У претходном пројекту тестирања локалних погона за прераду хране на комарце у Тајланду, утврђено је да етерична уља (ЕО) Cyperus rotundus, галангала и цимета имају добру активност против комараца против Aedes aegypti. У покушају да се смањи употреба традиционалнихинсектицидии побољшати контролу популација отпорних комараца, ова студија је имала за циљ да идентификује потенцијални синергизам између адултицидних ефеката етилен оксида и токсичности перметрина за комарце врсте Aedes. aegypti, укључујући сојеве отпорне на пиретроиде и осетљиве на њих.
Да би се проценио хемијски састав и убилачка активност ЕО екстрахованог из ризома C. rotundus и A. galanga и коре C. verum против осетљивог соја Muang Chiang Mai (MCM-S) и резистентног соја Pang Mai Dang (PMD-R). ) Активни одрасли Ae. Aedes aegypti. Биолошки тест смеше ЕО и перметрина на одраслим комарцима је такође спроведен на овим Aedes сојевима како би се разумела његова синергистичка активност.
Хемијска карактеризација коришћењем GC-MS аналитичке методе показала је да је 48 једињења идентификовано из енолошких извора C. rotundus, A. galanga и C. verum, што чини 80,22%, 86,75% и 97,24% укупних компоненти, респективно. Циперен (14,04%), β-бисаболен (18,27%) и цинамалдехид (64,66%) су главне компоненте уља циперуса, уља галангала и балзамико уља, респективно. У биолошким тестовима убијања одраслих јединки, енолошки извори C. rotundus, A. galanga и C. verum били су ефикасни у убијању Ae. aegypti, вредности LD50 за MCM-S и PMD-R биле су 10,05 и 9,57 μг/мг код женки, 7,97 и 7,94 μг/мг код женки и 3,30 и 3,22 μг/мг код женки, респективно. Ефикасност MCM-S и PMD-R Ae у убијању одраслих јединки *aegypti* код ових ЕО била је блиска пиперонил бутоксиду (вредности PBO, LD50 = 6,30 и 4,79 μг/мг код женки, респективно), али не тако изражена као код перметрина (вредности LD50 = 0,44 и 3,70 нг/мг код женки, респективно). Међутим, комбиновани биолошки тестови су пронашли синергију између ЕО и перметрина. Значајан синергизам са перметрином против два соја комараца *Aedes*. *Aedes aegypti* је примећен у ЕМ код *C. rotundus* и *A. galanga*. Додавање уља *C. rotundus* и *A. galanga* значајно је смањило вредности LD50 перметрина на MCM-S са 0,44 на 0,07 нг/мг и 0,11 нг/мг код женки, респективно, са вредностима односа синергије (SR) од 6,28 и 4,00 респективно. Поред тога, емисиони олово (EO) C. rotundus и A. galanga такође су значајно смањили вредности LD50 перметрина на PMD-R са 3,70 на 0,42 нг/мг и 0,003 нг/мг код женки, респективно, са вредностима SR од 8,81 и 1233,33, респективно.
Синергистички ефекат комбинације ЕО-перметрина за повећање токсичности за одрасле особе против два соја комараца Aedes. Aedes aegypti показује обећавајућу улогу етилен оксида као синергиста у побољшању ефикасности против комараца, посебно тамо где су традиционална једињења неефикасна или неприкладна.
Комарац Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) је главни преносилац денга грознице и других заразних вирусних болести као што су жута грозница, чикунгуња и вирус Зика, што представља огромну и сталну претњу за људе [1, 2]. Вирус денга је најозбиљнија патогена хеморагијска грозница која погађа људе, са процењених 5–100 милиона случајева који се јављају годишње и више од 2,5 милијарди људи широм света је у ризику [3]. Епидемије ове заразне болести представљају огроман терет за становништво, здравствене системе и економије већине тропских земаља [1]. Према подацима Министарства здравља Тајланда, у 2015. години широм земље је пријављено 142.925 случајева денга грознице и 141 смртни случај, што је више него три пута више од броја случајева и смртних случајева у 2014. години [4]. Упркос историјским доказима, комарац Aedes је искоренио или значајно смањио денга грозницу. Након контроле Aedes aegypti [5], стопе инфекције су драматично порасле и болест се проширила широм света, делимично због деценија глобалног загревања. Елиминација и контрола Ae. Aedes aegypti је релативно тешка јер је то домаћи вектор комараца који се паре, хране, одмарају и полажу јаја у и око људских насеља током дана. Поред тога, овај комарац има способност да се прилагоди променама у окружењу или поремећајима изазваним природним догађајима (као што је суша) или људским мерама контроле и може се вратити на свој првобитни број [6, 7]. Пошто су вакцине против денга грознице тек недавно одобрене и не постоји специфичан третман за денга грозницу, спречавање и смањење ризика од преноса денге у потпуности зависи од контроле вектора комараца и елиминисања људског контакта са векторима.
