COMO AGEM OS INSETICIDAS NOS INSETOS

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1 COMO AGEM OS INSETICIDAS NOS INSETOS Dr. Ricardo Soares Matias Em geral considera-se que o mecanismo de ação dos inseticidas atua sobre os insetos do mesmo modo como atua sobre os animais superiores. Os insetos possuem um organismo menos complicado que os mamíferos; não possuem pulmões, fígado e sistema cardiovascular; possuem apenas um tipo de nervo bioquímico, enquanto os mamíferos possuem três. Ainda conseguem uma alta resistência a anoxia (falta de oxigênio no cérebro). A classificação dos inseticidas de acordo com os sintomas produzidos nos insetos é difícil de ser obtida. A natureza do inseto, o modo de penetração e a quantidade de inseticida consumido pelo organismo, altera bastante a resposta da ação inseticida. De um modo geral pode se estabelecer que os inseticidas orgânicos sintéticos atuam sobre o sistema nervoso do inseto e os sintomas apresentados obedecem a quatro estágios: excitação, convulsão, paralisia e morte.

2 A maioria dos inseticidas atuam sobre o sistema nervoso. Tal fato deve-se a uma sensibilidade especial, pois mesmo com o rompimento temporário do sistema nervoso, os danos são irreversíveis. A célula nervosa é denominada Neurônio e apresenta um filamento longo, Axônio,através do qual o impulso nervoso é transmitido de neurônio a neurônio até atingir um músculo, glândula ou a pele. O ponto de contato entre neurônios é a sinapse. Para que o impulso nervoso seja transmitido e determine uma reação é necessário que esse impulso passe através de várias sinapses. Nestas sinapses há uma determinada substância química que permite esta transmissão, chamadas de neurotransmissor como a acetilcolina. Podemos dizer que a transmissão do impulso nervoso passa por dois processos diferentes. Um elétrico que é através do axônio e um químico através da sinapse. A transmissão química do impulso nervoso se dá na sinapse que é o ponto de encontro de um neurônio emissor e um neurônio receptor que tem estes nomes por causa do direção do impulso nervoso. Até este ponto a transmissão se dá por impulso elétrico. A partir deste momento, na sinapse, a fim de passar de um neurônio para outro, entram em atividades neuroreceptores químicos que permitem o deslocamento do impulso nervoso de um neurônio para outro.

3 Um neurônio não chegar a ficar em contato com outro neurônio. Existe um espaço entre eles chamado de espaço ou fenda sinaptica que é onde os neurotransmissores realizam sua atividade. O mecanismo de ação dos inseticidas sobre estes neurotransmissores é uma forma de classifica-los. 1. NEUROTÓXICOS QUE ATUAM NA TRANSMISSÃO SINÁPTICA INIBIDORES DA ENZIMA ACETILCOLINESTERASE (AChE) Os impulsos nervosos são transmitidos de um neurônio a outro até chegar na célula a ser excitada, pode ser uma célular muscular, glandular ou outra. Estes impulsos são transmitidos através de uma enzima-neurotransmissora, a Acetilcolina (ACh) que sai do neurônio para a sinapse permitindo a transmissão do impulso.

4 Após esta excitação ser realizada a Acetilcolina precisa retornar para o interior do neurônio onde a célula nervosa volta ao estado de repouso podendo, novamente, ser excitada. Quem faz este retorno é outra enzima a Acetilcolinesterase que quebra a Acetilcolina em Colina + Acetato. Dentro do neurônio se unem novamente em Acetilcolina ficando pronta para nova transmissão. Os organofosforados e carbamatos atuam ligando-se à enzima Anticolinesterase inibindo sua ação resultando em acúmulo de Acetilcolina na sinapse causando hiperexcitabilidade devido à transmissão contínua e descontrolada de impulsos nervosos: incluem tremores, convulsões e, eventualmente, colapso do sistema nervoso central e morte. Há uma paralisação dos músculos, principalmente os intercostais, impedindo a respiração e provocando a morte devido à ausência de oxigênio no cérebro. De forma semelhante a outros inseticidas, os carbamatos aumentam a taxa respiratória em 4 5 vêzes o normal, dando também uma perda de água e é determinado pela intensa hiperatividade dos insetos. Há uma verdadeira exaustão

5 do organismo sendo primeiramente consumidos os carbohidratos e posteriormente as gorduras Nos organofosforados, a ligação é bem mais forte e praticamente irreversível enquanto que nos carbamatos ela é reversível, podendo haver uma recuperação do inseto. Esta reversibilidade pode ocorrer pela capacidade que os insetos têm de permanecer um certo tempo em anóxia, período em que a reversão do efeito inseticida pode vir a ocorrer pela detoxificação rápida. 2. INSETICIDAS QUE ATUAM NOS RECEPTORES DE ACETILCOLINA AGONISTAS (ANÁLOGOS) DA ACETILCOLINA (ACh)- É o grupo dos neonicotinóides descobertos a partir da molécula de nicotina (Imidaclopride, Acetamipride, Nitempiram, Tiametoxam, Clotianidina, Dinotefurano e Tiaclopride). Os neonicotinóides imitam o efeito da Acetilcolina e competem com ela. Esta ligação é persistente pois os neonicotinóides são insensíveis à ação da acetilcolinesterase (AChE). A acetilcolinesterase degrada moléculas de acetilcolina mas não consegue degradar as moléculas de neonicotinóides. Desta forma mantem ativação permanente da acetilcolina causando hiperexcitabilidade do sistema nervoso central devido à transmissão contínua e descontrolada de impulsos nervosos. Embora atuem de modo totalmente distinto dos organofosforados e carbamatos, os sintomas resultantes da intoxicação são semelhantes e incluem tremores, convulsões e, eventualmente, colapso do sistema nervoso central e morte.

