ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าผลิตภัณฑ์สลายตัว (เมแทบอไลต์) ของยาฆ่าแมลงอาจเป็นพิษมากกว่าสารประกอบดั้งเดิม

อากาศที่สะอาด น้ำ และดินที่มีสุขภาพดีเป็นส่วนสำคัญในการทำงานของระบบนิเวศที่โต้ตอบกันในสี่พื้นที่หลักของโลกเพื่อหล่อเลี้ยงชีวิต อย่างไรก็ตาม สารตกค้างของยาฆ่าแมลงที่เป็นพิษมีอยู่ทั่วไปในระบบนิเวศและมักพบในดิน น้ำ (ทั้งของแข็งและของเหลว) และอากาศโดยรอบในระดับที่เกินมาตรฐานของสำนักงานปกป้องสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกา (EPA) สารตกค้างของยาฆ่าแมลงเหล่านี้จะผ่านกระบวนการไฮโดรไลซิส การสลายตัวด้วยแสง ออกซิเดชัน และการย่อยสลายทางชีวภาพ ส่งผลให้เกิดผลิตภัณฑ์ที่เปลี่ยนรูปได้หลากหลายซึ่งพบได้ทั่วไปเช่นเดียวกับสารประกอบต้นกำเนิดของสารเหล่านั้น ตัวอย่างเช่น ชาวอเมริกัน 90% มีไบโอมาร์กเกอร์ของยาฆ่าแมลงอย่างน้อยหนึ่งชนิดในร่างกาย (ทั้งสารประกอบต้นกำเนิดและเมแทบอไลต์) การมีสารกำจัดศัตรูพืชอยู่ในร่างกายอาจส่งผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์ โดยเฉพาะในช่วงชีวิตที่เปราะบาง เช่น วัยเด็ก วัยรุ่น การตั้งครรภ์ และวัยชรา เอกสารทางวิทยาศาสตร์ระบุว่าสารกำจัดศัตรูพืชมีผลกระทบเชิงลบต่อสุขภาพมาอย่างยาวนาน (เช่น การหยุดชะงักของต่อมไร้ท่อ มะเร็ง ปัญหาการสืบพันธุ์/การเกิด ความเป็นพิษต่อระบบประสาท การสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพ ฯลฯ) ต่อสิ่งแวดล้อม (รวมถึงสัตว์ป่า ความหลากหลายทางชีวภาพ และสุขภาพของมนุษย์) ดังนั้น การสัมผัสกับสารกำจัดศัตรูพืชและสารก่อโรคในระบบประสาทอาจส่งผลเสียต่อสุขภาพ รวมถึงผลกระทบต่อระบบต่อมไร้ท่อ
ผู้เชี่ยวชาญด้านสารก่อกวนต่อมไร้ท่อของสหภาพยุโรป (ปลายเดือน) ดร. ทีโอ โคลบอร์นจัดประเภทสารออกฤทธิ์ของยาฆ่าแมลงมากกว่า 50 ชนิดว่าเป็นสารก่อกวนต่อมไร้ท่อ (ED) ซึ่งรวมถึงสารเคมีในผลิตภัณฑ์ในครัวเรือน เช่น ผงซักฟอก น้ำยาฆ่าเชื้อ พลาสติก และยาฆ่าแมลง การวิจัยแสดงให้เห็นว่าสารก่อกวนต่อมไร้ท่อมีมากในยาฆ่าแมลงหลายชนิด เช่น สารกำจัดวัชพืชแอทราซีนและ 2,4-D สารกำจัดแมลงในสัตว์เลี้ยงฟิโพรนิล และไดออกซินที่ได้จากการผลิต (TCDD) สารเคมีเหล่านี้สามารถเข้าสู่ร่างกาย ก่อกวนฮอร์โมน และก่อให้เกิดผลเสียต่อการพัฒนา โรค และปัญหาการสืบพันธุ์ ระบบต่อมไร้ท่อประกอบด้วยต่อม (ไทรอยด์ ต่อมเพศ ต่อมหมวกไต