Посебно, употреба хемикалија за сузбијање комараца сада игра важну улогу у јавном здрављу као важна компонента свеобухватног интегрисаног управљања векторима. Најпопуларније хемијске методе укључују употребу нискотоксичних инсектицида који делују против ларви комараца (ларвициди) и одраслих комараца (адидоциди). Сузбијање ларви кроз смањење извора и редовну употребу хемијских ларвицида као што су органофосфати и регулатори раста инсеката сматра се важним. Међутим, негативни утицаји на животну средину повезани са синтетичким пестицидима и њихово радно интензивно и сложено одржавање остају главна брига [8, 9]. Традиционална активна контрола вектора, као што је контрола одраслих, остаје најефикасније средство контроле током вирусних епидемија јер може брзо и у великим размерама искоренити векторе заразних болести, као и смањити животни век и дуговечност локалних популација вектора [3]. , 10]. Четири класе хемијских инсектицида: органохлорини (који се називају само ДДТ), органофосфати, карбамати и пиретроиди чине основу програма сузбијања вектора, при чему се пиретроиди сматрају најуспешнијом класом. Веома су ефикасни против разних зглавка и имају ниску ефикасност. токсичност за сисаре. Тренутно, синтетички пиретроиди чине већину комерцијалних пестицида, чинећи око 25% глобалног тржишта пестицида [11, 12]. Перметрин и делтаметрин су пиретроидни инсектициди широког спектра који се деценијама користе широм света за сузбијање разних штеточина од пољопривредног и медицинског значаја [13, 14]. Педесетих година прошлог века, ДДТ је изабран као хемикалија по избору за тајландски национални програм сузбијања комараца у јавном здравству. Након широке употребе ДДТ-а у подручјима ендемским за маларију, Тајланд је постепено укинуо употребу ДДТ-а између 1995. и 2000. године и заменио га са два пиретроида: перметрином и делтаметрином [15, 16]. Ови пиретроидни инсектициди су уведени почетком деведесетих година прошлог века ради сузбијања маларије и денга грознице, првенствено третманима мрежама за кревете и употребом термалних магли и спрејева ултра ниске токсичности [14, 17]. Међутим, изгубили су ефикасност због јаке отпорности комараца и недостатка јавног поштовања прописа због забринутости за јавно здравље и утицај синтетичких хемикалија на животну средину. Ово представља значајне изазове за успех програма контроле вектора претњи [14, 18, 19]. Да би стратегија била ефикаснија, неопходне су благовремене и одговарајуће контрамере. Препоручене процедуре управљања укључују замену природних супстанци, ротацију хемикалија различитих класа, додавање синергиста и мешање хемикалија или истовремену примену хемикалија различитих класа [14, 20, 21]. Стога постоји хитна потреба да се пронађе и развије еколошки прихватљива, погодна и ефикасна алтернатива и синергист, а ова студија има за циљ да одговори на ову потребу.
Инсектициди природног порекла, посебно они засновани на биљним компонентама, показали су потенцијал у процени тренутних и будућих алтернатива за сузбијање комараца [22, 23, 24]. Неколико студија је показало да је могуће контролисати важне векторе комараца коришћењем биљних производа, посебно етеричних уља (ЕО), као убица одраслих комараца. Адултицидна својства против неких важних врста комараца пронађена су код многих биљних уља као што су целер, ким, зедоарија, анис, луласти бибер, тимијан, Schinus terebinthifolia, Cymbopogon citratus, Cymbopogon schoenanthus, Cymbopogon giganteus, Chenopodium ambrosioides, Cochlospermum planchonii, Eucalyptus ter eticornis, Eucalyptus citriodora, Cananga odorata и Petroselinum Criscum [25,26,27,28,29,30]. Етилен оксид се сада користи не само сам, већ и у комбинацији са екстрахованим биљним супстанцама или постојећим синтетичким пестицидима, производећи различите степене токсичности. Комбинације традиционалних инсектицида као што су органофосфати, карбамати и пиретроиди са етилен оксидом/биљним екстрактима делују синергистички или антагонистички у својим токсичним ефектима и показало се да су ефикасне против преносилаца болести и штеточина [31,32,33,34,35]. Међутим, већина студија о синергистичким токсичним ефектима комбинација фитохемикалија са или без синтетичких хемикалија спроведена је на пољопривредним инсектима преносиоцима и штеточинама, а не на медицински важним комарцима. Штавише, већина радова на синергистичким ефектима комбинација биљних и синтетичких инсектицида против преносилаца комараца фокусирана је на ларвицидни ефекат.
У претходној студији коју су аутори спровели као део текућег истраживачког пројекта скрининга интимицида из аутохтоних прехрамбених биљака у Тајланду, утврђено је да етилен оксиди из Cyperus rotundus, галангала и цимета имају потенцијалну активност против одраслих Aedes. Египат [36]. Стога је циљ ове студије био да се процени ефикасност ЕО изолованих из ових лековитих биљака против комараца Aedes. aegypti, укључујући сојеве отпорне на пиретроиде и осетљиве сојеве. Синергистички ефекат бинарних смеша етилен оксида и синтетичких пиретроида са добром ефикасношћу код одраслих такође је анализиран како би се смањила употреба традиционалних инсектицида и повећала отпорност на векторе комараца, посебно против Aedes. Aedys aegypti. Овај чланак извештава о хемијској карактеризацији ефикасних етеричних уља и њиховом потенцијалу да повећају токсичност синтетичког перметрина против комараца Aedes. aegypti код сојева осетљивих на пиретроиде (MCM-S) и резистентних сојева (PMD-R).
Ризоми C. rotundus и A. galanga и кора C. verum (Сл. 1) који се користе за екстракцију есенцијалног уља купљени су од добављача биљних лекова у провинцији Чанг Мај, Тајланд. Научна идентификација ових биљака постигнута је кроз консултације са г. Џејмсом Френклином Максвелом, ботаничарем за хербаријум, Одељење за биологију, Факултет природних наука, Универзитет Чанг Мај (CMU), провинција Чанг Мај, Тајланд, и научником Ванари Чароенсап; на Одељењу за фармацију, Фармацеутског факултета, Универзитета Карнеги Мелон, гђа Ваучер. Узорци сваке биљке чувају се на Одељењу за паразитологију на Медицинском факултету Универзитета Карнеги Мелон за будућу употребу.
Узорци биљака су појединачно сушени у хладу 3–5 дана на отвореном простору са активном вентилацијом и температуром околине од приближно 30 ± 5 °C како би се уклонио садржај влаге пре екстракције природних етеричних уља (ЕО). Укупно 250 г сваког сувог биљног материјала је механички самлевено у крупни прах и коришћено за изоловање етеричних уља (ЕО) парном дестилацијом. Апарат за дестилацију се састојао од електричног грејног плашта, тиквице са округлим дном од 3000 мл, екстракционе колоне, кондензатора и Cool ace уређаја (Eyela Cool Ace CA-1112 CE, Tokyo Rikakikai Co. Ltd., Токио, Јапан). Додати 1600 мл дестиловане воде и 10-15 стаклених перли у тиквицу, а затим је загрејати на приближно 100 °C помоћу електричног грејача најмање 3 сата док се дестилација не заврши и док се више не производи ЕО. ЕО слој је одвојен од водене фазе помоћу левка за одвајање, осушен преко безводног натријум сулфата (Na2SO4) и чуван у затвореној смеђој боци на 4°C док се не испитају хемијски састав и активност одраслих јединки.