6 3. INSETICIDAS QUE ATUAM NOS RECEPTORES GABA ANTAGONISTAS DE CANAIS DE CLORO MEDIADOS POR GABA (FENILPIRAZÓIS EX. FIPRONIL) Sabe-se que antagonizam a ação do neurotransmissor inibitório, GABA (ácido gama amino butírico) impedindo que após a transmissão de um impulso nervoso, se desencadeie o processo de inibição restabelecendo o repouso do SNC. Em uma situação normal o GABA permite um aumento na permeabilidade da membrana aos íons cloro para dentro da célula nervosa, o que desencadeia o mecanismo de retorno ao repouso do sistema nervoso após ser excitado. Os fenilpirazóis afetam este mecanismo, impedindo a entrada dos íons Cl no neurônio e assim antagonizando (= revertendo) o efeito calmante de GABA.

7 O bloqueio da ação inibitória provocado por estes inseticidas resulta em hiperexcitabilidade do SNC. Os sintomas de intoxicação se assemelham aos fosforados e carbamatos. 4. INSETICIDAS QUE ATUAM NA ACETILCOLINA E NOS RECEPTORES GABA As Spinosinas foram descobertas em 1975 por Lacey e Goodfellow que descreveram isolados de cana de açucar triturado onde se desenvolviam hifas rosa-amarelado com esporos revestido por filamentos em uma destilaria de rum desativada nas Ilhas Virgens, Caribe. São bactérias do grupo dos Actinomicetos também chamados de Actinobactérias que se apresentam com uma organização filamentosa, ramificada produzindo esporos semelhantes aos conídios de fungos, mas não são fungos. Muitas vezes são classificados como fungos por estas características.

8 Spinosad é um inseticida baseado na fermentação da bactéria Saccharopolyspora spinosa. Têm um novo modo de ação baseado na segmentação das ligações nos receptores de acetilcolina diferente das atividades dos outros inseticidas, pois causam rompimento da neurotransmissão de acetilcolina. Também tem efeitos secundários sobre o ácido gama-amino-butírico (GABA). Spinosad não provoca resistência cruzada a qualquer outro inseticida conhecido. NEUROTÓXICOS QUE ATUAM NA TRANSMISSÃO AXÔNICA MODULADORES DE CANAIS DE SÓDIO (PIRETRÓIDES) Existem dois tipos de piretróides, os do tipo I (ex. permetrina), que à semelhança do DDT apresentam um coeficiente de temperatura negativo, ou seja, a atividade inseticida destes produtos aumenta à medida que a temperatura diminui. Ao

9 contrário, os piretróides do tipo II (ex. Cipermetrina, deltametrina, etc.) tem um coeficiente de temperatura positivo. A célula nervosa é controlada eletricamente e sua polarização e despolarização está na dependência da entrada e saída de Na e K. Quando a célula é excitada este impulso nervoso se transmite pelas alterações, dentro e fora do axônio, das cargas negativas e positivas. Os piretróides (tipo I e II) mantem uma entrada permanente de Na na célula deixando-a sempre excitada, não entrando em repouso sendo mais intenso no tipo II. BLOQUEADORES DE CANAIS DE SÓDIO (oxadiazinas) As oxadiazinas representam um novo grupo, cujo primeiro e único representante comercial atualmente é o indoxacarb. O indoxacarb é considerado um próinseticida pois precisa ser bioativado por enzimas específicas no trato gastrointestinal do inseto para gerar o metabólito ativo com potente atividade. EVENTOS AXÔNICOS NA CONDUÇÃO DO ESTÍMULO EXCITATÓRIO A membrana do axônio é permeável a K+ quando em repouso e impermeável a Na+, portanto a membrana do axônio permanece polarizada no estado de repouso com potencial próximo ao potencial de equilíbrio do K+ (-50 a -70 mv). Mediante estímulo, os canais de K da membrana se fecham e os de Na se abrem permitindo um fluxo de Na para o interior da célula despolarizando-a até atingir um potencial próximo ao potencial de equilíbrio do Na. Quando esse potencial de ação é atingido no desencadeamento de um estímulo, os canais de Na se fecham novamente e os K vão lentamente se abrindo até ser restabelecido o potencial elétrico de repouso (membrana polarizada). A bomba de Na-K transporta o excesso de Na do interior para o exterior do axônio, e K do exterior para o interior do mesmo restabelecendo o equilíbrio químico da célula no estado de repouso.

