hvor brugen af OP-forbindelser er særlig udbredt på grund af de varme klimatiske forhold, kan antallet af dødsfald være højt. Der er en stigende bekymring over den udbredte brug af pesticider og deres potentielle virkninger på folkesundheden. I USA påvises en blanding af pesticidrester i blod og/eller urin hos næsten alle personer, der indgår i prøverne (Barr et al., 2005). I 1990’erne blev ca. 2,5-5,0 millioner landbrugsarbejdere udsat for OP’er, der anvendes som insekticider over hele verden (Abou-Donia, 2003; Das et al., 2001; Farahat et al., 2010; London et al., 1997). Selv om anvendelsen af OP’er i stigende grad er begrænset i USA (EPA, 2002), produceres og anvendes mange af de pesticider, der ikke længere er tilgængelige i USA og andre udviklede lande, stadig i landbruget eller i byområder i udviklingslandene.

Pesticiders virkningsmekanisme indebærer ofte en neurotoksisk virkning: Organofosforbindelser virker gennem hæmning af centralnervesystemets cholinesterase (Jeyaratnam og Maroni, 1994; Machemer og Pickel, 1994); pyrethroider påvirker natriumkanalerne i nervemembranen og holder dem åbne i mere end de få millisekunder, der er nødvendige for at generere et aktionspotentiale (He, 1994); organoklorinerede forbindelser virker generelt som stimulanser i centralnervesystemet, men virkningsmekanismen varierer for de forskellige aktive bestanddele (Tordoir og Van Sittert, 1994); morpholinderivater ændrer balancen mellem excitatorisk og inhibitorisk tærskel i neuroner og forringer nervesystemets funktion (Barbieri og Ferioli, 1994), mens formamidiner har en agonistisk virkning på alfa-2-katecholaminreceptoren (Xue og Loosly, 1994).

Pesticider af typen organofosfat (OP) kan have flere forskellige neurotoksiske virkninger afhængigt af dosis, eksponeringshyppighed, typen af OP og en lang række andre faktorer, der påvirker modtagelighed og følsomhed. Disse virkninger omfatter akut kolinergisk toksicitet, en forsinket ataksi kendt som organophosphorester-induceret forsinket neurotoksicitet (OPIDN), kronisk neurotoksicitet og udviklingsneurotoksicitet. Akut kolinergisk syndrom, som skyldes hæmning af ace-tylcholinesteraseaktivitet, der opstår inden for få minutter eller timer efter eksponering, aftager normalt inden for dage eller uger, og plasma- eller erythocytisk acetylcholinesteraseaktivitet anvendes til overvågning af akut eksponering for OP (Lessenger og Reese, 1999); Akut eksponering for OP-pesticider kan medføre en bred vifte af både centrale og perifere neurologiske symptomer. Øget prævalens af neurologiske symptomer kan give tidlige tegn på neurologiske dysfunktioner, før klinisk målelige tegn er tydelige.

Rastogi et al (2010) analyserede tværsnitsdata om neurologiske tegn og symptomer fra 225 børn i landdistrikterne, både mænd (n = 132) og kvinder (n = 93), som var erhvervsmæssigt og paraarbejdsmæssigt eksponeret for methyl-OP’er (dichlorvos, fenthion, malathion, methylparathion) og ethyl-OP’er (chlorpyrifos, diazinon, ethylparathion), da de tilhørte landbrugsfamilier, der håndterede, blandede og sprøjtede OP-pesticiderne. Blandt alle de neurologiske selvrapporterede symptomer var hovedpine, vand i øjnene og brændende fornemmelse i øjnene/ansigtet de vigtigste kliniske manifestationer, der blev tilskrevet eksponering for OP-pesticider. Disse symptomer kan sandsynligvis være en følge af de fleste pesticiders kroniske virkninger på centralnervesystemet. Den høje frekvens af neurologiske symptomer, der blev observeret i undersøgelsen, kan skyldes parasympatisk hyperaktivitet på grund af den akkumulerede ACh som følge af AChE-hæmning (Rastogi, 2010).

