ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าผลิตภัณฑ์สลายตัว (เมแทบอไลต์) ของยาฆ่าแมลงอาจเป็นพิษมากกว่าสารประกอบหลัก

อากาศที่สะอาด น้ำ และดินที่มีสุขภาพดีเป็นส่วนสำคัญในการทำงานของระบบนิเวศที่ทำงานร่วมกันในสี่พื้นที่หลักของโลกเพื่อดำรงชีวิต อย่างไรก็ตาม สารตกค้างของยาฆ่าแมลงที่เป็นพิษมีอยู่ทั่วไปในระบบนิเวศ และมักพบในดิน น้ำ (ทั้งของแข็งและของเหลว) และอากาศโดยรอบในระดับที่สูงกว่ามาตรฐานของสำนักงานปกป้องสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกา (EPA) สารตกค้างของยาฆ่าแมลงเหล่านี้ผ่านกระบวนการไฮโดรไลซิส โฟโตไลซิส ออกซิเดชัน และการย่อยสลายทางชีวภาพ ส่งผลให้เกิดผลิตภัณฑ์แปรรูปต่างๆ ที่พบได้ทั่วไปเช่นเดียวกับสารประกอบต้นกำเนิด ตัวอย่างเช่น ชาวอเมริกัน 90% มีสารบ่งชี้ทางชีวภาพของยาฆ่าแมลงอย่างน้อยหนึ่งชนิดในร่างกาย (ทั้งสารประกอบต้นกำเนิดและสารเมตาบอไลต์) การมีสารกำจัดศัตรูพืชในร่างกายอาจส่งผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงวัยที่เปราะบาง เช่น วัยเด็ก วัยรุ่น การตั้งครรภ์ และวัยชรา เอกสารทางวิทยาศาสตร์ระบุว่าสารกำจัดศัตรูพืชมีผลกระทบเชิงลบต่อสุขภาพอย่างมีนัยสำคัญมาเป็นเวลานาน (เช่น การรบกวนระบบต่อมไร้ท่อ โรคมะเร็ง ปัญหาการสืบพันธุ์/การเกิด ความเป็นพิษต่อระบบประสาท การสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพ ฯลฯ) ต่อสิ่งแวดล้อม (รวมถึงสัตว์ป่า ความหลากหลายทางชีวภาพ และสุขภาพของมนุษย์) ดังนั้น การสัมผัสกับสารกำจัดศัตรูพืชและสารก่อมะเร็ง (PD) จึงอาจส่งผลเสียต่อสุขภาพ รวมถึงผลกระทบต่อระบบต่อมไร้ท่อ
ผู้เชี่ยวชาญด้านสารก่อกวนต่อมไร้ท่อของสหภาพยุโรป (ล่าช้า) ดร. ธีโอ โคลบอร์น ได้จัดประเภทสารออกฤทธิ์ในยาฆ่าแมลงมากกว่า 50 ชนิดว่าเป็นสารก่อกวนต่อมไร้ท่อ (ED) ซึ่งรวมถึงสารเคมีในผลิตภัณฑ์ในครัวเรือน เช่น ผงซักฟอก น้ำยาฆ่าเชื้อ พลาสติก และยาฆ่าแมลง งานวิจัยแสดงให้เห็นว่าสารก่อกวนต่อมไร้ท่อมีมากที่สุดในยาฆ่าแมลงหลายชนิด เช่น สารกำจัดวัชพืชอะทราซีนและ 2,4-D สารกำจัดแมลงฟิโพรนิลในสัตว์เลี้ยง และไดออกซินจากกระบวนการผลิต (TCDD) สารเคมีเหล่านี้สามารถเข้าสู่ร่างกาย ก่อกวนฮอร์โมน และก่อให้เกิดผลเสียต่อการพัฒนา โรค และปัญหาการสืบพันธุ์ ระบบต่อมไร้ท่อประกอบด้วยต่อม (ไทรอยด์ ต่อมเพศ ต่อมหมวกไต และต่อมใต้สมอง) และฮอร์โมนที่ต่อมเหล่านี้ผลิตขึ้น (ไทรอกซีน เอสโตรเจน เทสโทสเตอโรน