10 O impulso transmitido se propaga ao longo do axônio até atingir a extremidade do mesmo, onde a transmissão passa de elétrica a química. EVENTOS SINÁPTICOS NA CONDUÇÃO DO ESTÍMULO EXCITATÓRIO Sinapse é a fenda que separa duas células nervosas intercomunicantes. A transmissão do impulso nervoso deve atravessá-la para que se propague, o que é conseguido através da liberação de neurotransmissores na membrana présináptica. Esses neurotransmissores migram pela fenda sináptica e atingem receptores específicos na membrana pós-sináptica onde desencadeiam novos potenciais de ação. Canais de Ca++ na membrana pré-sináptica modulam a liberação das vesículas com neurotransmissor na sinapse. Principais neurotransmissores em insetos, de importância para o controle químico deles:. Acetilcolina: neurotransmissor excitatório, presente no sistema nervoso central de insetos.. Ácido gama aminobutírico (GABA): neurotransmissor inibitório, presente no sistema nervoso central de insetos e junções neuromusculares. ESTÍMULO INIBITÓRIO: Estímulo inibitório leva a uma hiperpolarização da membrana do axônio através do fluxo de íons Cl- para o interior da membrana do axônio via canais de Cl. Efeito inibitório bloqueia o excitatório e o neurotransmissor envolvido em sinápses inibitórias é o GABA.

11 Os neurotransmissores se difundem pela fenda Sináptica ligando-se em receptores específicos na Membrana Pós-Sináptica abrindo os Canais permitindo a entrada e saída de íons Na e K causando uma despolarização neste ponto que vai se deslocando por todo o neurônio até o próximo Botão Terminal, transmitindo assim, a mensagem através de novas ondas elétricas. Os íons Na e K estão se deslocando de um local mais concentrado para um menos concentrado. Neste instante ocorre uma Despolarização da membrana pela maior entrada de Na e maior saída de K. Com isto o interior fica (+) e o exterior fica (-).

12 Inicialmente as forças que geram a entrada de Na para a célula são maiores que as forças que tendem a liberar K para o exterior da célula e posteriormente vão mudando conforme o Potencial de Membrana vai aumentando. Os canais de Na se abrem permitindo a entrada dele (-40mv). Logo depois os canais de K se abrem (-10mv). Quando chega em + 40mv os canais de Na se fecham e inicia o processo de Repolarização. Continua saindo K da célula e retorna o Potencial de Repouso até os canais de K se fecharem e voltar a -70mv.

13 Os sintomas de intoxicação de insetos por piretróides desenvolvem-se rapidamente, resultando em transmissão de impulsos repetitivos e descontrolados, hiperexcitabilidade, perda de postura locomotora ( knockdown ), paralisia e morte. Estes sintomas de envenenamento demonstram que os piretróides atuam primeiramente no sistema neuromuscular.

14 A atividade letal dos piretróides parecem envolver ações no sistema nervoso central e periférico, enquanto que o efeito knockdown é provavelmente produzido por intoxicação periférica. A incorporação do grupo ciano (como por exemplo, na cipermetrina, cialotrina, lambdacialotrina) está associado a um aumento da atividade inseticida. Entretanto este radical é responsável por um fenômeno chamado Sensação Facial Dérmica caracterizada por uma sensação irritante, principalmente no rosto que desaparece em 24 horas e aliviada apenas com água fria. 6. INSETICIDAS QUE ATUAM NO CRESCIMENTO DOS INSETOS: -REGULADORES DO CRESCIMENTO Ametábolos, onde o animal recém-eclodido assemelha-se ao adulto sem maturidade reprodutiva. Crescem por uma série de mudas, sem metamorfose como a traça.

15 Os Hemimetábolos (metamorfose incompleta) a as ninfas vivem na água e têm morfologia diferente (estruturas bastante distintas) dos adultos (e.g. brânquias, aparelho bucal). Há exemplos nas ordens de insetos aquáticos (Odonata, Ephemeroptera e Plecoptera).. Paurometábolos (metamorfose gradual): as ninfas e os adultos não diferem quanto a forma e estilo de vida, mas há mudanças graduais e inconspícuas no tamanho, desenvolvimento dos ocelos e, finalmente, formação de asas e genitália. Há exemplos em Orthoptera, Hemiptera, Homoptera. Holometábolos (metamorfose completa): os jovens diferem radicalmente dos adultos quanto a forma geral, alimentação e tipo de vida. Há vários estágios: ovo, larva, pupa e adulto (imago). Há exemplos em Lepidoptera, Strepsiptera, Coleoptera, Hymenoptera, Diptera etc. Um fato interessante é que os mesmos hormônios regulam tanto a metamorfose completa como a incompleta.

