ピレスロイド系殺虫剤の健康リスクと治療法(有毒化学物質)

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ピレスロイド系農薬の毒性・暴露源

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概要

pyrethroid

https://ja.wikipedia.org/wiki/ピレスロイド

Pyrethroid - Wikipedia
ATSDR - Public Health Statement: Pyrethrins and Pyrethroids
Pyrethrum is a naturally occurring mixture of chemicals found in certain chrysanthemum flowers. Pyrethrum was first recognized as having insecticidal properties...
ダニノミ忌避・殺虫剤

ピレスロイドは除虫菊に含まれる有効成分の総称で、殺虫剤として世界中で広く使われている。園芸市場では2番目によく使用される殺虫剤。犬用のノミやダニ忌避薬の有効成分でもあり、ダニ避けの衣服繊維に使われることもある。

ピレスロイド系農薬は、有機リン系農薬の使用減少に伴い、過去20年間で使用が大幅に増加している。

選択的毒性

ピレスロイドは昆虫類、両生類、爬虫類の神経細胞受容体に作用して殺虫効果を発揮する。(昆虫への毒性作用はヒトの2250倍)

哺乳類、鳥類の受容体への選択的毒性作用は無く、猫を除いてほとんどの脊椎動物がピレスロイドを分解する酵素を持っている。ヒト成人では急速に代謝され、組織に蓄積せず、尿中に排出される。

Molecular mechanisms of pyrethroid insecticide neurotoxicity: recent advances. - PubMed - NCBI
Arch Toxicol. 2012 Feb;86(2):165-81. doi: 10.1007/s00204-011-0726-x. Epub 2011 Jun 28. Research Support, N.I.H., Extramural; Review
危険性を示す証拠の増加

そのため3つのピレスロイド化合物(デルタメトリン、ペルメトリン、α-シペルメトリン)の安全性は比較的高いと考えられており、これまで家庭内の害虫駆除などに広く用いられてきた。

しかし、最近のデータでは、皮膚吸収、吸入、食物、飲料などを介して身体に入る可能性があり、親油性のため脳関門を透過し、人間の健康に必ずしも無害ではない研究報告が増加している。

Current Research on the Safety of Pyrethroids Used as Insecticides
Pyrethroids are synthetic derivatives of natural pyrethrins extracted from Chrysanthemum cinerariaefolium. They are 2250 times more toxic to insects than to ver...

暴露経路

ピレスロイド化合物

ペルメトリンI
  • 癬用の局所クリーム(5%)
  • ペット用のノミ、ダニ駆除薬(25–75%)
  • 蚊帳(0.25–1%)
デルタメトリンII
  • 綿、コーヒー、ホップ、アーティチョーク、トウモロコシ、ブロッコリー、リンゴ、プラム、穀物(1〜2.5%)
  • ペット用のノミ、ダニ駆除薬(0.25〜10%)
  • ホップ、アーティチョーク、ブロッコリー、穀物(最も高濃度)
  • 蚊帳
α-シペルメトリンII
  • 作物保護に用いる農薬(綿、米、ジャガイモ、柑橘類、ブドウ、大豆)
  • ペット用のノミ、ダニ駆除薬
  • 大豆、柑橘類、ブドウ(最も高濃度)
Determinants of children's exposure to pyrethroid insecticides in western France. - PubMed - NCBI
Environ Int. 2017 Jul;104:76-82. doi: 10.1016/j.envint.2017.04.007. Epub 2017 Apr 26.
Insecticide residues in soil, water, and eggplant fruits and farmers' health effects due to exposure to pesticides. - PubMed - NCBI
Environ Health Prev Med. 2015 Jan;20(1):53-62. doi: 10.1007/s12199-014-0425-3. Epub 2014 Nov 21. Multicenter Study; Research Support, Non-U.S. Gov't