Intermediært syndrom, som normalt starter 24 til 96 timer efter det akutte syndrom og er karakteriseret ved respiratorisk parese, svaghed, deprimeret senrefleksion og forbigående ekstrapyramidale symptomer, uden respons på behandling med den kolinerge receptorantagonist atropin (Bhatt et al, 1999; Mileson et al., 1998; Senanayake og Johnson, 1982; Shahar og Andraws, 2001); organofosfatinduceret forsinket neuropati, som er en symmetrisk distal neuropati, der normalt opstår uger efter en akut eksponering, sandsynligvis relateret til hæmning af enzymet neuropathy-target esterase, der findes i nervesystemet (Aiuto et al., 1993).

Langvarig eksponering for relativt lave niveauer af OP-stoffer forekommer i en række forskellige miljøer. Pesticider anvendes ofte i en kombination med flere klasser af forbindelser med synergistiske interaktioner. En af de neurologiske funktioner, for hvilke der gentagne gange er blevet opstillet hypoteser om en skadelig virkning af neurotoksiske pesticider, er adfærd. Adfærd er et produkt af forskellige sensoriske, motoriske og tilknyttede funktioner i nervesystemet, og hypotesen er, at neurotoksiske stoffer kan påvirke en eller flere af disse funktioner negativt, forstyrre indlærings- og hukommelsesprocesser eller forårsage skadelige adfærdsmæssige virkninger (IPCS/WHO, 2001). Da adfærd er et meget komplekst system, der består af flere forskellige funktioner og biokemiske aktiviteter, kan det kun undersøges på grundlag af en meget kompleks fremgangsmåde, hvor der udføres forskellige test, der er rettet mod et bredt spektrum af funktioner, i nogle tilfælde med forskellige fremgangsmåder for forskellige befolkningsundergrupper (Anger et al., 2000; Cassitto et al., 1990; Fiedler et al., 1996; Krasnegor et al., 1995; Wetherell, 1996), og der kan kun drages konklusioner på grundlag af en integreret vurdering af de tilgængelige data. På grund af denne kompleksitet er det ikke overraskende, at forskellige forskere har valgt forskellige tilgange, hvilket gør sammenligninger mellem forskellige undersøgelser meget difficult. Neuroadfærdstoksicitet er imidlertid et meget vigtigt spørgsmål i forbindelse med forebyggelse, fordi nogle af de forbindelser, der menes at være involveret, i vid udstrækning anvendes i landbruget, og store dele af den menneskelige befolkning er erhvervsmæssigt og/eller miljømæssigt udsat, herunder mulige sårbare undergrupper som f.eks. børn og gravide kvinder. (Colosio et al., 2009). Der er blevet og bliver offentliggjort et stigende antal artikler om pesticiders neuroadfærdsmæssige virkninger af pesticider. Men ud over det, der er veletableret (f.eks. akutte virkninger; OP-induceret forsinket polyneuropati; intermediært syndrom) (Jayawardane et al., 2009; Lotti, 2001; Lotti og Moretto, 2005), er der stadig en række usikkerheder om den reelle risiko for arbejdstagere og forbrugere for at udvikle neuroadfærdsmæssige ændringer efter langvarig eksponering for lave doser af neurotoksiske pesticider (Colosio et al., 2003; Moser, 2007). Der er mange eksperimentelle data om neurotoksikologiske resultater hos dyr, men der er relativt få undersøgelser, der omhandler langtidsudsættelse (for en gennemgang se Moser, 2007). Faktisk omhandler de fleste rapporter i litteraturen gentagne eksponeringer for pesticider, hovedsagelig OP’er, så kortvarigt som five dage og sjældent længere end tre måneder. Desuden vurderede et endnu mindre antal undersøgelser neuroadfærdspræstationer dage eller uger efter endt eksponering.

