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

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MECANISMO DE AÇÃO DOS

PRINCIPAIS GRUPOS DE INSETICIDAS

E ACARICIDAS

Celso Omoto

celomoto@esalq.usp.br

Biodinâmica de Inseticidas

Inseticida externo Integumento Ligação ou estocagem em tecidos indiferenciadas Sítio de ação Excreção Tecidos metabólicos Conteúdo livre no fluido circulatório Composto Original Lipoproteínas e outras Penetração Conteúdo ligado no fluido circulatório

Mecanismo de Ação dos

Principais Grupos de Inseticidas e

Acaricidas

• Neurotóxicos

• Reguladores de Crescimento de Insetos

• Processos metabólicos – Respiração

Celular

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Neurônio

Pré-Sináptico

Neurônio

Pós-Sináptico

SINAPSE

TRANSMISSÃO DE UM IMPULSO NERVOSO

Transmissão Elétrica

Transmissão Química

ao longo da célula nervosa

na sinapse

P o te n ci a l d e M em b ra n a ( m V ) Tempo (milisegundos) entrada de Na potencial de ação saída de K potencial de repouso

Transmissão Elétrica do Impulso Nervoso

Inseticidas moduladores dos canais de Na+:

Interferem com o fechamento dos canais de Na+; – DDT e seus análagos;

– Piretróides: tipo I e tipo II;

Inseticidas Neurotóxicos – Venenos axônicos

Inseticidas bloqueadores dos canais de Na

+

– (i.e.,: impedem a abertura deles): • Oxadiazinas (p.ex., indoxacarb);

Inseticidas Neurotóxicos – Venenos axônicos

Neurotóxicos:

Inseticidas que Atuam na Transmissão Elétrica

• Piretróides e DDT (moduladores de canais

de Na)

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Cérebro e Corda Nervosa

Ventral

Sistema Nervoso Central

Visceral Sensorial Motor Receptor Músculo Glândulas e Órgãos Colinérgicas Glutaminérgicas Indolaminérgicas Catecolaminérgicas Octopaminérgicas Junções Músculo Corpo Celular Neurônio sensorial Neurônio Motor Interneurônios

Sistema Nervoso Periférico em Insetos

Tópicos em Neurofisiologia

Acetilcolina

Acetilcolinesterase

Ácido Acético + Colina

JUNÇÕES COLINÉRGICAS

JUNÇÕES GLUTAMINÉRGICAS

L-Glutamato

Ácido Gama-Aminobutírico (GABA)

• Inseticidas inibidores da enzima acetilcolinesterase

–

Organosfoforados

–

Carbamatos

Inseticidas Neurotóxicos – Venenos sinápticos

• 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);

Inseticidas Neurotóxicos – Venenos sinápticos

Neonicotinóides

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• 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

• Inseticidas que agem em receptores de:

– Ác. g-amino butírico (GABA): • Agonistas de GABA-canais Cl

-– Avermectinas

Neurotóxicos:

Inseticidas que Atuam na Transmissão Sináptica

• 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)

JUNÇÕES COLINÉRGICAS

• Dogma central da Entomologia:

– INSETOS CRESCEM POR MUDAS PERIÓDICAS

Tópicos sobre o Crescimento de Insetos

_{Tegumento dos Insetos}

duto da glândula dérmica

epicutícula

exocutícula

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Composição Química da Cutícula

quitina

Reguladores de Crescimento de Insetos

Inibidores da biossíntese de quitina

HORMÔNIO PROTORACICO-TRÓPICO

HORMÔNIO JUVENIL

ECDISTERÓIDES

Relações entre os hormônios da metamorfose e ecdise

4º ínstar 5º ínstar pupa adulto local de secreção

corp o alad o g lân du las p ro torácicas célu las n eu ro-secreto ras d o cérebro célu las n eu ro-secreto ras d o cérebro célu las n eu ro-secreto ras d o cérebro hormônio hormô nio juv enil (HJ ) ecdisteróides hormô nio pro torácico-tró pico (HPTT) hormô nio da eclo sã o bursicô nio Nível d e HJ a lto Retenção do s caracteres larv ais

Tran sfo rmação p ara a fase d e p up a

Nível d e HJ b aixo Ausência de HJ

Tran sfo rmação p ara a fase adu lta

Escu recimento e end urecimen to d a

cutícula Ecd ise Ativ ação d as g lân du las pro to rácicas

Pro g ramação d as células

Ap ó lise

Principais Eventos Endocrinológicos

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;

(6)

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.)

• Agonistas de Ecdisteróides: tebufenozide e

methoxifenozide

PROCESSOS METABÓLICOS

Respiração Celular

• Inibidores da ATP sintetase

• Inibidores do Transporte de Elétrons

Ciclo de Krebs CO2 NADH2 NADH2 desidrogenase Inibidores da ATPase Organoestânicos Propargite Diafenthiuron Desacopladores de prótons Clorfenapyr Succinato Flavoproteína Citocromo b Citocromo c1 Citocromo c Citocromo oxidase H2O O2 ATP

X

Sítio I Sítio II Sítio III ADP + P  ATP Ciclo de Krebs CO2 NADH2 NADH2 desidrogenase Succinato Flavoproteína Citocromo b Transporte

X

Inibidores do transporte de elétrons Fenpyroximate, Pyridaben (Sítio I) Sítio I

ADP + P  ATP

PROCESSOS METABÓLICOS

Respiração Celular

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Proteínas inseticidas de Bt

•

Disrruptores da membrana do intestino médio de insetos:

– Ex. -endotoxina de Bacillus thuringiensis;

Modo ação de proteínas inseticidas de Bt

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);

• Inibidores de crescimento de ácaros:

hexythiazox, clofentezine,etoxazole

• Moduladores de receptores de rianodina:

chlorantraniliprole, flubendiamide

Moduladores de Receptores de Rianodina

• Moduladores de Receptores de Rianodina:

– Regulam liberação de Ca++ _{intracelular (efeito na contração} muscular) – Diamidas N N N N O Cl Br N O Cl Chlorantraniliprole

RESISTÊNCIA CRUZADA VERSUS RESISTÊNCIA MÚLTIPLA

Resistência Cruzada:

Um mecanismo de defesa confere resistência a diferentes produtos (compostos geralmente relacionados).

Ex.: permethrine cypermethrin

RESISTÊNCIA CRUZADA VERSUS RESISTÊNCIA MÚLTIPLA

Resistência Cruzada:

Um mecanismo de defesa confere resistência a diferentes produtos (compostos geralmente relacionados).

Ex.: permethrine cypermethrin

Resistência Múltipla:

Resistência a diferentes produtos é conferida por diferentes mecanismos de defesa coexistentes (compostos geralmente não relacionados).