mecanismo-de-ac3a7c3a3o-dos-principais-grupos-de-inseticidas-e-acaricidas

Prévia do material em texto

23/08/2008
1
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
Metabólitos
Hollingworth (1976)
Lipoproteínas e outras
Barreiras à penetração
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
• Outros
23/08/2008
2
Neurônio 
Pré-Sináptico
Neurônio 
Pós-Sináptico
SINAPSE
TRANSMISSÃO DE UM IMPULSO NERVOSO
Transmissão Elétrica
Transmissão Química
ao longo da célula nervosa
na sinapse
Po
te
nc
ia
l d
e 
M
em
br
an
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)
• Oxadiazinas (bloqueadores de canais de 
Na)
Neurônio 
Pré-Sináptico
Neurônio 
Pós-Sináptico
SINAPSE
TRANSMISSÃO DE UM IMPULSO NERVOSO
Transmissão Elétrica
Transmissão Química
ao longo da célula nervosa
na sinapse
23/08/2008
3
Cérebro e
Corda Nervosa
Ventral
Sistema Nervoso Central
Visceral
Sensorial
Motor
Receptor MúsculoGlândulas 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
Similaridade na estrutura química do 
imidacloprid e da nicotina
23/08/2008
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 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 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
Fonte: Gullan & Cranston (1994)
Tópicos sobre o Crescimento de Insetos Tegumento dos Insetos
duto da 
glândula dérmica
epicutícula
procutícula
epiderme
membrana basal
glândula dérmicaenócito célula tricógena
endocutícula
exocutícula
seta
espaço
subcuticular
23/08/2008
5
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
corpo alado
glândulas
protorácicas
células
neuro-secretoras
do cérebro
células
neuro-secretoras
do cérebro
células
neuro-secretoras
do cérebro
hormônio
hormônio
juvenil
(HJ)
ecdisteróides
hormônio
protorácico-
trópico
(HPTT)
hormônio
da eclosão
bursicônio
Nível de HJ alto
Retenção dos
caracteres larvais
Transformação para
a fase de pupa
Nível de HJ baixo Ausência de HJ
Transformação para
a fase adulta
Escurecimento e
endurecimento da
cutícula
Ecdise
Ativação das
glândulas protorácicas
Programação
das células
Apólise
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;
• Diacilhidrazinas (p.ex., tebufenozide, metoxifenozide);
23/08/2008
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
Inibidores da ATPase
Organoestânicos
Propargite
Diafenthiuron
Desacopladores de prótons
Clorfenapyr
Succinato
Flavoproteína
Citocromo b
Citocromo c1
Citocromo c
Citocromo
oxidase
H2O
O2
ATP
Transporte
de elétrons
X X
Inibidores do transporte de elétrons
Fenpyroximate, Pyridaben (Sítio I)
Sítio I
Sítio II
Sítio III
ADP + P ATP
PROCESSOS METABÓLICOS
Respiração Celular
• Inibidores da ATP sintetase: diafenthiuron, 
organoestânicos (óxido de fenbutatin, 
cihexatin, etc.), propargite e pyrroles
(chlorfenapyr)
• Inibidores do Transporte de Elétrons: 
fenpyroximate, pyridaben, etc.
23/08/2008
7
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;
• Inibidoresda 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 NN
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.: permethrin e cypermethrin
RESISTÊNCIA CRUZADA VERSUS RESISTÊNCIA MÚLTIPLA
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