Хемијски састав етеричних уља спроведен је истовремено са биолошким тестом за одраслу супстанцу. Квалитативна анализа је извршена коришћењем GC-MS система који се састоји од Hewlett-Packard (Вилмингтон, Калифорнија, САД) 7890A гасног хроматографа опремљеног једним квадруполним масено-селективним детектором (Agilent Technologies, Вилмингтон, Калифорнија, САД) и MSD 5975C (EI) (Agilent Technologies).
Хроматографска колона – DB-5MS (30 m × унутрашњи пречник 0,25 mm × дебљина филма 0,25 µm). Укупно време рада GC-MS је било 20 минута. Услови анализе су да су температуре инјектора и преносне линије 250 и 280 °C, респективно; температура пећи је подешена да се повећава са 50°C на 250°C брзином од 10°C/мин, гас носач је хелијум; брзина протока 1,0 ml/мин; запремина инјекције је 0,2 µL (1/10% по запремини у CH2Cl2, однос поделе 100:1); За GC-MS детекцију користи се систем за јонизацију електрона са енергијом јонизације од 70 eV. Опсег аквизиције је 50–550 атомских јединица масе (amu), а брзина скенирања је 2,91 скенирања у секунди. Релативни проценти компоненти су изражени као проценти нормализовани површином пика. Идентификација EO састојака заснива се на њиховом индексу задржавања (RI). RI је израчунат коришћењем једначине Ван ден Дула и Краца [37] за серију н-алкана (C8-C40) и упоређен са индексима задржавања из литературе [38] и библиотечких база података (NIST 2008 и Wiley 8NO8). Идентитет приказаних једињења, као што су структура и молекулска формула, потврђен је поређењем са доступним аутентичним узорцима.
Аналитички стандарди за синтетички перметрин и пиперонил бутоксид (ПБО, позитивна контрола у студијама синергије) купљени су од компаније Sigma-Aldrich (Сент Луис, Мисури, САД). Комплети за тестирање одраслих Светске здравствене организације (СЗО) и дијагностичке дозе папира импрегнираног перметрином (0,75%) комерцијално су купљени од Центра за контролу вектора СЗО у Пенангу, Малезија. Све остале хемикалије и реагенси који су коришћени били су аналитичког квалитета и купљени су од локалних институција у провинцији Чанг Мај, Тајланд.
Комарци који су коришћени као тест организми у биолошком тесту за одрасле били су лабораторијски комарци Aedes. aegypti који се слободно паре, укључујући осетљиви сој Muang Chiang Mai (MCM-S) и резистентни сој Pang Mai Dang (PMD-R). Сој MCM-S је добијен из локалних узорака прикупљених у области Muang Chiang Mai, провинција Chiang Mai, Тајланд, и чува се у ентомолошкој соби Одељења за паразитологију, Медицинског факултета CMU, од 1995. године [39]. Сој PMD-R, за који је утврђено да је отпоран на перметрин, изолован је из пољских комараца првобитно прикупљених из Ban Pang Mai Dang, округ Mae Tang, провинција Chiang Mai, Тајланд, и чува се у истом институту од 1997. године [40]. Сојеви PMD-R су узгајани под селективним притиском да би се одржао ниво отпорности повременим излагањем 0,75% перметрину користећи комплет за детекцију СЗО са неким модификацијама [41]. Сваки сој Ae. Аедес аегипти је колонизован појединачно у лабораторији без патогена на температури од 25 ± 2 °C и релативној влажности од 80 ± 10% и фотопериоду светлости/таме од 14:10 часова. Приближно 200 ларви је држано у пластичним посудама (дужине 33 цм, ширине 28 цм и висине 9 цм) напуњеним водом из славине, у густини од 150–200 ларви по посуди и храњене два пута дневно стерилисаним псећим кексима. Одрасле глисте су држане у влажним кавезима и континуирано храњене 10% воденим раствором сахарозе и 10% раствором мултивитаминског сирупа. Женке комараца редовно сисају крв да би положиле јаја. Женке старе од два до пет дана које нису храњене крвљу могу се континуирано користити у експерименталним биолошким тестовима на одраслим јединкама.
Биолошки тест одговора на дозу и морталитет ЕО спроведен је на одраслим женкама комараца Aedes. aegypti, MCM-S и PMD-R коришћењем локалне методе модификоване према стандардном протоколу СЗО за тестирање осетљивости [42]. ЕО из сваке биљке је серијски разблажен одговарајућим растварачем (нпр. етанолом или ацетоном) да би се добила постепена серија од 4-6 концентрација. Након анестезије угљен-диоксидом (CO2), комарци су појединачно мерени. Анестезирани комарци су затим држани непомично на сувом филтер папиру на прилагођеној хладној плочи под стереомикроскопом како би се спречила реактивација током поступка. За сваки третман, 0,1 μl раствора ЕО је примењено на горњи пронотум женке коришћењем ручног микродозатора Hamilton (700 Series Microliter™, Hamilton Company, Reno, NV, САД). Двадесет пет женки је третирано сваком концентрацијом, са морталитетом у распону од 10% до 95% за најмање 4 различите концентрације. Комарци третирани растварачем служили су као контрола. Да би се спречила контаминација тест узорака, замените филтер папир новим филтер папиром за сваки тестирани ЕО. Дозе коришћене у овим биолошким тестовима изражене су у микрограмима ЕО по милиграму телесне тежине живе женке. Активност одраслих ПБО је такође процењена на сличан начин као и ЕО, при чему је ПБО коришћен као позитивна контрола у синергистичким експериментима. Третирани комарци у свим групама су стављени у пластичне чаше и дато им је 10% сахарозе плус 10% мултивитаминског сирупа. Сви биолошки тестови су спроведени на 25 ± 2 °C и 80 ± 10% релативне влажности и поновљени четири пута са контролама. Морталитет током 24-часовног периода одгоја је проверен и потврђен недостатком одговора комараца на механичку стимулацију, а затим је забележен на основу просека четири понављања. Експериментални третмани су поновљени четири пута за сваки тестирани узорак користећи различите серије комараца. Резултати су сумирани и коришћени за израчунавање процентуалне стопе морталитета, која је коришћена за одређивање 24-часовне смртоносне дозе пробит анализом.
