De meesten van ons denken dat we onszelf beschermen tegen schadelijke chemicaliën met halfsupergodische gebaren: door het water dat we drinken per kan te filteren, of door ons te beperken tot de biologische gangpaden in supermarkten. Maar we vergeten dat er, naast de angstaanjagende hoeveelheid giftige stoffen die we dagelijks binnenkrijgen, een klasse is van opzettelijk schadelijke chemicaliën waar we voortdurend aan worden blootgesteld: insecticiden. Een specifieke groep insectendodende middelen, pyrethroïden en pyrethrinen, zijn de laatste jaren enorm in populariteit gestegen en zijn nu goed voor meer dan een kwart van de wereldmarkt.
Pyrethroïden zijn chemische simulaties van pyrethrinen, natuurlijk voorkomende verbindingen in gedroogde chrysantbloemen die het zenuwstelsel van insecten onschadelijk maken. Ze bestaan al sinds het eind van de 19e eeuw, maar ze zijn lange tijd gepasseerd voor stoffen met een snellere werking, namelijk organochloorverbindingen zoals DDT en organofosfaten. Maar sinds de jaren zestig is er een merkwaardige omgekeerde estafette aan de gang, waarbij deze krachtige, snelwerkende, schadelijker chemicaliën worden vervangen door langzamere, minder persistente stoffen, waarvan wordt aangenomen dat ze minder giftig zijn voor de mens.
Ondanks de sinistere ontstaansgeschiedenis van organofosfaten – ze werden tijdens het nazi-regime ontwikkeld naast dodelijke zenuwgassen als sarin – werden ze in de jaren zeventig beschouwd als een veiliger vervanger van DDT, omdat ze snel in het milieu werden afgebroken en het menselijk systeem in staat werd geacht ze te ontgiften. Die veronderstelde veiligheid bleek twee decennia later niet waar te zijn, toen bleek dat organofosfaatvergiftiging in één jaar wereldwijd 200.000 doden had veroorzaakt. In 2001 verbood de EPA ze uit huishoudens vanwege de risico’s die ze inhielden voor de zich ontwikkelende hersenen en het zenuwstelsel van kinderen. Sindsdien zijn er pyrethroïden en pyrethrinen voor in de plaats gekomen
In steden en voorsteden worden pyrethroïden en pyrethrinen over gazons gestrooid, huisdieren ingezeept, overtredend ongedierte bespoten en af en toe op onze eigen persoon aangebracht in de vorm van luizendodende shampoos of muggenwerende middelen. Ze worden ook gebruikt in de landschapsarchitectuur, bij fumigaties tegen muggen, en in landbouwgewassen en kwekerijen. In 2009 vond het Amerikaanse Environmental Protection Agency (EPA) pyrethroïden en pyrethrinen in meer dan 3.500 geregistreerde commerciële producten. Deze telling omvatte niet de vele honderden illegale bestrijdingsmiddelen die van elders binnenstromen, zoals het razend populaire “wonderbaarlijke insecticide krijt” uit China.
Deze maand toonde een studie van de Universiteit van Californië, Davis, aan dat het gebruik van deze bestrijdingsmiddelen sterk toeneemt. In tweederde van de urinemonsters van volwassenen en kinderen uit 90 Californische gezinnen werden afbraakproducten van pyrethroïden aangetroffen. Pyrethroïden en pyrethrinen zijn net zo populair aan de oostkust. In een studie die afgelopen september werd gepubliceerd in Environmental Health Perspectives werden urinemonsters van 1.452 inwoners van New York City onderzocht op afbraakproducten van pyrethroïden, en daaruit bleek dat de deelnemers onevenredig veel waren blootgesteld aan chemische stoffen. Uitgaande van één afbraakproduct, trans-DCCA, werden New Yorkers meer dan twee keer zo veel blootgesteld aan pyrethroïden dan mensen die in de rest van het land wonen.
Een advertentie uit 1907 voor pyrethrumspray, die oorspronkelijk werd ontwikkeld door de Oostenrijkse uitvinder Johann Zacherl. (Wikimedia Commons)
Pyrethroïden en pyrethrinen worden veilig geacht vanwege hun botanische oorsprong – ook al zijn sommige van die stoffen slechts chemische simulaties van die verbindingen. Toch heeft de EPA in november 2011 die perceptie versterkt door te verklaren dat pyrethroïden “gezondheidsrisico’s opleveren die lager zijn dan het niveau van bezorgdheid van het agentschap.” Deze beoordeling was gebaseerd op experimenten met volwassen ratten, niet op langetermijnstudies van mensen of kinderen die aan pyrethroïden zijn blootgesteld, dus de veronderstelling van hun relatieve veiligheid is tot nu toe grotendeels ongetoetst gebleven.
En er zijn tekenen dat deze lacune dringend moet worden aangepakt. In 2008 analyseerde het Center for Public Integrity 90.000 meldingen van bijwerkingen en ontdekte dat het aantal gezondheidsproblemen in verband met pyrethroïden in 10 jaar tijd met een factor 300 was toegenomen. De problemen betroffen onder meer een branderige en tintelende huid, ademhalingsproblemen, onwillekeurige stuiptrekkingen, duizeligheid, misselijkheid, flauwvallen, stuiptrekkingen en toevallen. In Australië overweegt een vakbond van transportarbeiders zelfs een collectieve rechtszaak namens stewards die beweren dat zij neurodegeneratieve ziekten oplopen als gevolg van blootstelling aan de insecticiden.