และต่อมใต้สมอง) และฮอร์โมนที่ต่อมเหล่านี้ผลิตขึ้น (ไทรอกซิน เอสโตรเจน เทสโทสเตอโรน และอะดรีนาลีน) ต่อมเหล่านี้และฮอร์โมนที่เกี่ยวข้องควบคุมการพัฒนา การเติบโต การสืบพันธุ์ และพฤติกรรมของสัตว์ รวมถึงมนุษย์ ความผิดปกติของต่อมไร้ท่อเป็นปัญหาที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องและเพิ่มมากขึ้น ซึ่งส่งผลกระทบต่อผู้คนทั่วโลก ดังผลที่ผู้สนับสนุนโต้แย้งว่านโยบายควรบังคับใช้กฎระเบียบที่เข้มงวดยิ่งขึ้นเกี่ยวกับการใช้ยาฆ่าแมลงและเสริมสร้างการวิจัยเกี่ยวกับผลกระทบในระยะยาวของการได้รับยาฆ่าแมลง
การศึกษาครั้งนี้เป็นหนึ่งในหลายการศึกษาที่ตระหนักว่าสารที่สลายตัวจากยาฆ่าแมลงมีพิษเท่ากับหรือมีประสิทธิภาพมากกว่าสารประกอบดั้งเดิมด้วยซ้ำ ทั่วโลก ไพรอกซีเฟน (Pyr) ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในการควบคุมยุงและเป็นยาฆ่าแมลงชนิดเดียวที่ได้รับการอนุมัติจากองค์การอนามัยโลก (WHO) สำหรับการควบคุมยุงในภาชนะใส่น้ำดื่ม อย่างไรก็ตาม ไพรอกซีเฟน TP เกือบทั้งหมดทั้ง 7 ชนิดมีฤทธิ์ในการลดฮอร์โมนเอสโตรเจนในเลือด ไต และตับ มาลาไธออนเป็นยาฆ่าแมลงยอดนิยมที่ยับยั้งการทำงานของอะเซทิลโคลีนเอสเทอเรส (AChE) ในเนื้อเยื่อประสาท การยับยั้ง AChE นำไปสู่การสะสมของอะเซทิลโคลีน ซึ่งเป็นสารสื่อประสาทเคมีที่รับผิดชอบต่อการทำงานของสมองและกล้ามเนื้อ การสะสมของสารเคมีนี้สามารถนำไปสู่ผลที่ตามมาอย่างเฉียบพลัน เช่น กล้ามเนื้อบางส่วนกระตุกอย่างรวดเร็วโดยไม่สามารถควบคุมได้ อัมพาตระบบทางเดินหายใจ ชักกระตุก และในกรณีร้ายแรง การยับยั้งอะเซทิลโคลีนเอสเทอเรสจะไม่จำเพาะเจาะจง ส่งผลให้มาลาไธออนแพร่กระจาย ซึ่งเป็นภัยคุกคามร้ายแรงต่อสัตว์ป่าและสุขภาพของประชาชน โดยสรุป การศึกษาวิจัยแสดงให้เห็นว่า TP ทั้งสองของมาลาไธออนมีผลรบกวนต่อมไร้ท่อต่อการแสดงออกของยีน การหลั่งฮอร์โมน และการเผาผลาญกลูโคคอร์ติคอยด์ (คาร์โบไฮเดรต โปรตีน ไขมัน) การย่อยสลายอย่างรวดเร็วของสารกำจัดศัตรูพืชฟีน็อกซาโพรพเอทิลส่งผลให้เกิด TP ที่มีพิษสูงสองชนิดซึ่งเพิ่มการแสดงออกของยีน 5.8–12 เท่าและมีผลต่อกิจกรรมของเอสโตรเจนมากกว่า ในที่สุด TF หลักของเบนาแลกซิลคงอยู่ในสิ่งแวดล้อมนานกว่าสารประกอบหลัก เป็นตัวต่อต้านอัลฟาของตัวรับเอสโตรเจน และเพิ่มการแสดงออกของยีน 3 เท่า สารกำจัดศัตรูพืชทั้งสี่ชนิดในการศึกษาวิจัยนี้ไม่ใช่สารเคมีเพียงชนิดเดียวที่ต้องกังวล สารกำจัดศัตรูพืชชนิดอื่นๆ หลายชนิดยังผลิตผลิตภัณฑ์สลายตัวที่เป็นพิษอีกด้วย สารกำจัดศัตรูพืชที่ถูกห้าม สารประกอบกำจัดศัตรูพืชทั้งชนิดเก่าและชนิดใหม่ และสารเคมีผลพลอยได้หลายชนิดปล่อยฟอสฟอรัสรวมที่เป็นพิษซึ่งก่อให้เกิดมลพิษต่อผู้คนและระบบนิเวศ