Синергистички антицидни ефекат ЕО и перметрина процењен је коришћењем поступка локалног испитивања токсичности [42] као што је претходно описано. Користити ацетон или етанол као растварач за припрему перметрина у жељеној концентрацији, као и бинарну смешу ЕО и перметрина (ЕО-перметрин: перметрин помешан са ЕО у концентрацији LD25). Тест комплети (перметрин и ЕО-перметрин) су процењени у односу на MCM-S и PMD-R сојеве Ae. Aedes aegypti. Свакој од 25 женки комараца дате су четири дозе перметрина да би се тестирала његова ефикасност у убијању одраслих јединки, при чему је сваки третман поновљен четири пута. Да би се идентификовали кандидати за ЕО синергисте, 4 до 6 доза ЕО-перметрина примењено је на сваку од 25 женки комараца, при чему је свака примена поновљена четири пута. Третман ПБО-перметрином (перметрин помешан са концентрацијом ПБО у LD25) такође је служио као позитивна контрола. Дозе коришћене у овим биолошким тестовима изражене су у нанограмима тест узорка по милиграму живе телесне тежине женке. Четири експерименталне евалуације за сваки сој комараца спроведене су на појединачно узгајаним серијама, а подаци о морталитету су обједињени и анализирани коришћењем Пробита да би се одредила смртоносна доза у року од 24 сата.
Стопа морталитета је прилагођена коришћењем Аботове формуле [43]. Прилагођени подаци су анализирани Пробит регресионом анализом коришћењем програма за рачунарску статистику SPSS (верзија 19.0). Смртоносне вредности од 25%, 50%, 90%, 95% и 99% (LD25, LD50, LD90, LD95 и LD99, респективно) су израчунате коришћењем одговарајућих интервала поверења од 95% (95% CI). Мерења значајности и разлике између тест узорака процењене су коришћењем хи-квадрат теста или Ман-Витни U теста у оквиру сваког биолошког теста. Резултати су сматрани статистички значајним на P< 0,05. Коефицијент отпора (RR) се процењује на нивоу LD50 коришћењем следеће формуле [12]:
RR > 1 означава отпорност, а RR ≤ 1 означава осетљивост. Вредност односа синергије (SR) сваког кандидата за синергисту израчунава се на следећи начин [34, 35, 44]:
Овај фактор дели резултате у три категорије: вредност SR од 1±0,05 сматра се да нема видљив ефекат, вредност SR >1,05 сматра се да има синергијски ефекат, а вредност SR од Светло жуто течно уље може се добити парном дестилацијом ризома C. rotundus и A. galanga и коре C. verum. Приноси израчунати на суву тежину били су 0,15%, 0,27% (w/w) и 0,54% (v/v) w) респективно (Табела 1). GC-MS студија хемијског састава уља C. rotundus, A. galanga и C. verum показала је присуство 19, 17 и 21 једињења, што је чинило 80,22, 86,75 и 97,24% свих компоненти, респективно (Табела 2). Једињења уља ризома C. lucidum углавном се састоје од циперонена (14,04%), затим каралена (9,57%), α-капселана (7,97%) и α-капселана (7,53%). Главна хемијска компонента уља ризома галангала је β-бисаболен (18,27%), затим α-бергамотена (16,28%), 1,8-цинеола (10,17%) и пиперонола (10,09%). Док је цинамалдехид (64,66%) идентификован као главна компонента уља коре C. verum, циметни ацетат (6,61%), α-копаен (5,83%) и 3-фенилпропионалдехида (4,09%) сматрани су споредним састојцима. Хемијске структуре ципернена, β-бисаболена и цинамалдехида су главна једињења C. rotundus, A. galanga и C. verum, респективно, као што је приказано на слици 2.
Резултати три објективна истраживача (ОО) који су проценили активност одраслих јединки против комараца врсте Aedes. Комарци врсте Aedys су приказани у Табели 3. Утврђено је да сви етерични оригани имају смртоносне ефекте на комарце врсте Aedes MCM-S при различитим врстама и дозама. Aedes aegypti. Најефикаснији етерични оригани су C. verum, затим A. galanga и C. rotundus са вредностима LD50 од 3,30, 7,97 и 10,05 μг/мг код женки MCM-S, респективно, што је нешто више од 3,22 (U = 1), Z = -0,775, P = 0,667), 7,94 (U = 2, Z = 0, P = 1) и 9,57 (U = 0, Z = -1,549, P = 0,333) μг/мг PMD-R код жена. Ово одговара чињеници да PBO има нешто већи ефекат код одраслих јединки на PMD-R него сој MSM-S, са вредностима LD50 од 4,79 и 6,30 μg/mg женки, респективно (U = 0, Z = -2,021, P = 0,057). Може се израчунати да су вредности LD50 C. verum, A. galanga, C. rotundus и PBO против PMD-R приближно 0,98, 0,99, 0,95 и 0,76 пута ниже од оних против MCM-S, респективно. Дакле, ово указује на то да је осетљивост на PBO и EO релативно слична између два соја Aedes. Иако је PMD-R био осетљивији од MCM-S, осетљивост Aedes aegypti није била значајна. Насупрот томе, два соја Aedes су се значајно разликовала у својој осетљивости на перметрин aegypti (Табела 4). ПМД-Р је показао значајну отпорност на перметрин (вредност ЛД50 = 0,44 нг/мг код жена) са вишом вредношћу ЛД50 од 3,70 у поређењу са МЦМ-С (вредност ЛД50 = 0,44 нг/мг код жена) нг/мг код жена (У = 0, З = -2,309, П = 0,029). Иако је ПМД-Р много мање осетљив на перметрин од МЦМ-С, његова осетљивост на ПБО и уља C. verum, A. galanga и C. rotundus је нешто већа од МЦМ-С.
