ผลการศึกษาชี้ให้เห็นว่า สารที่เกิดจากการสลายตัว (เมตาบอไลต์) ของยาฆ่าแมลงอาจมีพิษมากกว่าสารตั้งต้น

อากาศบริสุทธิ์ น้ำสะอาด และดินที่อุดมสมบูรณ์ ล้วนเป็นส่วนสำคัญต่อการทำงานของระบบนิเวศที่ทำงานร่วมกันในสี่ด้านหลักของโลกเพื่อดำรงชีวิต อย่างไรก็ตาม สารตกค้างจากยาฆ่าแมลงที่เป็นพิษนั้นพบได้ทั่วไปในระบบนิเวศ และมักพบในดิน น้ำ (ทั้งของแข็งและของเหลว) และอากาศโดยรอบในระดับที่เกินมาตรฐานของสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกา (EPA) สารตกค้างจากยาฆ่าแมลงเหล่านี้จะเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส โฟโตไลซิส ออกซิเดชัน และการย่อยสลายทางชีวภาพ ส่งผลให้เกิดผลิตภัณฑ์จากการเปลี่ยนแปลงต่างๆ ซึ่งพบได้ทั่วไปเช่นเดียวกับสารประกอบดั้งเดิม ตัวอย่างเช่น ชาวอเมริกัน 90% มีสารบ่งชี้ทางชีวภาพของยาฆ่าแมลงอย่างน้อยหนึ่งชนิดในร่างกาย (ทั้งสารประกอบดั้งเดิมและสารเมตาบอไลต์) การมียาฆ่าแมลงในร่างกายอาจส่งผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงวัยที่อ่อนแอ เช่น วัยเด็ก วัยรุ่น การตั้งครรภ์ และวัยชรา งานวิจัยทางวิทยาศาสตร์ชี้ให้เห็นว่า สารกำจัดศัตรูพืชมีผลเสียต่อสุขภาพอย่างมากมานานแล้ว (เช่น การรบกวนระบบต่อมไร้ท่อ มะเร็ง ปัญหาการสืบพันธุ์/การคลอดบุตร พิษต่อระบบประสาท การสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพ ฯลฯ) ต่อสิ่งแวดล้อม (รวมถึงสัตว์ป่า ความหลากหลายทางชีวภาพ และสุขภาพของมนุษย์) ดังนั้น การสัมผัสกับสารกำจัดศัตรูพืชและสารประกอบของสารเหล่านี้จึงอาจส่งผลเสียต่อสุขภาพ รวมถึงผลกระทบต่อระบบต่อมไร้ท่อด้วย
ดร. ธีโอ โคลบอร์น ผู้เชี่ยวชาญด้านสารก่อกวนระบบต่อมไร้ท่อของสหภาพยุโรป (ผู้ล่วงลับไปแล้ว) ได้จัดประเภทสารออกฤทธิ์ในยาฆ่าแมลงมากกว่า 50 ชนิดว่าเป็นสารก่อกวนระบบต่อมไร้ท่อ (ED) ซึ่งรวมถึงสารเคมีในผลิตภัณฑ์ในครัวเรือน เช่น ผงซักฟอก น้ำยาฆ่าเชื้อ พลาสติก และยาฆ่าแมลง งานวิจัยแสดงให้เห็นว่าการก่อกวนระบบต่อมไร้ท่อพบได้มากในยาฆ่าแมลงหลายชนิด เช่น สารกำจัดวัชพืชอะทราซีนและ 2,4-D ยาฆ่าแมลงสำหรับสัตว์เลี้ยงฟิโปรนิล และไดออกซินที่ได้จากกระบวนการผลิต (TCDD) สารเคมีเหล่านี้สามารถเข้าสู่ร่างกาย รบกวนฮอร์โมน และก่อให้เกิดปัญหาด้านพัฒนาการ โรค และปัญหาการสืบพันธุ์ ระบบต่อมไร้ท่อประกอบด้วยต่อมต่างๆ (ต่อมไทรอยด์ ต่อมเพศ ต่อมหมวกไต และต่อมใต้สมอง) และฮอร์โมนที่ผลิต (ไทรอกซิน เอสโทรเจน เทสโทสเตอโรน