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)
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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
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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
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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)
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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);
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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
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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
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