สารกำจัดศัตรูพืชที่ถูกห้ามใช้ DDT และสารเมแทบอไลต์หลัก DDE ยังคงอยู่ในสิ่งแวดล้อมมาหลายทศวรรษหลังจากที่เลิกใช้ไปแล้ว โดยสำนักงานปกป้องสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกา (EPA) ตรวจพบความเข้มข้นของสารเคมีที่เกินระดับที่ยอมรับได้ แม้ว่า DDT และ DDE จะละลายในไขมันในร่างกายและคงอยู่ที่นั่นเป็นเวลาหลายปี แต่ DDE ยังคงอยู่ในร่างกายนานกว่านั้น การสำรวจที่ดำเนินการโดยศูนย์ควบคุมและป้องกันโรค (CDC) พบว่า DDE ติดเชื้อในร่างกายของผู้เข้าร่วมการศึกษา 99 เปอร์เซ็นต์ เช่นเดียวกับสารก่อการรบกวนต่อมไร้ท่อ การสัมผัสกับ DDT เพิ่มความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับโรคเบาหวาน วัยหมดประจำเดือนก่อนวัย จำนวนอสุจิลดลง โรคเยื่อบุโพรงมดลูกเจริญผิดที่ ความผิดปกติแต่กำเนิด ออทิซึม การขาดวิตามินดี มะเร็งต่อมน้ำเหลืองชนิด non-Hodgkin และโรคอ้วน อย่างไรก็ตาม การศึกษาวิจัยได้แสดงให้เห็นว่า DDE มีพิษมากกว่าสารประกอบดั้งเดิมด้วยซ้ำ เมแทบอไลต์นี้สามารถส่งผลต่อสุขภาพหลายชั่วอายุคน ทำให้เกิดโรคอ้วนและโรคเบาหวาน และเพิ่มอุบัติการณ์ของมะเร็งเต้านมในหลายชั่วอายุคนโดยเฉพาะ ยาฆ่าแมลงรุ่นเก่าบางชนิด เช่น ออร์กาโนฟอสเฟต เช่น มาลาไธออน ผลิตจากสารประกอบเดียวกันกับสารพิษในระบบประสาทในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 (เอเจนต์ออเรนจ์) ซึ่งส่งผลเสียต่อระบบประสาท ไตรโคลซาน ซึ่งเป็นยาฆ่าแมลงต้านจุลินทรีย์ที่ถูกห้ามใช้ในอาหารหลายชนิด ยังคงตกค้างอยู่ในสิ่งแวดล้อมและก่อให้เกิดผลิตภัณฑ์ย่อยสลายที่ก่อมะเร็ง เช่น คลอโรฟอร์มและ 2,8-ไดคลอโรไดเบนโซ-พี-ไดออกซิน (2,8-ดีซีดีดี)
สารเคมี "รุ่นต่อไป" รวมถึงไกลโฟเซตและนีโอนิโคตินอยด์ ออกฤทธิ์เร็วและสลายตัวเร็ว จึงมีโอกาสสะสมน้อยลง อย่างไรก็ตาม การศึกษาวิจัยแสดงให้เห็นว่าสารเคมีเหล่านี้มีความเข้มข้นต่ำกว่าและมีพิษมากกว่าสารเคมีรุ่นเก่าและต้องการน้ำหนักที่เบากว่าหลายกิโลกรัม ดังนั้น ผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวของสารเคมีเหล่านี้อาจทำให้เกิดผลพิษที่คล้ายคลึงกันหรือรุนแรงกว่า