และอะดรีนาลีน) ต่อมเหล่านี้และฮอร์โมนที่เกี่ยวข้องควบคุมการเจริญเติบโต การสืบพันธุ์ และพฤติกรรมของสัตว์ รวมถึงมนุษย์ ความผิดปกติของต่อมไร้ท่อเป็นปัญหาที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องและกำลังเติบโต ซึ่งส่งผลกระทบต่อผู้คนทั่วโลก ดังผลที่ผู้สนับสนุนโต้แย้งว่านโยบายควรบังคับใช้กฎระเบียบที่เข้มงวดยิ่งขึ้นเกี่ยวกับการใช้ยาฆ่าแมลงและเสริมสร้างการวิจัยเกี่ยวกับผลกระทบในระยะยาวของการสัมผัสยาฆ่าแมลง
การศึกษานี้เป็นหนึ่งในหลายงานวิจัยที่ตระหนักว่าสารที่สลายตัวจากยาฆ่าแมลงมีความเป็นพิษเทียบเท่าหรือมีประสิทธิภาพมากกว่าสารประกอบดั้งเดิมเสียอีก ไพริพรอกซีเฟน (Pyr) ถูกใช้อย่างแพร่หลายทั่วโลกในการควบคุมยุง และเป็นยาฆ่าแมลงชนิดเดียวที่องค์การอนามัยโลก (WHO) อนุมัติให้ใช้ควบคุมยุงในภาชนะบรรจุน้ำดื่ม อย่างไรก็ตาม ไพริพรอกซีเฟน (TP Pyrs) เกือบทั้งหมดทั้งเจ็ดชนิดมีฤทธิ์ลดระดับฮอร์โมนเอสโตรเจนในเลือด ไต และตับ มาลาไธออนเป็นยาฆ่าแมลงยอดนิยมที่ยับยั้งการทำงานของอะเซทิลโคลีนเอสเทอเรส (AChE) ในเนื้อเยื่อประสาท การยับยั้ง AChE นำไปสู่การสะสมของอะเซทิลโคลีน ซึ่งเป็นสารสื่อประสาทเคมีที่รับผิดชอบการทำงานของสมองและกล้ามเนื้อ การสะสมของสารเคมีนี้อาจนำไปสู่ผลกระทบเฉียบพลัน เช่น การกระตุกอย่างรวดเร็วของกล้ามเนื้อบางส่วนที่ไม่สามารถควบคุมได้ ภาวะหายใจเป็นอัมพาต ชัก และในกรณีที่รุนแรง การยับยั้งอะเซทิลโคลีนเอสเทอเรสจะไม่จำเพาะเจาะจง นำไปสู่การแพร่กระจายของมาลาไธออน ซึ่งเป็นภัยคุกคามร้ายแรงต่อสัตว์ป่าและสุขภาพของประชาชน โดยสรุป การศึกษาแสดงให้เห็นว่าสารยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อรามาลาไธออน (TP) ทั้งสองชนิดมีผลกระทบทางระบบต่อมไร้ท่อต่อการแสดงออกของยีน การหลั่งฮอร์โมน และการเผาผลาญกลูโคคอร์ติคอยด์ (คาร์โบไฮเดรต โปรตีน และไขมัน) การย่อยสลายอย่างรวดเร็วของสารกำจัดศัตรูพืชฟีน็อกซาโพรพ-เอทิล ส่งผลให้เกิดสารยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อรามาลาไธออน (TP) ที่มีความเป็นพิษสูงสองชนิด ซึ่งเพิ่มการแสดงออกของยีน 5.8-12 เท่า และมีผลต่อการทำงานของเอสโตรเจนมากกว่า นอกจากนี้ สารยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อรามาลาไธออน (TF) หลักของเบนาแลกซิลยังคงดำรงอยู่ในสิ่งแวดล้อมได้นานกว่าสารประกอบหลัก เป็นตัวต่อต้านตัวรับเอสโตรเจนอัลฟา และเพิ่มการแสดงออกของยีน 3 เท่า สารกำจัดศัตรูพืชทั้งสี่ชนิดในการศึกษานี้ไม่ใช่สารเคมีเพียงชนิดเดียวที่น่ากังวล สารกำจัดศัตรูพืชชนิดอื่นๆ อีกมากมายยังก่อให้เกิดสารพิษที่เกิดจากการย่อยสลาย สารกำจัดศัตรูพืชที่ถูกห้ามใช้ สารประกอบกำจัดศัตรูพืชทั้งเก่าและใหม่ และสารเคมีพลอยได้หลายชนิด ปล่อยฟอสฟอรัสรวมที่เป็นพิษซึ่งก่อให้เกิดมลพิษต่อมนุษย์และระบบนิเวศ
