Piretrina

Las piretrinas son una clase de compuestos orgánicos que normalmente se derivan del crisantemo (Chrysanthemum cinerariifolium) y que poseen una potente actividad insecticida al alterar el sistema nervioso de los insectos . La piretrina se encuentra de forma natural en las flores de crisantemo y a menudo se considera un insecticida orgánico cuando no se combina con butóxido de piperonilo u otros adyuvantes sintéticos . ^{[ 1 ]} Sus propiedades insecticidas y repelentes de insectos se conocen y utilizan desde hace miles de años.

Las piretrinas están reemplazando gradualmente a los organofosforados y organoclorados como plaguicidas de elección, ya que se ha demostrado que estos últimos compuestos tienen efectos tóxicos significativos y persistentes en los seres humanos. Aparecieron por primera vez en el mercado en la década de 1900 y se han utilizado continuamente desde entonces en productos como insecticidas en aerosol, aerosoles para edificios e incluso para rociar animales y prevenir enfermedades infecciosas. ^{[ 2 ]}

Las piretrinas se encuentran en las cápsulas de las semillas de la planta perenne piretro ( Tanacetum cinerariifolium ), que se cultiva comercialmente desde hace mucho tiempo para obtener el insecticida . En la década de 1880, el cultivo de piretro comenzó en Japón cuando Ueyama cultivó las flores en Wakayama y promovió su uso en todo el país, principalmente para el control de piojos. Inspirada por esto, su esposa Yuki ideó la espiral antimosquitos, que se convirtió en una herramienta eficaz y de uso mundial contra los mosquitos. El interés científico no tardó en aparecer, y el biólogo Fujitani publicó el primer estudio sobre las propiedades insecticidas del piretro en 1909, lo que impulsó la investigación química internacional. En 1923, Yamamoto identificó que los compuestos activos del piretro contenían un anillo de ciclopropano, basándose en el interés de Umetaro Suzuki. Posteriormente, Staudinger y Ruzicka analizaron los compuestos en profundidad, y en 1944, LaForge y Barthel confirmaron finalmente las estructuras completas de las piretrinas I y II, junto con las cinerinas I y II. ^{[ 10 ]}

Mucho después de que comenzara su uso como insecticidas, sus estructuras químicas fueron determinadas por Hermann Staudinger y Lavoslav Ružička en 1924. ^{[ 11 ]} La piretrina I (C _n H ₂₈ O ₃ ) y la piretrina II (C _n H ₂₈ O _{5 ) son} ésteres estructuralmente relacionados con un núcleo de ciclopropano . La piretrina I es un derivado del ácido (+)- trans - crisantémico . ^{[ 12 ] [ 13 ]} La piretrina II está estrechamente relacionada, pero un grupo metilo está oxidado a un grupo carboximetilo, el núcleo resultante se llama ácido pirétrico. El conocimiento de sus estructuras abrió el camino para la producción de análogos sintéticos, que se llaman piretroides . Las piretrinas se clasifican como terpenoides . El paso clave en la biosíntesis de las piretrinas naturales implica dos moléculas de pirofosfato de dimetilalilo , que se unen para formar un anillo de ciclopropano por la acción de la enzima crisantemil difosfato sintasa . ^{[ 14 ]}

La producción comercial de piretrinas se lleva a cabo principalmente en zonas montañosas ecuatoriales. El cultivo comercial del crisantemo dálmata ( C. cinerariifolium ) se realiza a una altitud de 1600 a 3000 metros ^{[ 15 ]} sobre el nivel del mar. ^{[ 16 ]} Esto se debe a que se ha demostrado que la concentración de piretrinas aumenta con la altitud. El cultivo de estas plantas no requiere mucha agua, ya que las condiciones semiáridas y un invierno frío proporcionan una producción óptima de piretrinas. El crisantemo persa (C. coccineum) también produce piretrinas, pero en menor cantidad. Ambos pueden plantarse en zonas de baja altitud con suelo seco, pero el nivel de piretrinas es menor. ^{[ 15 ]}