การศึกษาวิจัยแสดงให้เห็นว่าไกลโฟเซตของสารกำจัดวัชพืชจะถูกแปลงเป็นเมแทบอไลต์ AMPA ที่เป็นพิษซึ่งจะเปลี่ยนการแสดงออกของยีน นอกจากนี้ เมแทบอไลต์ไอออนิกใหม่ เช่น เดไนโตรอิมิดาโคลพริดและเดไซยาโนไทอะโคลพริด มีพิษต่อสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมากกว่าอิมิดาโคลพริดดั้งเดิมถึง 300 และ ~200 เท่าตามลำดับ
สารกำจัดศัตรูพืชและสาร TF สามารถเพิ่มระดับความเป็นพิษเฉียบพลันและไม่ถึงแก่ชีวิต ส่งผลให้มีผลกระทบระยะยาวต่อความหลากหลายของสายพันธุ์และความหลากหลายทางชีวภาพ สารกำจัดศัตรูพืชในอดีตและปัจจุบันหลายชนิดทำหน้าที่เหมือนมลพิษทางสิ่งแวดล้อมอื่นๆ และผู้คนอาจสัมผัสกับสารเหล่านี้ในเวลาเดียวกัน สารปนเปื้อนทางเคมีเหล่านี้มักทำปฏิกิริยาร่วมกันหรือทำงานร่วมกันเพื่อก่อให้เกิดผลกระทบร่วมกันที่รุนแรงยิ่งขึ้น การทำงานร่วมกันเป็นปัญหาทั่วไปในส่วนผสมของสารกำจัดศัตรูพืช และอาจประเมินผลกระทบที่เป็นพิษต่อสุขภาพของมนุษย์ สัตว์ และสิ่งแวดล้อมต่ำเกินไป ดังนั้นการประเมินความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อมและสุขภาพของมนุษย์ในปัจจุบันจึงประเมินผลกระทบที่เป็นอันตรายจากสารตกค้างของยาฆ่าแมลง เมแทบอไลต์ และสารปนเปื้อนในสิ่งแวดล้อมอื่นๆ ต่ำเกินไปอย่างมาก
การทำความเข้าใจถึงผลกระทบที่สารกำจัดศัตรูพืชที่ก่อการรบกวนต่อมไร้ท่อและผลิตภัณฑ์สลายตัวอาจมีต่อสุขภาพของคนรุ่นปัจจุบันและรุ่นอนาคตถือเป็นสิ่งสำคัญ สาเหตุของโรคที่เกิดจากสารกำจัดศัตรูพืชยังไม่ชัดเจน ซึ่งรวมถึงระยะเวลาที่คาดเดาได้ระหว่างการสัมผัสสารเคมี ผลกระทบต่อสุขภาพ และข้อมูลระบาดวิทยา
วิธีหนึ่งในการลดผลกระทบของยาฆ่าแมลงต่อผู้คนและสิ่งแวดล้อมคือการซื้อ ปลูก และดูแลผลผลิตอินทรีย์ จากการศึกษามากมายพบว่า เมื่อเปลี่ยนมาทานอาหารอินทรีย์ล้วน ปริมาณเมแทบอไลต์ของยาฆ่าแมลงในปัสสาวะจะลดลงอย่างมาก การทำเกษตรอินทรีย์มีประโยชน์ต่อสุขภาพและสิ่งแวดล้อมมากมาย เนื่องจากช่วยลดความจำเป็นในการทำเกษตรกรรมที่ใช้สารเคมีเข้มข้น ผลกระทบที่เป็นอันตรายจากยาฆ่าแมลงสามารถลดลงได้ด้วยการใช้วิธีการอินทรีย์แบบฟื้นฟูและใช้วิธีการปราบศัตรูพืชที่มีพิษน้อยที่สุด เมื่อพิจารณาถึงการใช้กลยุทธ์ทางเลือกที่ไม่ใช้สารกำจัดศัตรูพืชอย่างแพร่หลาย ทั้งครัวเรือนและคนงานในอุตสาหกรรมเกษตรสามารถนำแนวทางปฏิบัติเหล่านี้ไปประยุกต์ใช้เพื่อสร้างสภาพแวดล้อมที่ปลอดภัยและมีสุขภาพดี