Neurotoxicity after poisonings with organophosphate pesticides in Nicaragua

Abstract

In Nicaragua rates of acute human poisonings caused by pesticides, in spite of significant underreporting, are among the highest in the world. Hence the unrestricted availability of pesticides and their misuse, as well as the continuous increase in annual imports of pesticides are reasons for public health concern. Organophosphate insecticides (OPs) are responsible for more than 45% of pesticide poisonings in Nicaragua. Severe poisonings caused by certain OPs have been associated with Organophosphate-induced Delayed Polyneuropathy (OPIDP), a persistent neurological impairment that may ensue a few weeks after recovering from acute poisoning. Neuropathy was evaluated in relation to acute poisonings with some organophosphate pesticides (metamidophos, chlorpyrifos or fenthion) in Nicaraguan individuals hospitalised 1992 and 1996. Serial Lymphocyte Neuropathy Target Esterase (LNTE) was measured in a case of acute OP poisoning in order to evaluate this enzyme as a predictor of subsequent neuropathy. Motor function, as in grip and pinch strength, was evaluated among 62 patients immediately after hospital discharge and around 7 weeks later. Sensory function, as in vibrotactile thresholds, was evaluated among 56 at the same two occasions. Hand strength and vibrotactile thresholds were re-evaluated 2 years after poisoning among 48 patients. Nerve conduction velocity was measured on 3 occasions during a two-year period among 44 patients. Finally, long-term sensory neurological impairment was evaluated through a fixed protocol of clinical examination among 46 patients at the end of the follow-up. A variable number of never poisoned controls were examined at corresponding points in time. Inhibition of LNTE was found to be a good predictor of the development of OPIDP in one poisoned individual. Hand strength was found to be reduced at examinations I and II in all exposure categories regardless of the OP type, but weakness was more marked among those with poisonings due to neuropathic OPs. Among these patients, those with intentional poisonings were the weakest and worsened with time, an unequivocal sign of OPIDP. Toe tactile vibration thresholds were impaired 7 weeks after poisoning among patients with severe intentional poisonings. This finding confirmed OPIDP. Two years after severe occupational and attempted suicide poisonings by neuropathic OPs patients had persistent sensory and motor impairment, predominantly motor impairment, which served as an indication of remaining OPIDP. In addition, slowed conduction velocity in the tibial motor nerve that persisted two years after poisoning was found among all individuals poisoned by OPs regardless of whether the poisoning pesticide was considered as neuropathic or non-neuropathic, and this served as a possible indication of insufficient recovery from OPIDP. An increased number of reported symptoms and signs was detected among all patients, more evidently among those severely poisoned by neuropathic OPs two years earlier, which served as an indication of altered sensory function in contrast with our earlier findings of some recovery from motor dysfunction.

I Nicaragua är förekomsten av akuta förgiftningar med bekämpningsmedel, trots betydande underrapportering, bland de högsta i världen. Därför är den obegränsade tillgången till bekämpningsmedel, den stadiga ökningen av importen och överanvändningen av bekämpningsmedel en viktig folkhälsofråga. Organiska fosforföreningar (OP) står för mer än 45% av bekämpningsmedelsförgiftningarna i Nicaragua. Allvarliga förgiftningar orsakade av vissa OP har visats kunna ge upphov till en speciell form av neuropati (OPIDP). OPIDP är en bestående neurologisk funktionsnedsättning, som kan uppstå några veckor efter tillfrisknandet från den akuta förgiftningen. Förekomsten av neuropati studerades hos personer inlagda på två sjukhus i Nicaragua mellan 1992 och 1996 efter akut förgiftning med OP (metamidophos, chlorpyrifos eller fenthion) Enzymet LNTE studerades i ett fall av akut OP-förgiftning för att bestämma enzymets förmåga att förutsäga neuropati. Motorisk funktion, i form av greppstyrka, mättes hos 62 patienter omedelbart efter utskrivning från sjukhus och ungefär sju veckor senare. Sensorisk funktion, i form av vibrationströsklar, mättes hos 56 patienter vid samma tillfällen. Handstyrka och vibrationströsklar mättes åter hos 48 av patienterna två år efter förgiftningen. Nervledningshastigheter mättes hos 44 patienter vid samma tre tillfällen under en tvåårsperiod. Vid slutet av uppföljningen mättes slutligen långvarig sensorisk, neurologisk funktionsnedsättning hos 49 patienter med hjälp av ett standardiserat protokoll för klinisk undersökning. Ett varierande antal kontrollpersoner som aldrig blivit förgiftade med OP undersöktes också vid motsvarande tidpunkter. Hämning av LNTE konstaterades vara en god prediktor för utvecklingen av OPIDP hos den förgiftade personen. Handstyrkan var reducerad vid båda de första undersökningarna hos alla exponeringskategorierna oberoende av OP-typ, men svagheten var mer uttalad hos dem som hade förgiftats med OP som tidigare ansetts kunna framkalla OPIDP (neuropatiska OP). Bland dessa patienter var de med avsiktlig förgiftning de svagaste, och de försämrades över tid som ett tecken på OPIDP. Vibrationströsklarna i stortårna var nedsatta sju veckor efter förgiftningen hos patienter med allvarlig, avsiktlig förgiftning. Detta resultat styrkte att OPIDP förelåg. Två år efter allvarlig förgiftning av neuropatiska OP i arbetet eller som självmordsförsök hade patienterna bestående sensoriska och framför allt motoriska skador, vilket indikerade bestående OPIDP. På samma sätt konstaterades nedsatt ledningshastighet i nervus tibialis (motorisk nerv) två år efter förgiftningen hos alla personer förgiftade av OP, oberoende av om det förgiftande bekämpningsmedlet betraktades som neuropatiskt eller icke-neuropatiskt. Detta kan vara ett tecken på ofullständigt tillfrisknande från OPIDP. En ökning av antalet rapporterade symtom och fynd i neurologstatus tecken upptäcktes hos alla patienter men mest tydligt hos dem med allvarliga förgiftningar med neuropatiska OP två år tidigare. Detta tydde på förändrad sensorisk funktion i motsats till våra tidigare fynd av viss restitution av de motoriska skadorna.