16 ENDOCRINOLOGIA DA METAMORFOSE: As mudanças que ocorrem da fase imatura à adulta dos insetos, são controladas por hormônios secretados pelo sistema neuroendócrino do PROTOCÉREBRO que liberam um hormônio denominado hormônio do cérebro, que transmite neuromensagens às glândulas endócrinas e a outros tecidos. O hormônio cerebral ou hormônio PROTOTORÁXICO (PPTH) secretado pelas células neurosecretoras do protocérebro é transportado pelos microtúbulos dos axônios até a CORPORA CARDIACA. Aí é estocado e posteriormente liberado na hemolinfa estimulando a glândula prototoráxica, localizada no tórax do inseto, a sintetizar e liberar a ECDISONA (=ECDISTERONA) ou hormônio do crescimento e da muda causando neles uma diferenciação durante o processo da muda. Outro importante hormônio no controle muda/ metamorfose é o hormônio juvenil (HJ) cujo estímulo para a sua síntese varia de espécie para espécie, às vezes em função de fatores ambientais. Algumas espécies são influenciadas por fatores sazonais como temperatura e fotoperíodo. O JH é produzido na CORPORA ALLATA (logo atrás do cérebro) e age sobre a epiderme determinando que a nova cutícula mantenha características juvenis. Em todos os estágios em que o HJ está presente ocorre apenas o crescimento do animal. Quando, no último estágio, o nível do hormônio juvenil diminui acentuadamente, o animal muda, sofre metamorfose tornando-se adulto (hemimetábolo) ou passa para a fase de pupa (holometábolo). Este hormônio volta a ser secretado durante o período de reprodução. Durante a fase de desenvolvimento larval o HJ está em níveis altos e ECDISONA baixo, para manter as características juvenis. Em determinado momento o nível de HJ começa a diminuir e de ecdisona aumenta inibindo a ação do HJ e está no momento de mudar de instar. No último instar larval é onde ocorrem as mudanças mais críticas pupa e adulto. Na fase de pupa o HJ vai diminuindo até desaparecer por completo do sangue do

17 inseto, momento de atingir a fase de imago (Holometábolo). Nos hemimetábolos ele desaparece entre a fase de última ninfa e adulto. Durante a fase de reprodução o HJ volta a ser produzido. A forma adulta dos insetos recebe o nome de imago. Chama-se larva a forma jovem muito diferente do imago. A ninfa é a forma jovem dos insetos hemimetábolos (um pouco parecida com imago). Pupa é a forma intermediária entre larva e o imago nos holometábolos (do grego holo, todo, tudo, e metabole, mudança ). A muda, nos insetos, é desencadeada pelo hormônio ecdisona, cuja produção é estimulada pelos hormônios cerebrais. Existe, entretanto, um outro hormônio hormônio juvenil que impede a transformação da larva em pupa, ou desta em imago. O esteróide ecdisona é um hormônio de desenvolvimento encontrado nos artrópodes. O processo de muda é regulado pela variação das concentrações da ecdisona na larva. O aumento dos níveis deste hormônio leva ao início da muda. Quando a larva entra no estágio de muda, ela pára de se alimentar e o fluido de muda, que contém várias enzimas proteolíticas necessárias para a mesma, entra no espaço ecdisial. Neste ponto, as células epidérmicas entram em uma fase de aumento na síntese de proteínas (expressão do gene) e uma nova cutícula é produzida. Um decréscimo na concentração de ecdisona desencadeia uma fase subseqüente, que inclui a ativação das enzimas no fluido de muda, digestão da procutícula e reabsorção do fluido de muda.

18 Na seqüência, há mais um decréscimo na concentração de ecdisona e outros hormônios, necessários para completar o processo de muda, são liberados, reiniciando-se, então, a alimentação. O crescimento e o desenvolvimento adequado dos insetos dependem da concentração de ecdisona em vários estágios de diferenciação. Para que a metamorfose ocorra é necessário que a taxa de hormônio juvenil na hemolinfa seja muito pequena ou nula. Caso contrário, o animal realiza a muda, mas passa apenas de uma fase da larva para outra fase de larva.

19 HORMÔNIOS JUVENIS ANÁLOGOS (HJA) OU JUVENÓIDES (exs. Fenoxicarb, hidroprene, methoprene, pyriproxyfen) São agonistas de HJ atuando da mesma forma, fazendo com que os insetos permaneçam na fase larval, embora já estejam prontos para passarem à fase adulta, impedindo-os de se reproduzir e se desenvolver levando-os à morte. Os juvenóides podem apresentar também efeitos ovicida e esterilizante. Se um juvenóide for aplicado numa época em que ele deveria estar ausente o resultado é o aparecimento de um inseto com características juvenis e de adulto incapaz de se alimentar, copular e se reproduzir, morrendo rapidamente. Alguns dos juvenóides afetam somente determinados estágios do desenvolvimento de poucas espécies, outros são específicos para algumas famílias enquanto outros