Као што је примећено у биолошком тесту на одраслој популацији комбинације ЕО-перметрин, бинарне смеше перметрина и ЕО (ЛД25) показале су или синергију (вредност SR > 1,05) или никакав ефекат (вредност SR = 1 ± 0,05). Комплексни ефекти смеше ЕО-перметрин на одрасле јединке експерименталних албино комараца. Сојеви Aedes aegypti MCM-S и PMD-R приказани су у Табели 4 и на Слици 3. Утврђено је да додатак уља C. verum благо смањује ЛД50 перметрина у односу на MCM-S и благо повећава ЛД50 у односу на PMD-R на 0,44–0,42 нг/мг код жена и са 3,70 на 3,85 нг/мг код жена, респективно. Насупрот томе, додавање уља C. rotundus и A. galanga значајно је смањило LD50 перметрина на MCM-S са 0,44 на 0,07 (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029) и на 0,11 (U = 0). , Z) = -2,309, P = 0,029) нг/мг код жена. На основу LD50 вредности MCM-S, SR вредности смеше EO-перметрин након додавања уља C. rotundus и A. galanga биле су 6,28 и 4,00, респективно. Сходно томе, ЛД50 перметрина у односу на ПМД-Р значајно се смањио са 3,70 на 0,42 (У = 0, З = -2,309, П = 0,029) и на 0,003 уз додатак уља C. rotundus и A. galanga (У = 0, З = -2,337, П = 0,029) нг/мг женке. Вредност SR перметрина у комбинацији са C. rotundus у односу на ПМД-Р била је 8,81, док је вредност SR смеше галангал-перметрин била 1233,33. У односу на MCM-S, вредност LD50 позитивне контроле PBO смањила се са 0,44 на 0,26 нг/мг (женке) и са 3,70 нг/мг (женке) на 0,65 нг/мг (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029) и PMD-R (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029). Вредности SR смеше PBO-перметрин за сојеве MCM-S и PMD-R биле су 1,69 и 5,69, респективно. Ови резултати указују да уља C. rotundus и A. galanga и PBO повећавају токсичност перметрина у већој мери него уље C. verum за сојеве MCM-S и PMD-R.
Активност код одраслих (LD50) EO, PBO, перметрина (PE) и њихових комбинација против сојева комараца Aedes осетљивих на пиретроиде (MCM-S) и резистентних (PMD-R) пиретроиде. Aedes aegypti
[45]. Синтетички пиретроиди се користе широм света за сузбијање скоро свих зглавкара од пољопривредног и медицинског значаја. Међутим, због штетних последица употребе синтетичких инсектицида, посебно у смислу развоја и широко распрострањене отпорности комараца, као и утицаја на дугорочно здравље и животну средину, сада постоји хитна потреба за смањењем употребе традиционалних синтетичких инсектицида и развојем алтернатива [35, 46, 47]. Поред заштите животне средине и људског здравља, предности ботаничких инсектицида укључују високу селективност, глобалну доступност и лакоћу производње и употребе, што их чини атрактивнијим за сузбијање комараца [32, 48, 49]. Ова студија, поред разјашњавања хемијских карактеристика ефикасних етеричних уља путем ГЦ-МС анализе, такође је проценила потенцију одраслих етеричних уља и њихову способност да повећају токсичност синтетичког перметрина aegypti код сојева осетљивих на пиретроиде (MCM-S) и резистентних сојева (PMD-R).
GC-MS карактеризација је показала да су циперн (14,04%), β-бисаболен (18,27%) и цинамалдехид (64,66%) били главне компоненте уља C. rotundus, A. galanga и C. verum, респективно. Ове хемикалије су показале различите биолошке активности. Ан и др. [50] су известили да 6-ацетоксициперен, изолован из ризома C. rotundus, делује као антитуморско једињење и може изазвати апоптозу зависну од каспазе у ћелијама рака јајника. β-Бисаболен, екстрахован из есенцијалног уља дрвета смирне, показује специфичну цитотоксичност против ћелија тумора млечне жлезде код људи и мишева, како in vitro, тако и in vivo [51]. Пријављено је да цинамалдехид, добијен из природних екстраката или синтетисан у лабораторији, има инсектицидна, антибактеријска, антифунгална, антиинфламаторна, имуномодулаторна, антиканцерогена и антиангиогена дејства [52].
Резултати биолошког теста активности код одраслих зависних од дозе показали су добар потенцијал тестираних ЕО и показали су да сојеви комараца Aedes MCM-S и PMD-R имају сличну осетљивост на ЕО и PBO. Aedes aegypti. Поређење ефикасности ЕО и перметрина показало је да овај други има јачи алерцидни ефекат: вредности LD50 су 0,44 и 3,70 нг/мг код женки за сојеве MCM-S и PMD-R, респективно. Ове налазе поткрепљују многе студије које показују да су природни пестициди, посебно производи биљног порекла, генерално мање ефикасни од синтетичких супстанци [31, 34, 35, 53, 54]. То може бити зато што је први сложена комбинација активних или неактивних састојака, док је други пречишћено једно активно једињење. Међутим, разноликост и сложеност природних активних састојака са различитим механизмима деловања могу побољшати биолошку активност или ометати развој отпорности у популацијама домаћина [55, 56, 57]. Многи истраживачи су известили о потенцијалу против комараца C. verum, A. galanga и C. rotundus и њихових компоненти као што су β-бисаболен, цинамалдехид и 1,8-цинеол [22, 36, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64]. Међутим, преглед литературе је показао да није било претходних извештаја о његовом синергијском ефекту са перметрином или другим синтетичким инсектицидима против комараца Aedes. Aedes aegypti.