食事・殺虫剤・季節性

都市部、郊外に住む子供の暴露源は、庭でのピレスロイド系殺虫剤の使用、食事摂取量、季節の違いの組み合わせによる複雑に変化する。

The attribution of urban and suburban children's exposure to synthetic pyrethroid insecticides: a longitudinal assessment. - PubMed - NCBI
J Expo Sci Environ Epidemiol. 2009 Jan;19(1):69-78. doi: 10.1038/jes.2008.49. Epub 2008 Sep 3. Research Support, U.S. Gov't, Non-P.H.S.; Research Support, U.S....
Dietary intake and its contribution to longitudinal organophosphorus pesticide exposure in urban/suburban children. - PubMed - NCBI
Environ Health Perspect. 2008 Apr;116(4):537-42. doi: 10.1289/ehp.10912. Research Support, Non-U.S. Gov't; Research Support, U.S. Gov't, Non-P.H.S.
オーガニック食品摂取による尿中ピレスロイド濃度の変化

画像、イラストなどを保持する外部ファイル。オブジェクト名はehp0114-000260f1.jpg

Organic Diets Significantly Lower Children’s Dietary Exposure to Organophosphorus Pesticides
We used a novel study design to measure dietary organophosphorus pesticide exposure in a group of 23 elementary school-age children through urinary biomonitorin...

殺虫剤の大量散布地域

母乳

デング熱の流行などによりピレスロイド系農薬が大量に使われた際、サンプル採取された母乳のピレスロイドレベルは、一部で乳児の摂取する最大許容レベルに非常に近かった。

Pyrethroids in human breast milk: occurrence and nursing daily intake estimation. - PubMed - NCBI
Environ Int. 2012 Oct 15;47:17-22. doi: 10.1016/j.envint.2012.05.007. Epub 2012 Jun 19. Research Support, Non-U.S. Gov't

職業暴露

農業労働者

ピレスロイド農薬に暴露したベネズエラ農民の精子数の減少

[Effects of occupational exposure to pesticides on semen quality of workers in an agricultural community of Merida state, Venezuela]. - PubMed - NCBI
Invest Clin. 2015 Jun;56(2):123-36. English Abstract
The association between environmental exposure to pyrethroids and sperm aneuploidy. - PubMed - NCBI
Chemosphere. 2015 Jun;128:42-8. doi: 10.1016/j.chemosphere.2014.12.077. Epub 2015 Feb 2. Research Support, Non-U.S. Gov't
客室乗務員

ピレスロイド殺虫剤は、民間航空機の消毒に使用されており、客室乗務員のピレスロイド暴露に影響をおよぼす。(アメリカ-オーストラリア間フライトでの高い3-PBAレベル)

Exposure of flight attendants to pyrethroid insecticides on commercial flights: urinary metabolite levels and implications
Pyrethroid insecticides have been used for disinsection of commercial aircrafts. However, little is known about the pyrethroids exposure of flight attendants. T...

検査

3-フェノキシ安息香酸(3-PBA)

3-Phenoxybenzoic Acid (3PBA)

3-フェノキシ安息香酸(3PBA)はピレスロイドの代謝産物であり、ピレスロイド暴露のバイオマーカーとして使用される。

各化合物の疾患リスク

ピレスロイドおよびピレトリンは、神経発達に影響を与え、ホルモンを破壊、ガンを誘発し、免疫系を抑制する可能性がある。

高レベルのピレトリンまたはピレスロイドの吸入は、喘息、くしゃみ、鼻づまり、頭痛、吐き気、協調運動障害、震え、痙攣、顔面紅潮と腫れ、灼熱感、かゆみを引き起こすことがある。

ペルメトリン

ペルメトリンは、酵素活性作用だけではなく、生殖能力、免疫系、心血管、肝臓の代謝にも悪影響を与えるようであり、内分泌かく乱物質として疑われている。

内分泌かく乱

エストロゲン作用

Estrogenicity of organophosphorus and pyrethroid pesticides. - PubMed - NCBI
J Toxicol Environ Health A. 2002 Oct 11;65(19):1419-35. Research Support, Non-U.S. Gov't