I det sydlige Brasilien bruger landbrugsarbejdere, der er involveret i tobaksplantager, en kombination af OP (chlorpyrifos og acephat), herbicider (glyphosat og clomazon), plantevækstregulatorer (flumetralin), fungicider (iprodion) og insekticider (imidacloprid). Eksponering for OP er kendt for at fremkalde kliniske syndromer og biokemiske forandringer hos mennesker. Ud over akutte kolinerge symptomer, som er relateret til hæmning af acetylcholinesteraseaktiviteten, kan akut eller kronisk eksponering for OP også fremkalde forsinkede toksiske og adfærdsmæssige virkninger, som ikke klart er relateret til hæmning af esteraser (Brown og Brix, 1998; Jamal, 1997; Mileson et al., 1998; Peter og Cherian, 2000; Sudakin et al., 2000). De fleste af OP’s virkninger på nervesystemet synes at være relateret til organofosforylering af proteinmål, som acetylcholinesterase og neuropatiske målesterase, eller direkte til binding af OP til nikotinreceptorer (Mileson et al., 1998).

Chroniske organofosfatinducerede neuropsykiatriske lidelser (COPIND) er et mindre velkarakteriseret syndrom i forbindelse med kronisk OP-forgiftning. COPIND kan være forårsaget af kronisk eksponering for OP på lavt niveau uden kolinerge symptomer (Ray og Richards, 2001). De underliggende mekanismer er ikke fastlagt, men er ikke afhængige af hæmning af esteraser (Levin et al., 1976) De mest almindelige kliniske symptomer omfatter forringelse af hukommelse, koncentration og indlæring; angst, depression, psykotiske symptomer, kronisk træthed, perifer neuropati, autonom dysfunktion og ekstrapyramidale symptomer såsom dystoni, hviletremor, bradikynesi, postural ustabilitet og stivhed i ansigtsmusklerne; og manglende reaktion på levodopa-behandling. Med hensyn til psykiatriske symptomer er de neuroadfærdsmæssige virkninger af pesticideksponering på lavt niveau ikke blevet undersøgt indgående med standardiserede, kvantitative neuropsykologiske batterier.

OPs ophobes ikke i levende organismer, og de akutte tegn og symptomer forsvinder, når AChE-aktiviteten vender tilbage til det normale niveau. Derfor anses de for at være relativt sikre. Som det fremgår af visse litteraturdata, kan subtile neuroadfærdsmæssige forringelser efter enten akut eller langvarig eksponering for OP’er imidlertid fortsætte længe efter normalisering af AChE-aktiviteten. Muligheden for, at eksponering for OP’er kan fremkalde sådanne langtidsvirkninger, er i dag et problem, der vækker stor bekymring hos de regulerende myndigheder. Rodnitzky et al. (1975) og Durham et al. (1965) har i deres epidemiologiske tværsnitsundersøgelser ved hjælp af neuroadfærdstest antydet, at subtile adfærdsforstyrrelser blandt skadedyrsbekæmpere, landmænd og produktionsarbejdere er relateret til pesticideksponering på lavt niveau eller er vedvarende virkninger af alvorlig akut pesticidforgiftning (Metcalf og Holmes, 1969); Burkhart et al., 1978; Korsak og Sato, 1977; Levin et al., 1976; Xintaras et al., 1978; Savage et al., 1983, gennemgået af Johnson og Anger, 1983). Der er også talrige caserapporter og caseregistre, der viser, at 4-9% af personer med akut organofosfatforgiftning får forsinkede eller vedvarende neuropsykiatriske virkninger, herunder depression, svaghed, nervøsitet, irritabilitet, træthed, søvnløshed, glemsomhed, forvirring samt skizoide og depressive reaktioner (Gershon og Shaw, 1961). Adfærdsmæssige forringelser som følge af pesticideksponering er også blevet impliceret i alvorlige ulykker blandt landbrugsarbejdere (Redhead, 1968; Wood et al, 1971; Smith et al, 1968).