สารกำจัดศัตรูพืชที่ถูกห้ามใช้ DDT และสารเมแทบอไลต์หลัก DDE ยังคงอยู่ในสิ่งแวดล้อมมานานหลายทศวรรษหลังจากเลิกใช้ไปแล้ว โดยสำนักงานปกป้องสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกา (EPA) ตรวจพบความเข้มข้นของสารเคมีที่เกินระดับที่ยอมรับได้ แม้ว่า DDT และ DDE จะละลายในไขมันในร่างกายและคงอยู่ได้นานหลายปี แต่ DDE จะคงอยู่ในร่างกายนานกว่า จากการสำรวจของศูนย์ควบคุมและป้องกันโรค (CDC) พบว่า DDE ได้ก่อให้เกิดการติดเชื้อในร่างกายของผู้เข้าร่วมการศึกษาถึง 99 เปอร์เซ็นต์ เช่นเดียวกับสารก่อการรบกวนต่อมไร้ท่อ การสัมผัสกับ DDT เพิ่มความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับโรคเบาหวาน วัยหมดประจำเดือนก่อนวัย จำนวนอสุจิลดลง โรคเยื่อบุโพรงมดลูกเจริญผิดที่ ความผิดปกติแต่กำเนิด โรคออทิซึม การขาดวิตามินดี มะเร็งต่อมน้ำเหลืองชนิดนอนฮอดจ์กิน และโรคอ้วน อย่างไรก็ตาม การศึกษาแสดงให้เห็นว่า DDE มีพิษมากกว่าสารประกอบหลักเสียอีก เมแทบอไลต์นี้สามารถส่งผลกระทบต่อสุขภาพหลายชั่วอายุคน ทำให้เกิดโรคอ้วนและโรคเบาหวาน และเพิ่มอุบัติการณ์ของมะเร็งเต้านมในหลายชั่วอายุคนได้อย่างเฉพาะเจาะจง สารกำจัดศัตรูพืชรุ่นเก่าบางชนิด รวมถึงออร์กาโนฟอสเฟต เช่น มาลาไธออน ผลิตจากสารประกอบเดียวกันกับสารพิษในสงครามโลกครั้งที่สอง (เอเจนต์ออเรนจ์) ซึ่งส่งผลเสียต่อระบบประสาท ไตรโคลซาน ซึ่งเป็นสารต้านจุลชีพที่ถูกห้ามใช้ในอาหารหลายชนิด ยังคงตกค้างอยู่ในสิ่งแวดล้อมและก่อให้เกิดสารก่อมะเร็ง เช่น คลอโรฟอร์ม และ 2,8-ไดคลอโรไดเบนโซ-พารา-ไดออกซิน (2,8-DCDD)
สารเคมี “รุ่นใหม่” ซึ่งรวมถึงไกลโฟเซตและนีโอนิโคตินอยด์ ออกฤทธิ์เร็วและสลายตัวเร็ว จึงมีโอกาสสะสมน้อยลง อย่างไรก็ตาม การศึกษาแสดงให้เห็นว่าสารเคมีเหล่านี้ที่มีความเข้มข้นต่ำกว่ามีพิษมากกว่าสารเคมีรุ่นเก่าและต้องการน้ำหนักที่เบากว่าหลายกิโลกรัม ดังนั้น ผลิตภัณฑ์ที่สลายตัวของสารเคมีเหล่านี้อาจก่อให้เกิดพิษวิทยาที่คล้ายคลึงกันหรือรุนแรงกว่า การศึกษาแสดงให้เห็นว่าไกลโฟเซตของสารกำจัดวัชพืชจะถูกเปลี่ยนเป็นสารเมตาบอไลต์ AMPA ซึ่งเป็นพิษซึ่งเปลี่ยนแปลงการแสดงออกของยีน นอกจากนี้ สารเมตาบอไลต์ไอออนิกใหม่ เช่น เดไนโตรอิมิดาโคลพริดและเดไซยาโนไทอะโคลพริด มีพิษต่อสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมากกว่าอิมิดาโคลพริดดั้งเดิมถึง 300 และ ~200 เท่าตามลำดับ
สารกำจัดศัตรูพืชและสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ (TF) สามารถเพิ่มระดับความเป็นพิษเฉียบพลันและระดับต่ำกว่าอันตรายถึงชีวิต ส่งผลให้เกิดผลกระทบระยะยาวต่อความอุดมสมบูรณ์ของสายพันธุ์และความหลากหลายทางชีวภาพ สารกำจัดศัตรูพืชทั้งในอดีตและปัจจุบันมีพฤติกรรมเช่นเดียวกับสารมลพิษทางสิ่งแวดล้อมอื่นๆ และผู้คนอาจได้รับสารเหล่านี้ในเวลาเดียวกัน บ่อยครั้งที่สารปนเปื้อนทางเคมีเหล่านี้ทำปฏิกิริยาร่วมกันหรือเสริมฤทธิ์กัน ก่อให้เกิดผลกระทบร่วมกันที่รุนแรงยิ่งขึ้น การทำงานร่วมกันเป็นปัญหาที่พบบ่อยในสารผสมของสารกำจัดศัตรูพืช และอาจประเมินผลกระทบที่เป็นพิษต่อสุขภาพของมนุษย์ สัตว์ และสิ่งแวดล้อมต่ำเกินไป ดังนั้น การประเมินความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อมและสุขภาพของมนุษย์ในปัจจุบันจึงประเมินผลกระทบที่เป็นอันตรายของสารตกค้างของสารกำจัดศัตรูพืช เมตาบอไลต์ และสารปนเปื้อนทางสิ่งแวดล้อมอื่นๆ ต่ำเกินไปอย่างมาก
การทำความเข้าใจถึงผลกระทบที่สารกำจัดศัตรูพืชที่รบกวนระบบต่อมไร้ท่อและสารที่สลายตัวได้มีต่อสุขภาพของคนรุ่นปัจจุบันและอนาคตเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง สาเหตุของโรคที่เกิดจากสารกำจัดศัตรูพืชยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ ซึ่งรวมถึงความล่าช้าที่คาดการณ์ได้ระหว่างการสัมผัสสารเคมี ผลกระทบต่อสุขภาพ และข้อมูลทางระบาดวิทยา
วิธีหนึ่งในการลดผลกระทบของสารกำจัดศัตรูพืชต่อผู้คนและสิ่งแวดล้อมคือการซื้อ ปลูก และดูแลรักษาผลผลิตอินทรีย์ การศึกษาหลายชิ้นแสดงให้เห็นว่าเมื่อเปลี่ยนมารับประทานอาหารอินทรีย์อย่างสมบูรณ์ ปริมาณสารเมตาบอไลต์ของสารกำจัดศัตรูพืชในปัสสาวะจะลดลงอย่างมาก การทำเกษตรอินทรีย์มีประโยชน์ต่อสุขภาพและสิ่งแวดล้อมมากมาย โดยลดความจำเป็นในการทำเกษตรกรรมที่ใช้สารเคมีเข้มข้น ผลกระทบที่เป็นอันตรายจากสารกำจัดศัตรูพืชสามารถลดลงได้ด้วยการใช้วิธีการเกษตรอินทรีย์แบบฟื้นฟูสภาพและใช้วิธีการควบคุมศัตรูพืชที่มีพิษน้อยที่สุด ด้วยการใช้กลยุทธ์ทางเลือกที่ไม่ใช้สารกำจัดศัตรูพืชอย่างแพร่หลาย ทั้งครัวเรือนและคนงานในอุตสาหกรรมเกษตรสามารถนำแนวทางปฏิบัติเหล่านี้ไปประยุกต์ใช้เพื่อสร้างสภาพแวดล้อมที่ปลอดภัยและดีต่อสุขภาพ