エストラジオール効果の増強 in vitro

Oestradiol potentiates the effects of certain pyrethroid compounds in the MCF7 human breast carcinoma cell line. - PubMed - NCBI
Altern Lab Anim. 2004 Oct;32(4):383-90. Research Support, Non-U.S. Gov't

抗アンドロゲン作用

Potential estrogenic and antiandrogenic effects of permethrin in rats. - PubMed - NCBI
J Reprod Dev. 2005 Apr;51(2):201-10. Epub 2004 Dec 15. Research Support, Non-U.S. Gov't
子供のアレルギー・免疫機能

家庭でのペルメトリン使用は、特に子供ではアレルギーや喘息などの免疫障害と関連することがある。

Immune disorders induced by exposure to pyrethroid insecticides. - PubMed - NCBI
Postepy Hig Med Dosw (Online). 2017 Jun 8;71(0):446-453. Review
Pyrethroid pesticide-induced alterations in dopamine transporter function. - PubMed - NCBI
Toxicol Appl Pharmacol. 2006 Mar 15;211(3):188-97. Epub 2005 Jul 11. Research Support, N.I.H., Extramural; Research Support, U.S. Gov't, Non-P.H.S.

乳児の代謝性アシドーシス

Metabolic acidosis in an infant associated with permethrin toxicity. - PubMed - NCBI
Pediatr Dermatol. 2015 Jan-Feb;32(1):e15-7. doi: 10.1111/pde.12473. Epub 2014 Dec 9. Case Reports
中枢神経

ラット新生児のペルメトリン暴露は、長期記憶の障害、海馬シナプス形態へ長期的な影響を与える。

Neonatal exposure to permethrin pesticide causes lifelong fear and spatial learning deficits and alters hippocampal morphology of synapses. - PubMed - NCBI
J Neurodev Disord. 2014 Mar 29;6(1):7. doi: 10.1186/1866-1955-6-7.

若年期ラットのペルメトリン暴露は、無有害作用量(NOAEL)に近い用量で、線条体のドーパミン枯渇とノルアドレナリンの増加が観察された。

Effects of early life permethrin exposure on spatial working memory and on monoamine levels in different brain areas of pre-senescent rats. - PubMed - NCBI
Toxicology. 2013 Jan 7;303:162-8. doi: 10.1016/j.tox.2012.09.016. Epub 2012 Nov 19. Research Support, Non-U.S. Gov't
攻撃的行動

尿中ピレスロイド系農薬が高レベルで検出されたカナダの子供では、攻撃的な問題行動と関連していた。

Urinary metabolites of organophosphate and pyrethroid pesticides and behavioral problems in Canadian children. - PubMed - NCBI
Environ Health Perspect. 2013 Nov-Dec;121(11-12):1378-84. doi: 10.1289/ehp.1306667. Epub 2013 Oct 22.

ペルメトリンを含む食物摂取は、ラットの短期記憶と集中力に問題が生じる。

Effects of pyrethroid insecticides on operant responding maintained by food. - PubMed - NCBI
Neurotoxicol Teratol. 1987 Jan-Feb;9(1):27-31. Comparative Study; Research Support, U.S. Gov't, P.H.S.