และอะดรีนาลิน) ต่อมเหล่านี้และฮอร์โมนที่เกี่ยวข้องควบคุมพัฒนาการ การเจริญเติบโต การสืบพันธุ์ และพฤติกรรมของสัตว์ รวมถึงมนุษย์ ความผิดปกติของระบบต่อมไร้ท่อเป็นปัญหาที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องและเพิ่มมากขึ้น ซึ่งส่งผลกระทบต่อผู้คนทั่วโลก ด้วยเหตุนี้ ผู้สนับสนุนจึงโต้แย้งว่านโยบายดังกล่าวควรบังคับใช้กฎระเบียบที่เข้มงวดมากขึ้นเกี่ยวกับการใช้สารกำจัดศัตรูพืช และเสริมสร้างการวิจัยเกี่ยวกับผลกระทบระยะยาวจากการสัมผัสสารกำจัดศัตรูพืช
การศึกษาชิ้นนี้เป็นหนึ่งในการศึกษาจำนวนมากที่พบว่า ผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวของยาฆ่าแมลงนั้นมีพิษร้ายแรงไม่แพ้หรืออาจร้ายแรงกว่าสารตั้งต้นเสียด้วยซ้ำ ทั่วโลกมีการใช้ไพริพร็อกซิเฟน (Pyr) อย่างแพร่หลายในการควบคุมยุง และเป็นยาฆ่าแมลงเพียงชนิดเดียวที่องค์การอนามัยโลก (WHO) อนุมัติให้ใช้ควบคุมยุงในภาชนะบรรจุน้ำดื่ม อย่างไรก็ตาม สารประกอบไพริพร็อกซิเฟนทั้งเจ็ดชนิดเกือบทั้งหมดมีฤทธิ์ลดระดับฮอร์โมนเอสโตรเจนในเลือด ไต และตับ มาลาไทออนเป็นยาฆ่าแมลงที่นิยมใช้กัน ซึ่งยับยั้งการทำงานของเอนไซม์อะเซทิลโคลีนเอสเทอเรส (AChE) ในเนื้อเยื่อประสาท การยับยั้ง AChE นำไปสู่การสะสมของอะเซทิลโคลีน ซึ่งเป็นสารสื่อประสาททางเคมีที่รับผิดชอบต่อการทำงานของสมองและกล้ามเนื้อ การสะสมของสารเคมีนี้อาจนำไปสู่ผลกระทบเฉียบพลัน เช่น การกระตุกอย่างรวดเร็วและควบคุมไม่ได้ของกล้ามเนื้อบางส่วน อัมพาตระบบหายใจ ชัก และในกรณีที่รุนแรง อย่างไรก็ตาม การยับยั้งอะเซทิลโคลีนเอสเทอเรสไม่ได้จำเพาะเจาะจง ทำให้มาลาไทออนแพร่กระจาย ซึ่งเป็นภัยคุกคามร้ายแรงต่อสัตว์ป่าและสุขภาพของประชาชน โดยสรุป การศึกษาแสดงให้เห็นว่าสารประกอบ TP สองชนิดของมาลาไทออนมีผลกระทบต่อระบบต่อมไร้ท่อ ทั้งในด้านการแสดงออกของยีน การหลั่งฮอร์โมน และการเผาผลาญกลูโคคอร์ติคอยด์ (คาร์โบไฮเดรต โปรตีน ไขมัน) การสลายตัวอย่างรวดเร็วของสารกำจัดศัตรูพืชฟีนอกซาโพรป-เอทิล ส่งผลให้เกิดสารประกอบ TP ที่เป็นพิษสูงสองชนิด ซึ่งเพิ่มการแสดงออกของยีน 5.8–12 เท่า และมีผลกระทบต่อกิจกรรมของเอสโตรเจนมากกว่า สุดท้าย สารประกอบ TF หลักของเบนาแลกซิลคงอยู่ในสิ่งแวดล้อมได้นานกว่าสารประกอบดั้งเดิม เป็นตัวต้านตัวรับเอสโตรเจนอัลฟา และเพิ่มการแสดงออกของยีน 3 เท่า สารกำจัดศัตรูพืชทั้งสี่ชนิดในการศึกษานี้ไม่ใช่สารเคมีที่น่าเป็นห่วงเพียงอย่างเดียว ยังมีสารเคมีอื่นๆ อีกมากมายที่สร้างผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวที่เป็นพิษ สารกำจัดศัตรูพืชที่ถูกห้ามใช้ สารประกอบกำจัดศัตรูพืชทั้งเก่าและใหม่ และผลิตภัณฑ์พลอยได้จากสารเคมีต่างๆ ปล่อยฟอสฟอรัสรวมที่เป็นพิษซึ่งก่อให้เกิดมลพิษต่อผู้คนและระบบนิเวศ
