23/08/2008. Biodinâmica de Inseticidas. Mecanismo de Ação dos Principais Grupos de Inseticidas e Acaricidas

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1 MECAISMO DE AÇÃO DOS PRICIPAIS GRUPOS DE ISETICIDAS E ACARICIDAS Celso Omoto celomoto@esalq.usp.br Inseticida externo Biodinâmica de Inseticidas Penetração Integumento Ligação ou estocagem em tecidos indiferenciadas Tecidos metabólicos Conteúdo livre no fluido circulatório Conteúdo ligado no fluido circulatório Sítio de ação Excreção Mecanismo de Ação dos Principais Grupos de Inseticidas e Acaricidas eurotóxicos Reguladores de Crescimento de Insetos Processos metabólicos Respiração Celular Outros Lipoproteínas e outras Barreiras à penetração Composto Original Metabólitos Hollingworth (1976) 1

2 Potencial de Membrana (mv) 23/08/2008 TRASMISSÃO DE UM IMPULSO ERVOSO Transmissão Elétrica do Impulso ervoso potencial de ação saída de K eurônio Pré-Sináptico SIAPSE eurônio Pós-Sináptico entrada de a potencial de repouso Transmissão Elétrica Transmissão Química ao longo da célula nervosa na sinapse Tempo (milisegundos) Inseticidas eurotóxicos Venenos axônicos Inseticidas eurotóxicos Venenos axônicos Inseticidas moduladores dos canais de a+: Interferem com o fechamento dos canais de a+; DDT e seus análagos; Piretróides: tipo I e tipo II; Inseticidas bloqueadores dos canais de a + (i.e.,: impedem a abertura deles): Oxadiazinas (p.ex., indoxacarb); eurotóxicos: Inseticidas que Atuam na Transmissão Elétrica TRASMISSÃO DE UM IMPULSO ERVOSO Piretróides e DDT (moduladores de canais de a) Oxadiazinas (bloqueadores de canais de a) eurônio Pré-Sináptico SIAPSE eurônio Pós-Sináptico Transmissão Elétrica Transmissão Química ao longo da célula nervosa na sinapse 2

3 Sistema ervoso Central Tópicos em eurofisiologia Cérebro e Corda ervosa Ventral Músculo Visceral Motor Junções Colinérgicas Glutaminérgicas Interneurônios eurônio Motor Corpo Celular Sensorial Indolaminérgicas Catecolaminérgicas Octopaminérgicas eurônio sensorial Glândulas e Órgãos Receptor Músculo Sistema ervoso Periférico em Insetos Inseticidas inibidores da enzima acetilcolinesterase Organosfoforados Carbamatos JUÇÕES COLIÉRGICAS Acetilcolina Acetilcolinesterase Ácido Acético + Colina JUÇÕES GLUTAMIÉRGICAS L-Glutamato Ácido Gama-Aminobutírico (GABA) eonicotinóides Inseticidas que agem em receptores de acetilcolina Agonistas de receptores da acetilcolina (=, mas imitam sem serem degradados por AChE) : icotina e neonicotinóides (p.ex., imidacloprid, acetamiprid, thiametoxam); Similaridade na estrutura química do imidacloprid e da nicotina 3

4 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 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 que agem em receptores de: Ác. g-amino butírico (GABA): Agonistas de GABA-canais Cl - Avermectinas eurotóxicos: Inseticidas que Atuam na Transmissão Sináptica JUÇÕES COLIÉRGICAS Fosforados e Carbamatos (inibidores da acetilcolinesterase) icotina, eonicotinóides e Spinosinas (Moduladores de receptores nicotínicos da acetilcolina ) Cartap (Bloqueadores de receptores nicotínicos da acetilcolina ) JUÇÕES GLUTAMIÉRGICAS 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: ISETOS CRESCEM POR MUDAS PERIÓDICAS seta duto da glândula dérmica epicutícula exocutícula endocutícula procutícula espaço subcuticular epiderme enócito célula tricógena glândula dérmica membrana basal Fonte: Gullan & Cranston (1994) 4

5 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 5º ínstar pupa adulto hormônio local de secreção ível de HJ alto Retenção dos caracteres larvais ível de HJ baixo Transformação para a fase de pupa Ausência de HJ Transformação para a fase adulta hormônio juvenil (HJ) corpo alado HORMÔIO Ativação das glândulas protorácicas hormônio protorácicotrópico (HPTT) células neuro-secretoras do cérebro PROTORACICO-TRÓPICO HORMÔIO JUVEIL Programação das células Apólise ecdisteróides glândulas protorácicas ECDISTERÓIDES Ecdise hormônio da eclosão células neuro-secretoras do cérebro Escurecimento e endurecimento da cutícula bursicônio células neuro-secretoras do cérebro Interferentes na Ação Hormonal 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; 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

6 Reguladores de Crescimento de Insetos (RCI) PROCESSOS METABÓLICOS Respiração Celular Inibidores da Síntese da Quitina: Benzoilfeniluréias (novaluron, lufenuron, flufenoxuron, triflumuron, etc.) Juvenóides (Agonistas do Hormônio Juvenil): methoprene, fenoxycarb, pyriproxifen, etc.) Agonistas de Ecdisteróides: tebufenozide e methoxifenozide Inibidores da ATP sintetase Inibidores do Transporte de Elétrons Ciclo de Krebs CO 2 ADH 2 Succinato ADH 2 desidrogenase ADP + P ATP ATP X Inibidores da ATPase Organoestânicos Propargite Diafenthiuron Desacopladores de prótons Clorfenapyr O 2 Flavoproteína Citocromo b Citocromo c 1 Citocromo c Citocromo oxidase Sítio I Sítio II Sítio III H 2O Ciclo de Krebs CO 2 PROCESSOS METABÓLICOS Respiração Celular ADH 2 Succinato ADP + P ATP ATP X Inibidores da ATPase Organoestânicos Propargite Diafenthiuron Desacopladores de prótons Clorfenapyr ADH 2 desidrogenase O 2 Flavoproteína Citocromo b Citocromo c 1 Citocromo c Citocromo oxidase Inibidores do transporte de elétrons Fenpyroximate, Pyridaben (Sítio I) Sítio I Sítio II Sítio III X Transporte de elétrons Inibidores da ATP sintetase: diafenthiuron, organoestânicos (óxido de fenbutatin, cihexatin, etc.), propargite e pyrroles (chlorfenapyr) Inibidores do Transporte de Elétrons: fenpyroximate, pyridaben, etc. H 2O 6

7 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: derivados do ácido tetrônico (spirodiclofem e spiromesifem); Moduladores de Receptores de Rianodina Moduladores de Receptores de Rianodina: Regulam liberação de Ca ++ intracelular (efeito na contração muscular) Diamidas Inibidores de crescimento de ácaros: hexythiazox, clofentezine,etoxazole Cl O Moduladores de receptores de rianodina: chlorantraniliprole, flubendiamide O Cl Br Chlorantraniliprole RESISTÊCIA CRUZADA VERSUS RESISTÊCIA MÚLTIPLA RESISTÊCIA CRUZADA VERSUS RESISTÊCIA MÚLTIPLA Resistência Cruzada: Um mecanismo de defesa confere resistência a diferentes produtos (compostos geralmente relacionados). Ex.: permethrin e cypermethrin Resistência Cruzada: 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