У овој студији, примећене су значајне разлике у осетљивости на перметрин између два соја Aedes. Aedes aegypti. MCM-S је осетљив на перметрин, док је PMD-R много мање осетљив на њега, са стопом отпорности од 8,41. У поређењу са осетљивошћу MCM-S, PMD-R је мање осетљив на перметрин, али осетљивији на EO, што пружа основу за даља истраживања усмерена на повећање ефикасности перметрина комбиновањем са EO. Синергистички биолошки тест заснован на комбинацији за ефекте на одрасле јединке показао је да бинарне смеше EO и перметрина смањују или повећавају морталитет одраслих Aedes. Aedes aegypti. Додавање уља C. verum благо је смањило LD50 перметрина у односу на MCM-S, али је благо повећало LD50 у односу на PMD-R са SR вредностима од 1,05 и 0,96, респективно. Ово указује да уље C. verum нема синергистички или антагонистички ефекат на перметрин када се тестира на MCM-S и PMD-R. Насупрот томе, уља C. rotundus и A. galanga показала су значајан синергистички ефекат значајним смањењем LD50 вредности перметрина на MCM-S или PMD-R. Када је перметрин комбинован са EO из C. rotundus и A. galanga, вредности SR смеше EO-перметрин за MCM-S биле су 6,28 и 4,00, респективно. Поред тога, када је перметрин процењен у односу на PMD-R у комбинацији са C. rotundus (SR = 8,81) или A. galanga (SR = 1233,33), вредности SR су се значајно повећале. Вреди напоменути да су и C. rotundus и A. galanga значајно повећали токсичност перметрина против PMD-R Ae. aegypti. Слично томе, утврђено је да PBO повећава токсичност перметрина са вредностима SR од 1,69 и 5,69 за сојеве MCM-S и PMD-R, респективно. Пошто су C. rotundus и A. galanga имали највише вредности SR, сматрани су најбољим синергистима у повећању токсичности перметрина на MCM-S и PMD-R, респективно.
Неколико претходних студија је известило о синергијском ефекту комбинација синтетичких инсектицида и биљних екстраката против различитих врста комараца. Ларвицидни биолошки тест против Anopheles Stephensi који су проучавали Калајанасундарам и Дас [65] показао је да је фентион, органофосфат широког спектра, повезан са Cleodendron inerme, Pedalium murax и Parthenium hysterophorus. Примећена је значајна синергија између екстраката са синергијским ефектом (SF) од 1,31, 1,38, 1,40, 1,48, 1,61 и 2,23, респективно. У ларвицидном скринингу 15 врста мангрова, утврђено је да је екстракт петролеј етра из корена мангрова најефикаснији против Culex quinquefasciatus са LC50 вредношћу од 25,7 мг/Л [66]. Синергистички ефекат овог екстракта и ботаничког инсектицида пиретрума такође је пријављен да смањује LC50 пиретрума против ларви C. quinquefasciatus са 0,132 мг/Л на 0,107 мг/Л, поред тога, у овој студији је коришћен SF прорачун од 1,23. 34,35,44]. Процењена је комбинована ефикасност екстракта корена Solanum citron и неколико синтетичких инсектицида (нпр. фентион, циперметрин (синтетички пиретроид) и тиметфос (органофосфорни ларвицид)) против комараца Anopheles. Stephensi [54] и C. quinquefasciatus [34]. Комбинована употреба циперметрина и екстракта петролеј етра жутог плода показала је синергистички ефекат на циперметрин у свим односима. Најефикаснији однос био је бинарна комбинација 1:1 са LC50 и SF вредностима од 0,0054 ppm и 6,83, респективно, у односу на An. Стивен Вест [54]. Док је бинарна смеша S. xanthocarpum и темефоса у односу 1:1 била антагонистичка (SF = 0,6406), комбинација S. xanthocarpum-фентион (1:1) показала је синергистичку активност против C. quinquefasciatus са SF од 1,3125 [34]]. Тонг и Бломквист [35] проучавали су ефекте биљног етилен оксида на токсичност карбарила (карбамата широког спектра) и перметрина за комарце Aedes. Aedes aegypti. Резултати су показали да етилен оксид из агара, црног бибера, клеке, смиља, сандаловине и сусама повећава токсичност карбарила за комарце Aedes. Вредности SR за ларве Aegypti варирају од 1,0 до 7,0. Насупрот томе, ниједан од ЕО није био токсичан за одрасле комарце Aedes. У овој фази нису пријављени синергијски ефекти за комбинацију Aedes aegypti и ЕО-карбарила. PBO је коришћен као позитивна контрола за појачавање токсичности карбарила против комараца Aedes. SR вредности ларви и одраслих Aedes aegypti су 4,9-9,5 и 2,3, респективно. Само бинарне смеше перметрина и ЕО или PBO су тестиране на ларвицидну активност. Смеша ЕО-перметрин имала је антагонистички ефекат, док је смеша ПБО-перметрин имала синергистички ефекат против комараца Aedes. Ларве Aedes aegypti. Међутим, експерименти одговора на дозу и SR евалуација за смеше ПБО-перметрин још увек нису спроведени. Иако је постигнуто мало резултата у вези са синергијским ефектима фитосинтетских комбинација против вектора комараца, ови подаци подржавају постојеће резултате, који отварају могућност додавања синергиста не само да би се смањила примењена доза, већ и да би се повећао ефекат убијања. Ефикасност инсеката. Поред тога, резултати ове студије су први пут показали да уља C. rotundus и A. galanga синергистички показују значајно већу ефикасност против сојева комараца Aedes осетљивих на пиретроиде и отпорних на пиретроиде у поређењу са ПБО када се комбинују са токсичношћу перметрина. Aedes aegypti. Међутим, неочекивани резултати синергистичке анализе показали су да уље C. verum има највећу антиадултну активност против оба соја Aedes. Изненађујуће, токсични ефекат перметрина на Aedes aegypti био је незадовољавајући. Варијације у токсичним ефектима и синергијским ефектима могу бити делимично последица изложености различитим врстама и нивоима биоактивних компоненти у овим уљима.