20 apresentam atividade contra uma grande variedade de espécies. Os efeitos obtidos com um grupo de insetos freqüentemente não é aplicável para outro grupo. Talvez a principal limitação no uso prático de Juvenóides para o controle de insetos é a necessidade de coordenar a aplicação destes compostos, que normalmente não são muito persistentes, com a fase sensível do ciclo vital destes insetos, a estes compostos. ANTAGONISTAS DE HJ São chamados de Precocenos, grupo de compostos naturais e sintéticos que tem ação contrária aos HJ por isto são denominados anti juvenóides ou antagonistas dos HJ. Causam metamorfose prematura em diversas espécies de insetos, levando à formação de adultos estéreis fazendo com que o inseto passe para a fase adulta precocemente. Ex: allatostatina, gonadotropina e butóxido de piperonila. AGONISTAS DA ECDISONA (hormônio do crescimento e da muda) Recentemente, surgiram os inseticidas do grupo das Diacilhidrazinas como o metoxifeno e tebufenozida (lepidópteros) que atuam como agonistas de ecdisteróides provocando aceleração no processo da ecdise (troca de pele) resultando em insetos deformados. O efeito desta classe de inseticidas é a interrupção do processo de muda dos insetos alvos, resultando em sua destruição. INIBIDORES DA SÍNTESE DE QUITINA A quitina é constituída por uma cadeia longa de N-acetilglicosamina que ocorre naturalmente em diversos organismos, sendo o principal componente do exosqueleto dos artrópodes atuando como componente estrutural de suporte celular e de superfície do corpo (cutícula, epiderme, traquéia e epitélio intestinal). O metabolismo de quitina se divide em processos de síntese e degradação catalisadas por enzimas específicas.

21 As enzimas Sintases da Quitina (CS) catalizam (síntese) a formação de quitina através da transferência de N-acetilglicosamina para o crescimento da cadeia de quitina. Estas enzimas estão localizadas no retículo endoplasmático das células das membranas do Complexo de Golgi, na Membrana Plasmática e nas vesículas intracelulares que são levadas para a superfície celular. As enzimas responsáveis pela degradação da quitina são as Quitinases sendo cruciais para o desenvolvimento pós-embrionário, especialmente durante a muda larval e pupação. O metabolismo de quitina vem sendo considerado um excelente alvo para o controle seletivo de pragas. A inibição ou desregulação das enzimas chaves são importantes objetos para o desenvolvimento de inseticidas. As BENZOILFENILURÉIAS (ex. diflubenzuron, nuvaluron, teflubenzuron, hexaflumuron, penfluron, triflumuron) são importantes inibidores da síntese de quitina. É outro tipo de regulador de crescimento denominado não hormonal que impedem o transporte da N-acetilglucosamina (um açúcar produzido pelo organismo responsável pela formação da quitina) que interfere no metabolismo de ecdisteróides inibindo a formação do exoesqueleto quitinoso matando pela incapacidade de gerar uma nova cutícula e o inseto não consegue se libertar do antigo exoesqueleto. A ausência desta cutícula ou sua formação inadequada faz com que o inseto desseque pela perda de umidade ou entre em um processo de inanição. Existe ainda um outro grupo de não hormonais que são as AMINOTRIAZINAS ou TRIASINAS, afeta o metabolismo da epiderme sendo um inibidor do processo de esclerotização (i.e. endurecimento) da cutícula. É um potente inibidor do endurecimento da quitina sendo específico para dípteros, tendo como exemplo a Ciromazina (ex. moscas, mosquitos).

22 INSETICIDAS INIBIDORES DA SÍNTESE DE ATP AMIDINOHIDRAZONAS (ex. Hidramethilona) A maioria dos inseticidas possui mecanismo de ação relacionado à transmissão de impulsos nervosos. A Hidrometilona possui um mecanismo diferente de ação, mas interferindo, indiretamente, na transmissão do impulso nervoso. A Hidrametilona é um veneno de ação estomacal e portanto precisa ser ingerido para que sua ação se manifeste. Desta forma atua tanto nas formas imaturas (ninfas) como na forma adulta. Os animais, incluindo os insetos, precisam de energia para o funcionamento de suas funções vitais. Esta energia é produzida através de uma serie de reações bioquímicas dentro de unidades celulares denominadas mitocôndrias na forma de ATP. Para a formação de ATP são necessárias reações químicas chamadas fosforilação oxidativa que ocorre na cadeia transportadora de elétrons que libera elétrons para a formação do ATP. A fosforilação oxidativa é o processo de síntese de ATP a partir da energia liberada pelo transporte de elétrons na cadeia respiratória. Durante o fluxo de elétrons há liberação de energia livre suficiente para a síntese de ATP.

23 As condições para que ocorra a fosforilação oxidativa são um bombeamento de prótons pela cadeia respiratória, criando um fluxo da matriz mitocondrial para o citosol (liquido que preenche o citoplasma das células). A energia derivada do transporte de elétrons na cadeia respiratória é convertida numa força utilizada principalmente para bombear prótons da matriz mitocondrial para o citosol. A membrana interna da mitocôndria é impermeável aos prótons mas estes precisam retornar para iniciar a fosforilação oxidativa. Por isto cria-se um gradiente duplo na membrana mitocondrial interna de ph e eletrostático através do qual os prótons conseguem retornar para o interior da mitocôndria através da enzima ATPase determinando síntese de mais ATP. O não retorno de protons para o interior da mitocondria cria uma instabilidade na célula e perda de energia quebrando a cadeia respiratória. A maior quantidade de ATP é formada na terceira etapa da respiração que é a cadeia respiratória onde são produzidas 32 moléculas de ATP para cada uma de glicose

24 A hidrametilona é um inibidor do sistema de transporte de elétrons (sítio II) bloqueando a produção de ATP causando a redução do oxigênio pelas mitocôndrias, causando com isto, uma lenta intoxicacao afetando a respiração celular, perda de coordenacao muscular, inatividade, paralisia e morte. Indiretamente a Hidrametilona atua à semelhança dos inseticidas que possuem mecanismo de ação relacionado à transmissão de impulsos nervosos a nível de acetilcolinesterase (Carbamatos e Organofosforados). Na célula nervosa o impulso é transmitido por meio de cargas elétricas via variação do potencial elétrico resultante da movimentação de íons K+ e Na+ através de suas membranas.