สารกำจัดศัตรูพืชที่ถูกห้ามใช้ DDT และสารเมตาโบไลต์หลักของมันคือ DDE ยังคงอยู่ในสิ่งแวดล้อมเป็นเวลาหลายสิบปีหลังจากที่ได้ยุติการใช้งานไปแล้ว โดยสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกา (EPA) ตรวจพบความเข้มข้นของสารเคมีที่เกินระดับที่ยอมรับได้ แม้ว่า DDT และ DDE จะละลายในไขมันในร่างกายและคงอยู่ได้นานหลายปี แต่ DDE จะคงอยู่ในร่างกายได้นานกว่า การสำรวจที่ดำเนินการโดยศูนย์ควบคุมและป้องกันโรค (CDC) พบว่า DDE ได้แทรกซึมเข้าไปในร่างกายของผู้เข้าร่วมการศึกษาถึง 99 เปอร์เซ็นต์ เช่นเดียวกับสารที่รบกวนระบบต่อมไร้ท่อ การสัมผัสกับ DDT จะเพิ่มความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับโรคเบาหวาน ภาวะหมดประจำเดือนก่อนวัยอันควร จำนวนอสุจิลดลง โรคเยื่อบุโพรงมดลูกเจริญผิดที่ ความผิดปกติแต่กำเนิด ออทิสติก การขาดวิตามินดี มะเร็งต่อมน้ำเหลืองชนิดนอนฮอดจ์กิน และโรคอ้วน อย่างไรก็ตาม การศึกษาแสดงให้เห็นว่า DDE มีความเป็นพิษมากกว่าสารประกอบดั้งเดิม สารเมตาโบไลต์นี้สามารถส่งผลกระทบต่อสุขภาพในหลายชั่วอายุคน ทำให้เกิดโรคอ้วนและเบาหวาน และที่สำคัญคือเพิ่มอัตราการเกิดมะเร็งเต้านมในหลายชั่วอายุคน สารกำจัดศัตรูพืชรุ่นเก่าบางชนิด รวมถึงสารกลุ่มออร์กาโนฟอสเฟต เช่น มาลาไทออน ผลิตจากสารประกอบชนิดเดียวกับสารพิษทำลายระบบประสาทในสงครามโลกครั้งที่สอง (เอเจนต์ออเรนจ์) ซึ่งส่งผลเสียต่อระบบประสาท ส่วนไตรโคลซาน สารกำจัดศัตรูพืชต้านจุลชีพที่ถูกห้ามใช้ในอาหารหลายชนิด ยังคงตกค้างอยู่ในสิ่งแวดล้อมและก่อให้เกิดสารก่อมะเร็งจากการสลายตัว เช่น คลอโรฟอร์ม และ 2,8-ไดคลอโรไดเบนโซ-พี-ไดออกซิน (2,8-DCDD)
สารเคมี “รุ่นใหม่” เช่น ไกลโฟเสตและนีโอนิโคตินอยด์ ออกฤทธิ์เร็วและสลายตัวเร็ว จึงมีโอกาสสะสมในร่างกายลดลง อย่างไรก็ตาม การศึกษาพบว่าสารเคมีเหล่านี้ในความเข้มข้นต่ำกว่ากลับมีพิษมากกว่าสารเคมีรุ่นเก่า และใช้ปริมาณน้อยกว่าหลายกิโลกรัม ดังนั้น ผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวของสารเคมีเหล่านี้อาจก่อให้เกิดผลกระทบทางพิษวิทยาที่คล้ายคลึงกันหรือรุนแรงกว่า การศึกษาพบว่าสารกำจัดวัชพืชไกลโฟเสตถูกเปลี่ยนเป็นเมตาโบไลต์ AMPA ที่เป็นพิษ ซึ่งเปลี่ยนแปลงการแสดงออกของยีน นอกจากนี้ เมตาโบไลต์ไอออนิกชนิดใหม่ เช่น เดนิโตรอิมิดาคลอพริดและเดไซยาโนไทอาคลอพริด มีพิษต่อสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมากกว่าอิมิดาคลอพริดซึ่งเป็นสารตั้งต้นถึง 300 และ 200 เท่า ตามลำดับ