デルタメトリン

神経細胞への蓄積

デルタメトリンは炎症を誘発し、腎毒性および肝毒性。組織の抗酸化酵素の活性に影響を与える。デルタメトリンは、皮膚や経口での投与を介して、脳ニューロンに蓄積することがある。

Pyrethroid insecticide exposure and cognitive developmental disabilities in children: The PELAGIE mother-child cohort. - PubMed - NCBI
Environ Int. 2015 Sep;82:69-75. doi: 10.1016/j.envint.2015.05.009. Epub 2015 Jun 5. Research Support, Non-U.S. Gov't
胎児の睡眠障害・記憶障害

デルタメトリンの妊娠中の暴露は、胎児の中枢神経系に変化をもたらす可能性がある。

デルタメトリンに暴露した子供は、睡眠障害、記憶障害を特徴とした乏しい口頭能力を示し、知能スコアを減少させた。

Current Research on the Safety of Pyrethroids Used as Insecticides
Pyrethroids are synthetic derivatives of natural pyrethrins extracted from Chrysanthemum cinerariaefolium. They are 2250 times more toxic to insects than to ver...
ERストレス

デルタメトリン暴露は、ナトリウムイオンチャネルとの相互作用によりアポトーシスを引き起こし、カルシウム過負荷と小胞体ストレス経路の活性化につながる可能性がある。

Behavioral, neurochemical, and neuromorphological effects of deltamethrin in adult rats. - PubMed - NCBI
J Toxicol Environ Health. 1996 Aug 9;48(5):515-26. Research Support, Non-U.S. Gov't

α-シペルメトリン

免疫機能障害

α-シペルメトリンの特に長期暴露は、人体に影響を及ぼすことが示されている。

α-シペルメトリンは免疫を損ない、血中のグルコースと脂質レベルを増加させるように作用する可能性がある。

南アフリカの綿花畑で働く労働者では、顔と首の皮膚病変が観察され、尿中のα-シペルメトリン代謝物が検出された。

Relationship between Urinary Pesticide Residue Levels and Neurotoxic Symptoms among Women on Farms in the Western Cape, South Africa. - PubMed - NCBI
Int J Environ Res Public Health. 2015 Jun 2;12(6):6281-99. doi: 10.3390/ijerph120606281. Research Support, Non-U.S. Gov't
Characterization of α-cypermethrin exposure in Egyptian agricultural workers. - PubMed - NCBI
Int J Hyg Environ Health. 2014 Apr-May;217(4-5):538-45. doi: 10.1016/j.ijheh.2013.10.003. Epub 2013 Nov 4. Research Support, N.I.H., Extramural; Research Suppo...

低用量のαシペルメトリンの連続的食餌投与は、オスラットの酸化ストレスを誘発しない。

Dietary exposure to continuous small doses of α-cypermethrin in the presence or absence of dietary curcumin does not induce oxidative stress in male Wistar rats
α-Cypermethrin is a widely used insecticide and, at high doses, induces oxidative stress in mammals. Curcumin is an antioxidant phytochemical commonly used for ...

健康・疾患リスク

認知機能

空間記憶障害

ラットのデルタメトリンとカルボフランの暴露は、空間学習障害と記憶障害を誘発することがわかった。またGSK-3βの活性、PP2A阻害により、タウの過剰リン酸化も誘導した。

Pesticides induce spatial memory deficits with synaptic impairments and an imbalanced tau phosphorylation in rats. - PubMed - NCBI
J Alzheimers Dis. 2012;30(3):585-94. doi: 10.3233/JAD-2012-111946. Research Support, Non-U.S. Gov't

デルタメトリンは、BDNFの連続的な活性化により神経栄養効果を有する。in vitro

Deltamethrin, a type II pyrethroid insecticide, has neurotrophic effects on neurons with continuous activation of the Bdnf promoter. - PubMed - NCBI
Neuropharmacology. 2012 Feb;62(2):1091-8. doi: 10.1016/j.neuropharm.2011.10.023. Epub 2011 Nov 7. Research Support, Non-U.S. Gov't
2.39倍のアルツハイマー病リスク

コホート研究 フランス高齢者の職業上での農薬暴露によるパーキンソン病リスクは5.63倍で、アルツハイマー病リスクは2.39倍であった。

Neurodegenerative diseases and exposure to pesticides in the elderly. - PubMed - NCBI
Am J Epidemiol. 2003 Mar 1;157(5):409-14. Research Support, Non-U.S. Gov't