Inderdaad hebben twee recente studies het gebruik van pyrethroïden in verband gebracht met nadelige veranderingen in de zich ontwikkelende hersenen. In september van dit jaar bleek uit een onderzoek onder Canadese kinderen dat blootstelling aan pyrethroïde insecticiden verband hield met door ouders gemelde gedragsproblemen, terwijl een onderzoek uit 2011 onder moeders in New York een sterk verband aantoonde tussen prenatale blootstelling aan piperonylbutoxide – een additief dat vaak wordt gebruikt in pyrethroïde sprays – en een vertraagde mentale ontwikkeling bij peuters.
Youssef Oulhote, de hoofdauteur van de eerste studie, analyseerde concentraties van organofosfaat en afbraakproducten van pyrethroïden in urinemonsters van 779 kinderen uit heel Canada, en vergeleek die met mentale en gedragsproblemen. De resultaten waren opzienbarend. Oulhote ontdekte dat een tienvoudige verhoging van de urineconcentraties van cis-DCCA, een afbraakproduct van gewone pyrethroïden, geassocieerd was met een verdubbeling van de kans op gedragsproblemen. “Het komt overeen met bevindingen uit experimentele studies bij dieren, waaruit bleek dat pyrethroïden leidden tot hersenbeschadiging en gedragsproblemen,” zegt Oulhote. “Pyrethroïden worden beschouwd als minder schadelijk dan andere pesticiden – maar dat betekent niet dat ze veilig zijn.”
Oulhote zegt uit zijn onderzoek dat pyrethroïden waarschijnlijk interfereren met de reguliere werking van het centrale zenuwstelsel, en veranderingen introduceren in de microanatomie van de hersenen. Robin Whyatt, een expert op het gebied van milieublootstelling aan het Columbia Center for Children en co-auteur van de studie uit 2011, wijst erop dat “de hersenen het hoogst ontwikkelde orgaan in het lichaam zijn, en dat de ontwikkeling van de hersenen van de foetus zich op een zeer precieze, zeer gecontroleerde manier in tijd en ruimte voltrekt. Elke onderbreking kan een veel groter effect hebben – een volledig ontwikkeld brein zal bij lange na niet dezelfde gevolgen hebben.”
Waarom dan die schaarste aan onderzoek? Megan Horton, een epidemioloog aan de Mailman School of Public Health die de studie uit 2011 leidde, heeft wel een paar ideeën. “Pyrethroïden worden beschouwd als moeilijker te bestuderen, omdat ze snel metaboliseren en moeilijker te meten zijn in monsters,” zegt ze. “Ze worden gezien als een soort natuurlijke verbinding, terwijl ze in feite chemisch gemanipuleerd zijn om hardnekkiger en giftiger te zijn. En hoewel translationele studies op knaagdieren zouden kunnen wijzen op enkele biologisch plausibele aanwijzingen over hoe giffen hun kracht uitoefenen, zijn muizen geen mensen of baby’s.
De grootste uitdaging ligt in de inherent beperkende aard van studies die langdurige blootstelling bij mensen onderzoeken, die tijdrovend, duur en strikt observationeel zijn. “Een regelgevend systeem dat gebruik maakt van dierstudies kan het effect van giftige stoffen op kinderen niet simuleren,” zegt Melissa Perry, een deskundige op het gebied van milieu- en beroepsgezondheid aan de School of Public Health van GWU. “We kunnen geen experimentele methoden met mensen gebruiken,” merkt ze op. “Dus vertrouwen we op … een momentopname: één keer, één urinemonster.” Oulhote is het daarmee eens. “Onze belangrijkste beperking is de opzet van de studie,” zegt hij. “Het tekent een associatie, geen oorzakelijk verband.” Om daadwerkelijk beleid te veranderen, hebben observationele studies de steun nodig van mechanistisch werk – studies die de biochemische trucs onthullen die gifstoffen inzetten op cellen, weefsels en organen.
Whyatt, die onlangs een NIH-subsidie ontving om het effect van prenatale blootstelling aan pyrethroïden op de mentale ontwikkeling van kinderen te bestuderen, is een studie aan het plannen waarvan ze hoopt dat die die leemte zal vullen. In 2011 vonden zij en Horton een significant verband tussen de concentratie van piperonylbutoxide en de mentale ontwikkeling. Maar omdat er geen eerdere studies naar piperonylbutoxide waren gedaan, wisten ze niet of het effect specifiek te wijten was aan piperonylbutoxide of meer in het algemeen aan de blootstelling aan pyrethroïden. “Met deze subsidie kunnen we die bevinding uit elkaar houden, omdat we kijken naar gemetaboliseerde pyrethroïden in de urine van de moeder,” zegt Whyatt. “Maar zoals bij elk epidemiologisch onderzoek zal het nog lang duren voordat we antwoorden hebben.