สารกำจัดศัตรูพืชและสารที่เกิดจากการย่อยสลายของพวกมันสามารถเพิ่มระดับความเป็นพิษเฉียบพลันและระดับที่ไม่ถึงแก่ชีวิต ส่งผลกระทบในระยะยาวต่อความหลากหลายทางชีวภาพและความอุดมสมบูรณ์ของชนิดพันธุ์ สารกำจัดศัตรูพืชหลายชนิดทั้งในอดีตและปัจจุบันมีพฤติกรรมคล้ายกับสารมลพิษทางสิ่งแวดล้อมอื่นๆ และผู้คนอาจได้รับสารเหล่านี้พร้อมกัน บ่อยครั้งที่สารปนเปื้อนทางเคมีเหล่านี้ทำงานร่วมกันหรือเสริมฤทธิ์กัน ทำให้เกิดผลกระทบรวมที่รุนแรงยิ่งขึ้น การเสริมฤทธิ์เป็นปัญหาที่พบได้ทั่วไปในสารกำจัดศัตรูพืชผสม และอาจประเมินผลกระทบที่เป็นพิษต่อสุขภาพของมนุษย์ สัตว์ และสิ่งแวดล้อมต่ำกว่าความเป็นจริง ดังนั้น การประเมินความเสี่ยงต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพของมนุษย์ในปัจจุบันจึงประเมินผลกระทบที่เป็นอันตรายของสารตกค้าง สารเมตาบอไลต์ และสารปนเปื้อนทางสิ่งแวดล้อมอื่นๆ ต่ำกว่าความเป็นจริงอย่างมาก
การทำความเข้าใจผลกระทบที่สารกำจัดศัตรูพืชที่รบกวนระบบต่อมไร้ท่อและผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวของสารเหล่านั้นอาจมีต่อสุขภาพของคนรุ่นปัจจุบันและอนาคตเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง สาเหตุของโรคที่เกิดจากสารกำจัดศัตรูพืชยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ รวมถึงช่วงเวลาที่คาดการณ์ได้ระหว่างการสัมผัสสารเคมี ผลกระทบต่อสุขภาพ และข้อมูลทางระบาดวิทยา
วิธีหนึ่งในการลดผลกระทบของยาฆ่าแมลงต่อคนและสิ่งแวดล้อมคือการซื้อ ปลูก และดูแลรักษาผลผลิตอินทรีย์ การศึกษาจำนวนมากแสดงให้เห็นว่าเมื่อเปลี่ยนมาบริโภคอาหารอินทรีย์อย่างสมบูรณ์ ระดับของสารเมตาบอไลต์ของยาฆ่าแมลงในปัสสาวะจะลดลงอย่างมาก การทำเกษตรอินทรีย์มีประโยชน์ต่อสุขภาพและสิ่งแวดล้อมมากมายโดยการลดความจำเป็นในการใช้สารเคมีในการทำเกษตรอย่างเข้มข้น ผลกระทบที่เป็นอันตรายของยาฆ่าแมลงสามารถลดลงได้โดยการนำแนวทางการเกษตรอินทรีย์แบบฟื้นฟูมาใช้และใช้วิธีการควบคุมศัตรูพืชที่มีความเป็นพิษน้อยที่สุด เมื่อพิจารณาถึงการใช้กลยุทธ์ทางเลือกที่ไม่ใช้ยาฆ่าแมลงอย่างแพร่หลาย ทั้งครัวเรือนและคนงานในอุตสาหกรรมเกษตรสามารถนำแนวทางปฏิบัติเหล่านี้ไปใช้เพื่อสร้างสภาพแวดล้อมที่ปลอดภัยและมีสุขภาพดีได้