パーキンソン病

ピレスロイド系農薬は、パーキンソン病やその他の神経変性疾患の原因であることが示唆されている。ピレスロイドに曝されたボリビア人では、曝露量と神経認知能力の悪化との間に有意な関連を示した。

Neurological Deficits After Long-term Pyrethroid Exposure
Pyrethroid pesticides have been suggested to be a cause of Parkinson disease and other neurodegenerative diseases. To investigate this, a cross-sectional study ...
農薬によるパーキンソン病発症機序

図1

Of Pesticides and Men: a California Story of Genes and Environment in Parkinson's Disease. - PubMed - NCBI
Curr Environ Health Rep. 2016 Mar;3(1):40-52. doi: 10.1007/s40572-016-0083-2. Research Support, N.I.H., Extramural; Research Support, Non-U.S. Gov't; Review
ピレスロイド系とパーキンソン病の関連を増強する遺伝子

パーキンソン病HLA-DRのrs3129882との相互作用

ピレスロイド系殺虫剤は、HLA-DRバリアントキャリアの免疫応答の増加に関与している可能性があり、パーキンソン病を発症するリスクが高いことがわかった。

Of Pesticides and Men: a California Story of Genes and Environment in Parkinson's Disease. - PubMed - NCBI
Curr Environ Health Rep. 2016 Mar;3(1):40-52. doi: 10.1007/s40572-016-0083-2. Research Support, N.I.H., Extramural; Research Support, Non-U.S. Gov't; Review
パーキンソン様疾患と世代間効果

新生児ラットへのペルメトリン暴露は、パーキンソン様疾患を誘発し、線条体に遺伝的な変化を引き起こし、子孫へとDNAメチル化の影響を与える可能性がある。

Intergenerational Effect of Early Life Exposure to Permethrin: Changes in Global DNA Methylation and in Nurr1 Gene Expression. - PubMed - NCBI
Toxics. 2015 Nov 19;3(4):451-461. doi: 10.3390/toxics3040451.

ピレスロイドの主な神経毒性メカニズムは、酸化ストレス、炎症、神経細胞の喪失、ミトコンドリア機能障害が含まれる。

Pyrethroid exposure and neurotoxicity: a mechanistic approach. - PubMed - NCBI
Arh Hig Rada Toksikol. 2019 Jun 1;70(2):74-89. doi: 10.2478/aiht-2019-70-3263. Review

小児脳腫瘍

ピレスロイドは神経細胞膜のナトリウムチャネルを開放することで作用する軸索毒。

ピレスロイド農薬の暴露は、中国東部の子どもたちの小児脳腫瘍リスク増加と関連する可能性がある。

Exposure to pyrethroid pesticides and the risk of childhood brain tumors in East China. - PubMed - NCBI
Environ Pollut. 2016 Nov;218:1128-1134. doi: 10.1016/j.envpol.2016.08.066. Epub 2016 Sep 1.

小児期の発達遅延・自閉症スペクトラム障害

自閉症スペクトラム障害(ASD)の子供の母親は、健康な子供がいる人と比較して、ピレトリンを含むペットシャンプーの使用を報告した割合2倍高かった。

多動の発生率の増加は、尿中の検出可能な量の3-フェノキシ安息香酸に関連していた。
ピレトリンとピレスロイドのほとんどの製剤には、シトクロムP -450を阻害するピペロニルブトキシドも含まれており、ピレトリンとピレスロイドの代謝破壊を遅らせることで殺虫効果を高める。

このような製品の毒性は、ピペロニルブトキシドへの同時暴露によって増強される可能性がある。

expert reaction to unpublished work on pyrethroids and autism in New York state – conference poster from the American Association of Pediatrics | Science Media Centre
2倍の自閉症リスク

