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23/08/2008
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MECANISMO DE AÇÃO DOS
PRINCIPAIS GRUPOS DE INSETICIDAS
E ACARICIDAS
Celso Omotocelomoto@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
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Neurônio
Pré-Sináptico
Neurônio
Pós-SinápticoSINAPSE
TRANSMISSÃO DE UM IMPULSO NERVOSO
Transmissão Elétrica
Transmissão Química
ao longo da célula nervosa
na sinapse
Pote
nci
al
de
Mem
bra
na (
mV
)
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-SinápticoSINAPSE
TRANSMISSÃO DE UM IMPULSO NERVOSO
Transmissão Elétrica
Transmissão Química
ao longo da célula nervosa
na sinapse
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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
AcetilcolinaAcetilcolinesterase
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
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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 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 basalglândula dérmicaenócito célula tricógena
endocutícula
exocutícula
seta
espaço
subcuticular
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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
corpo alado
glândulasprotorácicas
célulasneuro-secretoras
do cérebro
célulasneuro-secretoras
do cérebro
célulasneuro-secretoras
do cérebro
hormônio
hormôniojuvenil(HJ)
ecdisteróides
hormônioprotorácico-
trópico(HPTT)
hormônioda eclosão
bursicônio
Nível de HJ alto
Retenção doscaracteres larvais
Transformação paraa fase de pupa
Nível de HJ baixo Ausência de HJ
Transformação paraa fase adulta
Escurecimento eendurecimento da
cutícula
Ecdise
Ativação dasglândulas protorácicas
Programaçãodas 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);
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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.)
• 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 elétronsX 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.
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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 NN
N
O
Cl
Br
N
OCl
Chlorantraniliprole
RESISTÊNCIA CRUZADA VERSUS RESISTÊNCIA MÚLTIPLA
Resistência Cruzada:
Um mecanismo de defesa confere resistência adiferentes produtos (compostos geralmente relacionados).
Ex.: permethrin e cypermethrin
RESISTÊNCIA CRUZADA VERSUS RESISTÊNCIA MÚLTIPLA
Resistência Cruzada:
Um mecanismo de defesa confere resistência adiferentes 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