25 Estimulos externos causam movimentos destes íons para dentro e fora da célula. A célula se excita e entra em repouso continuamente para que o impulso nervoso seja transmitido através do sistema nervoso até chegar a um determinado local, como músculo tornando-o funcional. A célula nervosa usa ATP no movimento do íon K para que a célula nervosa entre em repouso. A ausência de ATP impede este repouso com conseqüente perda de função do órgão (efeito anticolinesterásico). Assim a Hidrametilona, à diferencça dos demais inseticidas tem dois níveis de intoxicação: inibição da cadeia transportadora de elétrons causando incapacidade das células respirarem e impedimento do movimento dos íons K causando incapacidade da célula nervosa se relaxar impedindo o funcionamento dos órgãos e sistemas.

26 SULFLURAMIDA A sulfluramida mata insetos pelo rompimento do fluxo normal de prótons usados por suas células de armazenamento de energia (mitocôndrias) para criar o ATP (Adenosina Trifosfato). A sulfluramida afeta, portanto, o processo de fosforilação oxidativa (respiração aeróbia) agindo sobre as mitocôndrias e interrompendo a produção de ATP. A perda de produção de ATP é letal para qualquer ser vivo. REGULAGEM HÍDRICA Um exemplo é o ácido bórico, inseticida mineral, se apresentando na forma de gel ou pó seco. Ele age a nível celular causando interrupção na regulagem hídrica causando desidratação o que resulta em mais ingestão de isca para compensar a perda líquida. Na forma de pó seco ele é abrasivo ao exoesqueleto. SEMIOQUÍMICOS é o nome dado às substâncias químicas responsáveis pela comunicação entre os seres vivos e também às toxinas liberadas por estes organismos. INFOQUÍMICOS se refere às substâncias químicas na interação entre organismos provocando reações comportamentais ou fisiológicas que dependendo da resposta podem ser benéficas ou não ao receptor e/ou emissor.

27 ALELOQUÍMICOS são substâncias químicas empregadas na comunicação entre espécies diferentes (interespecíficas): 1) Alomônios são substancias químicas produzidas por uma espécie que quando entra em contato com outra espécie diferente provoca uma reação benéfica à espécie emissora. Também são alomônios as substancias produzidas por diversos animais que agem como repelentes contra seus predadores. As operárias de espécies de formigas produzem um jato de substância repelente a animais intrusos. Alomônios que servem para subjugar presas ocorre em alguns percevejos cujassubstâncias liberadas ao serem consumidas por formigas ficam narcotizadas constituindo-se em presas fáceis para o percevejo. O besouro Myrmecaphodius excavaticollis (=Martinezia dutertrei) caminha livremente em colônia de Solenopsis ritcheri até obter alimento das operárias, graças à aquisição rápida de hidrocarbonetos das formigas durante seus contatos passando a ser reconhecido como companheiro. Transferidos para outra colônia perde este odor e adquire desta nova colônia. Certas espécies de baratas produzem uma cetona que faz parte do sistema de alarme de formigas para seu uso na defesa. As aranhas boleadeiras (Mastophora spp) produzem um alomônio semelhante ao feromônio sexual de duas espécies de Noctuidae para atrair os machos e lançam uma bola pegajosa para prender estas mariposas. 2) Cairomônios são substancias químicas que emitidas por um organismo de uma espécie provoca uma resposta em um organismo de outra espécie que se beneficia deste estimulo (favorecem a espécie receptora).

28 Alguns parasitas e predadores de insetos muitas vezes localizam suas presas por meio de substancias voláteis emitidas por elas. O odor do hospedeiro é utilizado por quase todos os insetos hematófagos (beneficiado) no processo de localizacão do hospedeiro (prejudicado). Durante o metabolismo dos vertebrados, um grande número de substâncias químicas voláteis (CO2, acetonas, etc.) e não voláteis (ácido lático, ácidos graxos, etc.) é emitido durante a expiracão e da pele. Provavelmente cada inseto hematófago se especializou em detectar estas substâncias para localizar o hospedeiro, como ocorre em insetos ornitófílicos, antropofílicos, etc. A resposta de mosquitos aumenta quando o hospedeiro está suando ou suado. O CO2 é o principal cairomônio liberado pelos hospedeiros e usado em armadilhas para capturar culicídeos, simulídeos, tabanídeos, triatomíneos, muscídeos e califorídeos. O ácido lático iberado em todo o corpo de vertebrados atrai mosquitos e principalmente quando em combinacão com CO2. Fezes de galinha ou de coelhos e extrato de racão de coelho estimulam a oviposicão de flebotomíneos pela emanacão de voláteis. Infusão da grama e de esterco atraem mosquitos por voláteis emanados. Provavelmente bactérias em água contaminada eliminem voláteis semelhantes o que atrai mosquitos. Os voláteis da carne fresca em decomposicão atraem C. hominivorax e Chrysomia bezziana. Água com ácido cáprico induziram a oviposicão de A. aegypti e Culex spp da mesma forma que culturas de Pseudomonas aeruginosa. Levedura de Sacharomyces cerevisae em sacarose atrairam barbeiros tanto quanto o odor de um hospedeiro (rato). A atracão foi significativamente diminuída com a retirada da fonte de CO2 da cultura de levedo.