El piretro extraído del crisantemo persa ( margarita pintada ) ya se importaba a Europa central desde Georgia a mediados del siglo XIX. La mayor parte del suministro mundial de piretrina y C. cinerariaefolium hoy proviene de Kenia , que produce las flores más potentes. Otros países incluyen Croacia (en Dalmacia ) y Japón. La flor se introdujo por primera vez en Kenia y las tierras altas de África Oriental a finales de la década de 1920. Desde la década de 2000, Kenia ha producido alrededor del 70% del suministro mundial de piretro. ^{[ 17 ]} Una cantidad sustancial de las flores es cultivada por pequeños agricultores que dependen de ella como fuente de ingresos. Es una importante fuente de ingresos por exportaciones para Kenia y fuente de más de 3500 empleos adicionales. En 1975 se cosecharon aproximadamente 23 000 toneladas. Los ingredientes activos se extraen con disolventes orgánicos para obtener un concentrado que contiene los seis tipos de piretrinas: piretrina I , piretrina II , cinerina I, cinerina II, jasmolina I y jasmolina II. ^{[ 18 ]}

El procesamiento de las flores para obtener piretrina suele ser un proceso largo y que varía según la región. Por ejemplo, en Japón, las flores se cuelgan boca abajo para secarlas, lo que aumenta ligeramente la concentración de piretrina. ^{[ 15 ]} Para procesar la piretrina, las flores deben triturarse. El grado de trituración influye tanto en la duración del uso de la piretrina como en su calidad. El polvo más fino resultante es más adecuado para su uso como insecticida que las flores trituradas de forma más gruesa. Sin embargo, las flores trituradas de forma más gruesa tienen una vida útil más larga y se deterioran menos. ^{[ 15 ]}

La piretrina se usa comúnmente como insecticida y se ha utilizado para este propósito desde el siglo XX. ^{[ 18 ]} En el siglo XIX, se la conocía como " polvo persa ", "pelito persa" y "zacherlin". Las piretrinas retrasan el cierre de los canales de sodio dependientes de voltaje en las células nerviosas de los insectos, lo que resulta en descargas nerviosas repetidas y prolongadas. Esta hiperexcitación causa la muerte del insecto debido a la pérdida de coordinación motora y parálisis. ^{[ 19 ]} La resistencia a la piretrina se ha superado combinando el insecticida con sinergistas sintéticos como el butóxido de piperonilo , que asegura la muerte del insecto al impedir la desintoxicación. ^{[ 20 ]} Los sinergistas hacen que la piretrina sea más efectiva, lo que permite que dosis más bajas sean efectivas.

Las piretrinas son insecticidas eficaces porque atacan selectivamente a los insectos en lugar de a los mamíferos debido a la mayor sensibilidad nerviosa de los insectos, su menor tamaño corporal, la menor absorción cutánea en los mamíferos y el metabolismo hepático más eficiente de estos últimos. ^{[ 21 ]} Además, los mamíferos pueden procesar la piretrina rápidamente y tienen temperaturas corporales más altas, lo que impide que la piretrina actúe eficazmente. ^{[ 22 ]}

Aunque la piretrina es un potente insecticida, también funciona como repelente de insectos en concentraciones más bajas. Las observaciones en establecimientos de alimentos demuestran que las moscas no mueren inmediatamente, sino que se encuentran con mayor frecuencia en los alféizares de las ventanas o cerca de las puertas. Esto sugiere que, debido a la baja dosis aplicada, los insectos se ven obligados a abandonar la zona antes de morir. ^{[ 23 ]} Debido a su efecto insecticida y repelente de insectos, las piretrinas han tenido mucho éxito en la reducción de poblaciones de insectos plaga que afectan a humanos, cultivos, ganado y mascotas, como hormigas, arañas y piojos, así como mosquitos, pulgas y garrapatas potencialmente portadores de enfermedades.

