mecanismo de ação dos principais grupos de inseticidas e acaricidas
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23/08/2008 MECANISMO DE AÇÃO DOS PRINCIPAIS GRUPOS DE INSETICIDAS E ACARICIDAS Celso Omoto [email protected] Biodinâmica de Inseticidas Integumento Ligação ou estocagem em tecidos indiferenciadas Penetração Inseticida externo Conteúdo ligado no fluido circulatório Conteúdo livre no fluido circulatório Tecidos metabólicos Lipoproteínas e outras Barreiras à penetração Excreção Sítio de ação Mecanismo de Ação dos Principais Grupos de Inseticidas e Acaricidas • Neurotóxicos • Reguladores de Crescimento de Insetos • Processos metabólicos – Respiração Celular • Outros Composto Original Metabólitos Hollingworth (1976) 1 23/08/2008 Transmissão Elétrica do Impulso Nervoso SINAPSE Neurônio Pré-Sináptico Potencial de Membrana (mV) TRANSMISSÃO DE UM IMPULSO NERVOSO Neurônio Pós-Sináptico potencial de ação saída de K potencial de repouso entrada de Na Tempo (milisegundos) Transmissão Elétrica ao longo da célula nervosa Transmissão Química na sinapse Inseticidas Neurotóxicos – Venenos axônicos Inseticidas moduladores dos canais de Na+: Interferem com o fechamento dos canais de Na+; – DDT e seus análagos; – Piretróides: tipo I e tipo II; Neurotóxicos: Inseticidas que Atuam na Transmissão Elétrica Inseticidas Neurotóxicos – Venenos axônicos Inseticidas bloqueadores dos canais de Na+ – (i.e.,: impedem a abertura deles): • Oxadiazinas (p.ex., indoxacarb); TRANSMISSÃO DE UM IMPULSO NERVOSO • Piretróides e DDT (moduladores de canais de Na) • Oxadiazinas (bloqueadores de canais de Na) Neurônio Pré-Sináptico SINAPSE Neurônio Pós-Sináptico Transmissão Elétrica ao longo da célula nervosa Transmissão Química na sinapse 2 23/08/2008 Tópicos em Neurofisiologia Sistema Nervoso Central Cérebro e Corda Nervosa Ventral Músculo Junções Visceral Motor Glutaminérgicas Sensorial Glândulas e Órgãos Receptor Neurônio Motor Colinérgicas Indolaminérgicas Catecolaminérgicas Octopaminérgicas Músculo Corpo Celular Interneurônios Neurônio sensorial Sistema Nervoso Periférico em Insetos Inseticidas Neurotóxicos – Venenos sinápticos • Inseticidas inibidores da enzima acetilcolinesterase – Organosfoforados – Carbamatos JUNÇÕES COLINÉRGICAS Acetilcolina Ácido Acético + Colina Acetilcolinesterase JUNÇÕES GLUTAMINÉRGICAS L-Glutamato Ácido Gama-Aminobutírico (GABA) Inseticidas Neurotóxicos – Venenos sinápticos Neonicotinóides • Inseticidas que agem em receptores de acetilcolina • Agonistas de receptores da acetilcolina (=, mas imitam sem serem degradados por AChE) : – Nicotina e neonicotinóides (p.ex., imidacloprid, acetamiprid, thiametoxam); Similaridade na estrutura química do imidacloprid e da nicotina 3 23/08/2008 Inseticidas Neurotóxicos – Venenos sinápticos • Inseticidas que agem em receptores de acetilcolina • Moduladores de receptores nicotínicos da acetilcolina (abrem canais iônicos na membrana pós-sináptica, mas ligam-se em ponto diferente da ACh): –Spinosinas (p.ex., spinosad); Inseticidas Neurotóxicos – Venenos sinápticos • Inseticidas que agem em receptores de: – Ác. g-amino butírico (GABA): • Inibidores do complexo receptor GABA-canais Cl-: – BHC (=HCH) – ciclodienos (p.ex., endosulfam) – fenilpirazóis (p.ex., fipronil); Inseticidas Neurotóxicos – Venenos sinápticos Neurotóxicos: Inseticidas que Atuam na Transmissão Sináptica • Inseticidas que agem em receptores de: – Ác. g-amino butírico (GABA): • Agonistas de GABA-canais Cl– Avermectinas JUNÇÕES COLINÉRGICAS • Fosforados e Carbamatos (inibidores da acetilcolinesterase) • Nicotina, Neonicotinóides e Spinosinas (Moduladores de receptores nicotínicos da acetilcolina ) • Cartap (Bloqueadores de receptores nicotínicos da acetilcolina ) JUNÇÕES GLUTAMINÉRGICAS • Avermectinas e Milbemicinas (agonistas do GABA) • Ciclodienos e Fenil-Pirazóis (antagonistas do GABA) Tópicos sobre o Crescimento de Insetos Tegumento dos Insetos • Dogma central da Entomologia: seta – INSETOS CRESCEM POR MUDAS PERIÓDICAS duto da glândula dérmica epicutícula exocutícula procutícula endocutícula espaço subcuticular epiderme