29 3) Sinomônios Favorecem ambas espécies. FEROMÔNIOS São substâncias excretadas por organismos vivos e detectadas por outros indivíduos da mesma espécie (intraespecíficos), produzindo mudanças de comportamento específicas. Exs. Periplanona-B, feromônio sexual da barata Periplaneta americana. Os feromonios(do grego, pherein = levar, carregar + hormon = estimular, excitar) tiveram esta designacão por não poderem ser chamados de hormônios uma vez que atuam fora do organismo quer as produziu. De um modo geral, nos insetos, são produzidos por glândulas situadas nos dois últimos segmentos abdominais. Seu conteúdo é desprendido evertendo-as e expondo seu conteúdo ao ar. Uma vez que são produzidos em quantidades muito pequenas as espécies tem que ter uma grande capacidade de detectá-las. Por exemplo espécies de mariposas são capazes de perceber a presença da fêmea a 11 km de distância. Feromônios são substâncias químicas secretadas por um indivíduo e que permitem a sua comunicação com outros indivíduos da mesma espécie. A mensagem química transmitida pelos feromônios tem por objetivo estimular determinado comportamento, que pode ser de alarme, agregação, contribuição na produção de alimentos, defesa, ataque, acasalamento, etc.

30 O termo feromônio pode ser usado para indicar tanto uma substância em particular, como uma mistura de substâncias. Eles foram descobertos em Em 1959, o pesquisador alemão Butenandt conseguiu isolar e identificar o primeiro feromônio conhecido como bombicol ((10,12)-hexadecadien-1-ol), que é o feromônio da mariposa do bicho-da-seda Bombyx mori. Ele precisou matar 500 mil fêmeas desse inseto para obter apenas 1 mg da substância ativa. Os insetos são os que mais liberam esse tipo de composto químico, mas eles não são os únicos; os mamíferos (como camundongos, preás, porcos, cães e até o ser humano) também realizam essa comunicação olfativa. O uso de feromônios na agricultura sempre foi uma prática regularmente usada desde sua descoberta e assim é até hoje tanto é que na ANVISA, Agência Nacional de Vigilância Sanitária, estão registrados 28 feromônios para o controle de insetospraga na agricultura. Os produtos comerciais feromonais disponíveis no mercado atendem 28 das 49 culturas do país. Infelizmente o uso como domissanitários não segue a mesma prioridade levando o usuários à utilização de compostos químicos.

31 1)Sexual Os feromônios mais estudados são os sexuais, excretados pela fêmea e em muitos casos também pelo macho, utilizados para atrair o parceiro para a cópula e assim preservar a espécie, através da procriação. Um exemplo de atraente sexual excretado pelas fêmeas da mosca domestica é o cis-9-tricoseno, mostrado a seguir. Seu isômero na forma trans não apresenta a propriedade de agir como feromônio. Alguns insetos utilizam como feromônio de acasalamento o ácido tetradec-3,5- dienoico: Observe que esse feromônio possui os hidrogênios dos carbonos 3 e 4 da dupla ligação na forma trans, um em cada lado do plano; enquanto que os hidrogênios dos carbonos 5 e 6 estão na forma cis. A troca de posição dos grupos ligados a

32 uma dessas insaturações corresponderia a outra substância com propriedades diferentes e que não seria reconhecida pelo inseto. 2) Agregação São substâncias químicas eliminadas pelos insetos com o intuito de mante-los próximos para manutenção das sociedades de insetos (abelha), colonização de novos habitat e agregação antes do acasalamento. Esta agregação também ocorre com insetos que não apresentam este comportamento social mas que realizam agregação como baratas e o cascudinho da cama de frangos. Este é um comportamento que poderia ser utilizado na captura através de armadilhas. 3) Dispersão Afastar o potencial inimigo como o gambá que esguicha a partir de glândulas circum-anais (localizadas ao redor do ânus) jatos de substâncias de odor pútrido contendo feromônios que afastam seus inimigos. Também servem para manutenção de umespaço mínimo parasobrevivência (formiga) e para antiagregação(moscas-das-frutas). 4)Alarme para sinalizar perigo e ameaça,provocando a fuga (ex.: pulgão), agressão contra outro inseto (abelha) ou inibição de agressão(formiga). Esses feromônios têm um raio de ação médio de 10 cm por um período médio de 10 min. 5)Território Delimita territórios, minimizando ou até evitando encontros indesejáveis e agressivos.

33 6)Trilha Direcionam até o alimento. Avistado uma fonte de alimento as formigas liberam os feromônios para que todas sigam uma mesma trilha sem se dispersarem até o alimento, seria como um feromônio de orientação.