Amr et al. (1997) fandt, at sammenlignet med kontrolpersoner havde personer, der var stærkt eksponeret for pesticider (40 timer/uge, 9 måneder/år), en significant stigning i hyppigheden af psykiatriske lidelser, især depressiv neurose og dysthymi (DSM-III-R). Disse resultater efterlod et uafklaret spørgsmål om reversibilitet af psykiatriske symptomer efter en pesticidfri periode og om forekomsten af syndromet hos personer, der ikke er så kraftigt eksponeret for OP-forbindelser. En anden forvirrende faktor i disse undersøgelser har været eksponeringen for flere typer pesticider, som har vist sig at reproducere træk ved Parkinsons sygdom (Binukumar et al., 2010). Nogle af de faktorer, som har vist sig at påvirke gennemførligheden af en epidemiologisk vurdering af CNS-afvigelser blandt pesticidarbejdere, afhænger af: 1) i hvor høj grad eksponeringen kan kvantificeres, 2) hvor mange forskellige kemiske eksponeringer der er tale om, 3) sensitiviteten og specificiteten af den neurobehaviorale test og 4) den tid, det tager at gennemføre testen. Stephens et al. (1995) undersøgte forholdet mellem kroniske (ikke-reversible) neuropsykologiske virkninger og akutte eksponeringseffekter og undersøgte 77 organofosfat-eksponerede mandlige fåredykkere. Akutte eksponeringseffekter blev vurderet prospektivt ved hjælp af et spørgeskema om symptomer, der blev udarbejdet til formålet, og som blev administreret før og 24 timer efter eksponeringen. Urinen blev analyseret for dialkylphosphatniveauer for at bekræfte nylig eksponering. Kroniske virkninger blev vurderet i en neuropsykologisk tværsnitsundersøgelse uden nylig eksponering ved hjælp af computerbaserede neuropsykologiske test, det generelle spørgeskema om helbred og det subjektive spørgeskema om hukommelse. Der blev anvendt simple korrelations- og multiple lineære regressionsanalyser til at vurdere sammenhængen mellem ændringerne i den samlede symptomrapportering fra baseline til 24 timer efter eksponering og resultaterne af kroniske virkninger. Der var ingen tegn på nogen sammenhæng mellem rapporterede symptomniveauer og kroniske neuropsykologiske virkninger. Dette tyder på, at kroniske virkninger af OP-eksponering synes at forekomme uafhængigt af de symptomer, der kan opstå umiddelbart efter akut OP-eksponering. Dette har konsekvenser for eksponeringskontrol: personer kan opleve kroniske virkninger uden fordel af tidligere advarselstegn på toksiske virkninger under akut eksponering.

Militært personale, der vender tilbage fra Golfkrigen (GW), har rapporteret symptomer, som ikke kun har diagnoser ved hjælp af kendte sygdomsentiteter, men som heller ikke synes at forekomme i en forudsigelig konstellation, der kan klassificeres som et enkelt syndrom (Persian Gulf Veterans Coordinating Board, 1995; Institute of Medicine, 1996; Iowa Persian Gulf Study Group, 1997; Proctor et al., 1998; Wolfe et al., 1998). Imidlertid er symptomer, der tyder på dysfunktion i centralnervesystemet (CNS), fremtrædende blandt de klager, der rapporteres af en høj procentdel af flere stikprøver af GW-veteraner. Disse omfatter hukommelsestab, koncentrationsproblemer, hovedpine og træthed. Freya Kame et al (2005) analyserede tværsnitsdata fra 18 782 hvide mandlige autoriserede private pesticidudbringere med licens, der var indskrevet i Agricultural Health Study i 1993-1997. Udførerne afgav oplysninger om livslang pesticidbrug og 23 neurologiske symptomer, der typisk forbindes med pesticidforgiftning. Blandt de kemiske klasser af insekticider var forbindelserne stærkest for organofosfater og organokloriner. Sammenhængen med kumulativ eksponering bestod efter udelukkelse af personer, der havde en fortid med pesticidforgiftning eller havde været udsat for en begivenhed med høj personlig pesticideksponering. Disse resultater tyder på, at selvrapporterede neurologiske symptomer er forbundet med kumulativ eksponering for moderate niveauer af fumiganter og organofosfat- og organoklorininsekticider, uanset nyere eksponering eller forgiftningshistorie.