enócito célula tricógena glândula dérmica membrana basal Fonte: Gullan & Cranston (1994) 4 23/08/2008 Composição Química da Cutícula Reguladores de Crescimento de Insetos Inibidores da biossíntese de quitina quitina Relações entre os hormônios da metamorfose e ecdise Principais Eventos Endocrinológicos 4º ínstar Nível de HJ alto Retenção dos caracteres larvais 5º ínstar pupa Nível de HJ baixo Ausência de HJ Transformação para a fase de pupa Transformação para a fase adulta Ativação das glândulas protorácicas HORMÔNIO PROTORACICO-TRÓPICO HORMÔNIO JUVENIL Programação das células adulto hormônio local de secreção hormônio juvenil (HJ) corpo alado hormônio protorácicotrópico (HPTT) células neuro-secretoras do cérebro ecdisteróides glândulas protorácicas hormônio da eclosão células neuro-secretoras do cérebro bursicônio células neuro-secretoras do cérebro Apólise ECDISTERÓIDES Ecdise Escurecimento e endurecimento da cutícula Interferentes na Ação Hormonal • Análogos do Hormônio Juvenil (HJ; ou Juvenóides): – Ligam-se a receptores diferentes dos do HJ no interior da célula, mas ativam os mesmos genes ativados pelo HJ, desencadeando ação semelhante a este; • Fenoxycarb e pyriproxifen; Interferentes na Ação Hormonal • Agonistas de ecdisteróides: – Imitam a ação de ecdisteróides se ligando ao complexo receptor destes (EcR/USP) no interior da célula epidérmica; • Diacilhidrazinas (p.ex., tebufenozide, metoxifenozide); 5 23/08/2008 Reguladores de Crescimento de Insetos (RCI) • Inibidores da Síntese da Quitina: Benzoilfeniluréias (novaluron, lufenuron, flufenoxuron, triflumuron, etc.) • Juvenóides (Agonistas do Hormônio Juvenil): methoprene, fenoxycarb, pyriproxifen, etc.) PROCESSOS METABÓLICOS Respiração Celular • Inibidores da ATP sintetase • Inibidores do Transporte de Elétrons • Agonistas de Ecdisteróides: tebufenozide e methoxifenozide Ciclo de Krebs NADH2 CO2 Succinato NADH2 desidrogenase Flavoproteína ADP + P ATP ATP Sítio I Citocromo b X Citocromo c1 Inibidores da ATPase Organoestânicos Propargite Diafenthiuron Desacopladores de prótons Clorfenapyr Sítio II Citocromo c Citocromo oxidase Sítio III O2 H2O Ciclo de Krebs NADH2 Succinato NADH2 desidrogenase Inibidores do transporte de elétrons Flavoproteína ADP + P ATP ATP X Inibidores da ATPase Organoestânicos Propargite Diafenthiuron Desacopladores de prótons Clorfenapyr PROCESSOS METABÓLICOS Respiração Celular CO2 Sítio II • Inibidores da ATP sintetase: diafenthiuron, organoestânicos (óxido de fenbutatin, cihexatin, etc.), propargite e pyrroles (chlorfenapyr) Sítio III • Inibidores do Transporte de Elétrons: fenpyroximate, pyridaben, etc. Fenpyroximate, Pyridaben (Sítio I) Sítio I Citocromo b Citocromo c1 X Transporte de elétrons Citocromo c Citocromo oxidase O2 H2O 6 23/08/2008 Proteínas inseticidas de Bt Modo ação de proteínas inseticidas de Bt • Disrruptores da membrana do intestino médio de insetos: – Ex. -endotoxina de Bacillus thuringiensis; Inseticidas com outros modos de ação • Bloqueadores seletivos de alimentação: pymetrozine e flonicamide; • Inibidores da síntese de lipídeos: Moduladores de Receptores de Rianodina • Moduladores de Receptores de Rianodina: – Regulam liberação de Ca++ intracelular (efeito na contração muscular) – Diamidas derivados do ácido tetrônico (spirodiclofem e spiromesifem); N • Inibidores de crescimento de ácaros: Cl O hexythiazox, clofentezine,etoxazole N O • Moduladores de receptores de rianodina: N Br N N chlorantraniliprole, flubendiamide Cl Chlorantraniliprole RESISTÊNCIA CRUZADA VERSUS RESISTÊNCIA MÚLTIPLA RESISTÊNCIA CRUZADA VERSUS RESISTÊNCIA MÚLTIPLA Resistência Cruzada: Resistência Cruzada: Um mecanismo de defesa confere resistência a diferentes produtos (compostos geralmente relacionados). Ex.: permethrin e cypermethrin Um mecanismo de defesa confere resistência a diferentes produtos (compostos geralmente relacionados). Ex.: permethrin e cypermethrin Resistência Múltipla: Resistência a diferentes produtos é conferida por diferentes mecanismos de defesa coexistentes (compostos geralmente não relacionados). Ex.: permethrin e novaluron 7