34 INSETICIDAS BOTÂNICOS Na primeira metade do século 20, o Brasil foi um grande produtor e exportador de inseticidas botânicos, como piretro, rotenona e nicotina, que apresentam maior segurança em seu uso agrícola e de menor impacto ambiental. Os inseticidas botânicos foram muitos populares e importantes entre as décadas de 30 e 40 para o controle de pragas. A importação de materiais botânicos ou derivados para uso como inseticidas representou um empreendimento comercial considerável. Como sempre acontece, com raras exceções novos inseticidas, sejam, naturais ou sintéticos sempre iniciam sua aplicação na área agrícola e depois é que se direcionam para a saúde pública. Com os inseticidas botânicos não foi diferente. Entretanto alguns como o óleo de nim, óleo de citronela, d-limoneno, linalol e o quassim já tem sido usado no combate aos sinantrópicos. Atualmente pouco se tem ofertas de inseticidas botânicos para ser usado nos programas de gerenciamento. Isto tudo mostra que ainda temos muito a criar no que se refere a inseticidas não orgânicos. Por exemplo, acima de toneladas de raízes de Derris elliptica foram importadas para os Estados Unidos do sudeste da Ásia em 1947, mas diminuiu para toneladas em Isto reflete a extensão pela qual os inseticidas botânicos foram substituídos pelos inseticidas químicos sintéticos, também conhecidos como agrotóxicos, dentre eles,

35 os organoclorados, organofosforados, carbamatos e piretróides, produzidos pelos países industrializados nas décadas de 50 e 60. O volume de agrotóxicos usados no mundo chegou a ultrapassar toneladas de ingredientes ativos na década de 90, quando as importações de piretro para os Estados Unidos totalizaram apenas umas 350 toneladas. Hoje, os inseticidas botânicos constituem apenas 1% do mercado mundial de inseticidas. Afortunadamente, o interesse em desenvolver e usar produtos botânicos para o manejo de pragas está novamente aumentando nos últimos anos, estimando-se um crescimento anual na ordem de 10 a 15%. Inseticidas botânicos podem causar a morte do inseto por intoxicação, mas, às vezes, são repelentes ou fagodeterrentes. Sua ação tóxica se faz no sistema nervoso central dos insetos interferindo na transmissão sináptica (à semelhança dos organofosforados e carbamatos) ou axônica (à semelhança dos piretródes) do impulso nervoso. Da mesma forma que é tóxica para os insetos também é para os seres humanos. Outros atuam na muda, na síntese de ATP, análogos dos reguladores de crescimento, maturação de ovos. Alguns exemplos são os óleos de citros extraídos da casca de laranjas e outras frutas cítricas e refinados para originar os compostos d-limoneno e linalol atuando sobre pulga, piolhos, ácaros e carrapatos e mosca doméstica. O extrato de alho é usado na agricultura uma vez que seu efeito se dá por repelência. Pela sua ação sistêmica o extrato é absorvido pelas plantas e seu sistema radicular mudando o odor natural da planta enganando os insetos praga. A azadirachtina atua no sistema hormonal dos insetos. Outras substâncias que têm sido empregadas são, por exemplo, os terpenos presentes nos óleos extraídos da resina de pinheiro, o nerol extraído do óleo essencial do capim limão, e algumas substâncias obtidas de plantas utilizadas como condimento alimentar, como o eugenol do cravo da índia, o mentol da hortelã, a piperina da pimenta-do-reino. Algumas plantas produzem substâncias aromáticas que tem apresentado bioatividade como o mentrasto que é repelente a insetos ou agem como

36 reguladores de crescimento e a erva-de-santa-maria ou mastruz cujos frutos tem compostos bioativos contra insetos de grãos armazenados. Óleo da citronela com repelente a insetos, rotenona extraída do timbó atua na mitocôndria impedindo a produção de ATP, o quassim extraído da planta chamada no nordeste de amarga pelo seu gosto extremamente amargo, chegando a ser dito que ele é 50 vezes mais amargo que o quinino, sendo ativo contra larvas do pernilongo atuando na inibição do desenvolvimento da cutícula. A cevadina e a veratridina são compostos derivados das sementes maduras da sabadila que é um lírio perene cujo mecanismo de ação imita os piretróides por atuarem no impedimento do impulso nervoso através do axônio. À semelhança dos piretróides é um dos inseticidas botânicos menos tóxicos para mamíferos sendo irritante para a pele e mucosas dos humanos. Os preparados inseticidas a base de rianodina são derivados dos talos e raízes de Ryania speciosa Vahl (Flacourtiaceae). A rianodina é mais estável do que a piretrina erotenona e, portanto, tem atividade residual mais longa, proporcionando até duas semanas de controle após a aplicação, mas é mais seletivo. A rianodina tem um modo de ação bastante particular, por ligar-se irreversivelmente os canais de cálcio das fibras musculares, que permanecem abertos, deixando os íons Ca++ livres para inundar o interior das fibras, induzindo a contração dos músculos esqueléticos e causando paralisia muscular. A alimentação, o movimento e a reprodução cessam gradualmente após contato com essa substância.