A medida que las piretrinas y los piretroides se utilizan cada vez más como insecticidas, también aumenta el número de enfermedades y lesiones asociadas a la exposición a estos productos químicos. ^{[ 24 ]} Sin embargo, se han producido pocos casos que provoquen efectos graves para la salud o la muerte en humanos, razón por la cual los piretroides se clasifican como productos químicos de "baja toxicidad" y son omnipresentes en los productos de cuidado del hogar. ^{[ 21 ]} Las piretrinas se consideran generalmente más respetuosas con el medio ambiente y pueden ser inofensivas si se utilizan únicamente en el campo con pulverizaciones localizadas, ya que la exposición a los rayos UV las descompone en compuestos inocuos. Además, tienen poco efecto duradero en las plantas, degradándose de forma natural o durante el proceso de cocción. ^{[ 25 ]}

Entre las especies de plagas específicas que se han controlado con éxito mediante piretro se incluyen: la cigarra de la patata, la remolacha, la vid y la cigarra de seis manchas, la oruga de la col, la oruga del apio, la chinche de Say, el escarabajo del pepino de doce manchas, las chinches lygus en los melocotones, los trips de la vid y de las flores, y la oruga del arándano. ^{[ 26 ]}

Las piretrinas se encuentran entre los insecticidas más seguros del mercado debido a su rápida degradación en el medio ambiente.

Las similitudes entre la química de las piretrinas y los piretroides sintéticos incluyen un modo de acción similar y una toxicidad casi idéntica para los insectos (es decir, tanto las piretrinas como los piretroides inducen un efecto tóxico dentro del insecto al actuar sobre los canales de sodio). ^{[ 27 ]}

Algunas diferencias químicas entre las piretrinas y los piretroides sintéticos hacen que estos últimos tengan una persistencia ambiental relativamente mayor que las piretrinas. Las piretrinas tienen una persistencia ambiental menor que los piretroides sintéticos debido a que su estructura química es más susceptible a la luz ultravioleta y a los cambios de pH.

El uso de piretrina en productos como insecticidas naturales y champús para mascotas, por su capacidad para matar pulgas, aumenta la probabilidad de toxicidad en los mamíferos expuestos. Se han registrado casos médicos de muertes por el uso de piretrina, lo que ha llevado a muchos agricultores orgánicos a dejar de usarla. Se documentó un caso fatal de una niña de 11 años con asma conocida que había usado un champú con una pequeña cantidad (0,2 % de piretrina) para bañar a su perro. Sin embargo, no está claro si la piretrina sola o trazas de oleorresina alergénica fueron las responsables de desencadenar el ataque de asma fatal. ^{[ 28 ]}

• Centro Internacional de Investigación del Piretro
• Hoja informativa sobre piretrinas y piretroides - Centro Nacional de Información sobre Plaguicidas
• Piretrinas y piretroides en EXTOXNET
• Toxicidad de la piretrina y la permetrina en perros y gatos
• Wagner, SL (2000). " Asma mortal en un niño tras el uso de un champú para animales que contenía piretrina" . The Western Journal of Medicine . 173 (2): 86– 7. doi : 10.1136/ewjm.173.2.86 . PMC 1071005. PMID 10924422 .  
• Horton, MK; Rundle, A.; Camann, DE; Boyd Barr, D.; Rauh, VA; Whyatt, RM (2011). " Impacto de la exposición prenatal al butóxido de piperonilo y la permetrina en el neurodesarrollo a los 36 meses" . Pediatrics . 127 (3): e699–706. doi : 10.1542/peds.2010-0133 . PMC 3065142. PMID 21300677 .  
  • «Insecticida común de uso doméstico asociado con retraso en el desarrollo mental de niños pequeños» . ScienceDaily (Comunicado de prensa). 10 de febrero de 2011.