妊娠中の曝露は、子供の自閉症リスクの可能性を2倍にする。

出生前のピレスロイド暴露は、学習と行動に悪影響を与える可能性があるが、ジカウイルスリスクと比較した際にこの証拠を採用することは弱い。

Insect Repellants During Pregnancy in the Era of the Zika Virus. - PubMed - NCBI
Obstet Gynecol. 2016 Nov;128(5):1111-1115. Research Support, N.I.H., Extramural; Research Support, U.S. Gov't, Non-P.H.S.; Research Support, Non-U.S. Gov't

3-PBAの出生前暴露は、より悪い内在化行動(恐怖、身体的な訴え、
不安、社会的引きこもりなど自己の内部の問題)、行動調節(対人関係、自己管理などの日常生活を送る基本的なスキル)と関連していた。

Prenatal Exposure to Pyrethroid Pesticides and Childhood Behavior and Executive Functioning
Several previous studies of pyrethroid biomarkers and behavior have reported associations between concurrent pyrethroid levels and adverse behavioral problems i...

ピレスロイド農薬の空中散布地域では、小児期の発達遅延(DD)および自閉症スペクトラム障害(ASD)有病率との相関が見られた。

Neurodevelopmental Delay Diagnosis Rates Are Increased in a Region with Aerial Pesticide Application
A number of studies have implicated pesticides in childhood developmental delay (DD) and autism spectrum disorder (ASD). The influence of the route of pesticide...

治療

ビタミンE(dl-αトコフェロール)

急性毒性に対する重症度の低下

Poisoning due to pyrethroids. - PubMed - NCBI
Toxicol Rev. 2005;24(2):93-106. Review

αシペルメトリン投与によるラット血液中αトコフェロール・γトコフェロールの有意な減少

Dietary exposure to continuous small doses of α-cypermethrin in the presence or absence of dietary curcumin does not induce oxidative stress in male Wistar rats
α-Cypermethrin is a widely used insecticide and, at high doses, induces oxidative stress in mammals. Curcumin is an antioxidant phytochemical commonly used for ...

ビタミンE(認知症・アルツハイマー)

オーガニック食品の摂取

子供の食事をオーガニック食品に変更することで、ピレスロイドの暴露が減少した。

The attribution of urban and suburban children's exposure to synthetic pyrethroid insecticides: a longitudinal assessment. - PubMed - NCBI
J Expo Sci Environ Epidemiol. 2009 Jan;19(1):69-78. doi: 10.1038/jes.2008.49. Epub 2008 Sep 3. Research Support, U.S. Gov't, Non-P.H.S.; Research Support, U.S....

オーガニック農産物への変更は、子供の尿中ピレスロイド代謝物の量を9分の1に減少させることができる。

Organophosphorus pesticide exposure of urban and suburban preschool children with organic and conventional diets. - PubMed - NCBI
Environ Health Perspect. 2003 Mar;111(3):377-82. Comparative Study; Research Support, U.S. Gov't, Non-P.H.S.; Research Support, U.S. Gov't, P.H.S.

グルタチオン補充療法

グルタチオンを増やす8つの戦略

N-アセチルシステイン

クリアランス(排出)能を高める

遠赤外線サウナ
Human Elimination of Phthalate Compounds: Blood, Urine, and Sweat (BUS) Study
Background. Individual members of the phthalate family of chemical compounds are components of innumerable everyday consumer products, resulting in a high expo...
ナイアシン補充療法

ペントバルビタール

ペントバルビタール (Pentobarbital) は、短-中時間作用型のバルビツール酸系の鎮静催眠薬。(商品ラボナ)

ペントバルビトンは、塩化物チャネルアゴニストと膜安定剤としての二重作用により、ラットの全身性II型ピレスロイド中毒に対する治療として極めて効果的に作用する。

Pyrethroid insecticides: poisoning syndromes, synergies, and therapy. - PubMed - NCBI
J Toxicol Clin Toxicol. 2000;38(2):95-101. Review
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