Упркос напорима да се разуме како побољшати ефикасност, синергијски механизми остају нејасни. Могући разлози за различиту ефикасност и синергијски потенцијал могу укључивати разлике у хемијском саставу тестираних производа и разлике у осетљивости на комарце повезане са статусом и развојем отпорности. Постоје разлике између главних и споредних компоненти етилен оксида тестираних у овој студији, а показало се да нека од ових једињења имају репелентне и токсичне ефекте против разних штеточина и вектора болести [61,62,64,67,68]. Међутим, главна једињења окарактерисана у уљима C. rotundus, A. galanga и C. verum, као што су циперн, β-бисаболен и цинамалдехид, нису тестирана у овом раду на њихову анти-одраслу и синергистичку активност против Ae, респективно, Aedes aegypti. Стога су потребна будућа истраживања како би се изоловали активни састојци присутни у сваком есенцијалном уљу и разјаснила њихова инсектицидна ефикасност и синергијске интеракције против овог вектора комараца. Генерално, инсектицидна активност зависи од дејства и реакције између отрова и ткива инсеката, што се може поједноставити и поделити у три фазе: продирање у кожу тела инсекта и мембране циљних органа, активација (= интеракција са циљем) и детоксикација токсичних супстанци [57, 69]. Стога, синергизам инсектицида који резултира повећаном ефикасношћу комбинација токсичних супстанци захтева барем једну од ових категорија, као што су повећана пенетрација, већа активација акумулираних једињења или мање смањена детоксикација активног састојка пестицида. На пример, енергетска толеранција одлаже продирање кутикуле кроз задебљану кутикулу и биохемијску отпорност, као што је побољшани метаболизам инсектицида примећен код неких резистентних сојева инсеката [70, 71]. Значајна ефикасност ЕО у повећању токсичности перметрина, посебно против ПМД-Р, може указивати на решење проблема отпорности на инсектициде интеракцијом са механизмима отпорности [57, 69, 70, 71]. Тонг и Бломквист [35] су подржали резултате ове студије демонстрирајући синергистичку интеракцију између ЕО и синтетичких пестицида. aegypti, постоје докази о инхибиторној активности против детоксикационих ензима, укључујући цитохром П450 монооксигеназе и карбоксилестеразе, које су уско повезане са развојем резистенције на традиционалне пестициде. За ПБО се не каже да је само метаболички инхибитор цитохром П450 монооксигеназе, већ и побољшава пенетрацију инсектицида, што је показано његовом употребом као позитивне контроле у синергистичким студијама [35, 72]. Занимљиво је да је 1,8-цинеол, једна од важних компоненти које се налазе у уљу галангала, познат по својим токсичним ефектима на врсте инсеката [22, 63, 73] и објављено је да има синергијске ефекте у неколико области истраживања биолошке активности [74]. ,75,76,77]. Поред тога, 1,8-цинеол у комбинацији са различитим лековима, укључујући куркумин [78], 5-флуороурацил [79], мефенаминску киселину [80] и зидовудин [81] такође има ефекат подстицања пермеације ин витро. Дакле, могућа улога 1,8-цинеола у синергијском инсектицидном дејству није само као активног састојка већ и као појачивача пенетрације. Због већег синергизма са перметрином, посебно против PMD-R, синергијски ефекти уља галангала и уља трихозантеса примећени у овој студији могу бити резултат интеракција са механизмима отпорности, тј. повећане пропустљивости за хлор. Пиретроиди повећавају активацију акумулираних једињења и инхибирају детоксикујуће ензиме као што су цитохром П450 монооксигеназе и карбоксилестеразе. Међутим, ови аспекти захтевају даља истраживања како би се разјаснила специфична улога ЕО и његових изолованих једињења (самостално или у комбинацији) у синергијским механизмима.
Године 1977, пријављени су повећани нивои отпорности на перметрин у главним популацијама вектора у Тајланду, а током наредних деценија, употреба перметрина је углавном замењена другим пиретроидним хемикалијама, посебно онима које је заменио делтаметрин [82]. Међутим, отпорност вектора на делтаметрин и друге класе инсектицида је изузетно честа широм земље због прекомерне и упорне употребе [14, 17, 83, 84, 85, 86]. Да би се изборио са овим проблемом, препоручује се ротација или поновна употреба одбачених пестицида који су раније били ефикасни и мање токсични за сисаре, као што је перметрин. Тренутно, иако је употреба перметрина смањена у недавним националним владиним програмима сузбијања комараца, отпорност на перметрин се и даље може наћи у популацијама комараца. То може бити због излагања комараца комерцијалним производима за сузбијање штеточина у домаћинству, који се углавном састоје од перметрина и других пиретроида [14, 17]. Стога, успешна поновна намена перметрина захтева развој и имплементацију стратегија за смањење отпорности вектора. Иако ниједно од етеричних уља тестираних појединачно у овој студији није било толико ефикасно као перметрин, заједнички рад са перметрином резултирао је импресивним синергијским ефектима. Ово је обећавајући показатељ да интеракција ЕО са механизмима отпорности резултира тиме да је комбинација перметрина са ЕО ефикаснија од самог инсектицида или ЕО, посебно против PMD-R Ae. Aedes aegypti. Предности синергистичких смеша у повећању ефикасности, упркос употреби нижих доза за сузбијање вектора, могу довести до побољшаног управљања отпорношћу и смањења трошкова [33, 87]. Из ових резултата, задовољство је приметити да су ЕО A. galanga и C. rotundus били значајно ефикаснији од PBO у синергистичкој токсичности перметрина и код MCM-S и код PMD-R сојева и представљају потенцијалну алтернативу традиционалним ергогеним помагалима.
Одабрани ЕО имали су значајне синергистичке ефекте у повећању токсичности за одрасле особе против PMD-R Ae. aegypti, посебно уље галангала, које има SR вредност до 1233,33, што указује да ЕО има широк потенцијал као синергиста у побољшању ефикасности перметрина. Ово може стимулисати употребу новог активног природног производа, што би заједно могло повећати употребу високо ефикасних производа за сузбијање комараца. Такође открива потенцијал етилен оксида као алтернативног синергиста за ефикасно побољшање старијих или традиционалних инсектицида како би се решили постојећи проблеми отпорности у популацијама комараца. Коришћење лако доступних биљака у програмима сузбијања комараца не само да смањује зависност од увозних и скупих материјала, већ и стимулише локалне напоре за јачање система јавног здравља.
Ови резултати јасно показују значајан синергистички ефекат који производи комбинација етилен оксида и перметрина. Резултати истичу потенцијал етилен оксида као биљног синергиста у сузбијању комараца, повећавајући ефикасност перметрина против комараца, посебно у отпорним популацијама. Будући развој и истраживања захтеваће синергистичку биоанализу уља галангала и алпиније и њихових изолованих једињења, комбинације инсектицида природног или синтетичког порекла против више врста и стадијума комараца, и тестирање токсичности против организама који нису циљани. Практична употреба етилен оксида као одрживог алтернативног синергиста.
Светска здравствена организација. Глобална стратегија за превенцију и контролу денге 2012–2020. Женева: Светска здравствена организација, 2012.
Веавер СЦ, Цоста Ф., Гарциа-Бланцо МА, Ко АИ, Рибеиро ГС, Сааде Г., ет ал. Зика вирус: историјат, појава, биологија и изгледи за контролу. Антивирусна истраживања. 2016;130:69–80.
Светска здравствена организација. Информативни лист о денга грозници. 2016. http://www.searo.who.int/entity/vector_borne_tropical_diseases/data/data_factsheet/en/. Датум приступа: 20. јануар 2017.
Одељење за јавно здравље. Тренутни статус случајева денга грознице и хеморагичне денга грознице у Тајланду. 2016. http://www.m-society.go.th/article_attach/13996/17856.pdf. Датум приступа: 6. јануар 2017.
Оои ЕЕ, Гох ЦТ, Габлер ДЈ. 35 година превенције денге и контроле вектора у Сингапуру. Изненадна заразна болест. 2006;12:887–93.
Морисон АЦ, Зиелински-Гутијерез Е, Скот ТВ, Розенберг Р. Идентификовање изазова и предлагање решења за контролу вирусних вектора Aedes aegypti. PLOS Medicine. 2008;5:362–6.
Центри за контролу и превенцију болести. Денга грозница, ентомологија и екологија. 2016. http://www.cdc.gov/dengue/entomologyecology/. Датум приступа: 6. јануар 2017.
Охимаин ЕИ, Ангаје ТКН, Баси СЕ Поређење ларвицидне активности лишћа, коре, стабљика и корена Јатропа цуркас (Еуфорбиацеае) против вектора маларије Анопхелес гамбие. СЗБР. 2014;3:29-32.
Солеимани-Ахмади М, Ватандуст Х, Зарех М. Карактеристике станишта ларви Anopheles у подручјима захваћеним маларијом у оквиру програма искорењивања маларије у југоисточном Ирану. Asia Pacific J Trop Biomed. 2014;4(Suppl 1):S73–80.
Белини Р, Целер Х, Ван Бортел В. Преглед приступа контроли вектора, превенцији и контроли епидемија вируса Западног Нила и изазови са којима се суочава Европа. Паразити вектор. 2014;7:323.
Мутусами Р., Шивакумар МС Селекција и молекуларни механизми резистенције на циперметрин код црвених гусеница (Amsacta albistriga Walker). Биохемијска физиологија штеточина. 2014;117:54–61.
Рамкумар Г., Шивакумар МС Лабораторијска студија резистенције на перметрин и унакрсне резистенције Culex quinquefasciatus на друге инсектициде. Истраживачки центар Паластор. 2015;114:2553–60.
Мацунака С, Хатсон ДХ, Мерфи СД. Хемија пестицида: Људска добробит и животна средина, том 3: Механизам деловања, метаболизам и токсикологија. Њујорк: Pergamon Press, 1983.
Чареонвиријафап Т, Бангс МЈ, Сувонкерт В, Конгми М, Корбел АВ, Нгоен-Клан Р. Преглед отпорности на инсектициде и избегавања понашања вектора људских болести у Тајланду. Вектор паразита. 2013;6:280.
Чареонвиријафап Т, Аум-Аунг Б, Ратанатам С. Тренутни обрасци отпорности на инсектициде међу комарцима векторима у Тајланду. Југоисточна Азија J Trop Med Јавно здравље. 1999;30:184-94.
Чареонвиријафап Т, Бангс МЈ, Ратанатам С. Статус маларије у Тајланду. Југоисточна Азија J Trop Med Јавно здравље. 2000;31:225–37.
Плернсуб С, Саингамсук Ј, Јанола Ј, Лумјуан Н, Типпаванкосол П, Волтон С, Сомбун П. Временска учесталост мутација отпорности на обарање F1534C и V1016G код комараца Aedes aegypti у Чијанг Мају, Тајланд, и утицај мутација на ефикасност термалних спрејева за маглу који садрже пиретроиде. Aktatrop. 2016;162:125–32.
Вонтас Ј, Киоулос Е, Павлиди Н, Мору Е, Делла Торре А, Рансон Х. Резистенција на инсектициде у главним векторима денга грознице Аедес албопицтус и Аедес аегипти. Биохемијска физиологија штеточина. 2012;104:126–31.
Време објаве: 08.07.2024.