Ecotoxicologia dos Defensivos Agrícolas e

Saúde Ocupacional

Agronomia 50 Período

Professor: Bruno Silva Pires

INSETICIDAS: ESTRUTURA QUÍMICA E

MECANISMO DE AÇÃO

Três classes:

• Inseticidas Neurotóxicos;

• Inseticidas reguladores de crescimento;

• Inseticidas que afetam o metabolismo de energia;

A) INSETICIDAS NEUROTÓXICOS

Constituem a classe mais antiga, mais abundante e

utilizada de inseticidas organo-sintéticos.

1) Organoclorados

2) Primeiros inseticidas organo-sintéticos a serem

utilizados;

São compostos hidrocarbonetos contendo átomos de

cloro;

Três subgrupos de inseticidas organoclorados:

Difenil alifáticos (DDT e análogos);

Hexacloro cicloexano (HCH);

Ciclodienos (aldrin, heptacloro, endossulfan, etc.);

Endossulfan - (único ainda no mercado);

Características

Os ciclodienos apareceram nas décadas de 40 e 50

(controle de insetos de solo);

Ex.: Aldrin; Heptacloro e Dieldrin.

Excelentes propriedades inseticidas, os ciclodienos são

bastante tóxicos a organismos não alvo, incluindo seres

humanos e altamente persistentes no ambiente;

No Brasil, o endossulfan (Thiodan) é ainda

registrado para uso em cafezais;

Razões:

É menos persistente que outros ciclodienos;

Os resíduos permanecem nos frutos por ocasião da

colheita;

Aparecem em quantidades toleráveis;

Nenhum outro inseticida tem relação

custo/benefício melhor que aquela do endossulfan,

para o controle da referida praga;

Mecanismos de Ação

Os ciclodienos atuam no transporte de íons Cl - através

das membranas das células nervosas;

Nessas, existem "canais" de Cl- mediados pelo ácido -

aminobutírico (GABA).

GABA atua como um calmante natural da atividade

nervosa;

Os ciclodienos agem impedindo o efeito calmante do

GABA (sintomas de hiperexcitação nervosa, seguida de

tremores, convulsões, prostração e morte);

2) Organfosforados (Ops)

São compostos derivados do ácido fosfórico ou de seus

análogos, como ácido fosfônico, tiofosfato e ditiofosfórico;

Os primeiros Ops foram sintetizados na década de 40, na

Alemanha;

Nas décadas posteriores, um número muito grande de Ops

foi introduzido no mercado;

Alguns dos quais até hoje são muito utilizados no Brasil:

(Malatol), paration metílico (Folidol), metamidofós

(Tamaron), dissulfoton (Solvirex), clorpirifós (Lorsban)

etc.

Características

Os Organfosforados pertence a classe dos compostos

extremamente tóxicos;

São mais estáveis que os organoclorados e portanto pouco

persistentes na ambiente e no corpo animal;

Eles substituíram estes últimos e ainda são muito utilizados

na agricultura.

Os Ops são sistêmicos;

São potentes inibidores da enzima acetilcolinesterase

(mediadora da transmissão intercelular (sináptica) de impulsos

nervosos);

Mecanismo de Ação

Os Ops reagem com o grupo hidroxila do aminoácido

serina, presente no centro ativo da acetilcolinesterase (Forte

ligação covalente entre o inseticida e a enzima);

Neutralização da acetilcolinesterase tornando esta

incapacitada de exercer o seu papel normal no organismo do

inseto ou mamífero (não ocorre degradação da acetilcolina);

O acúmulo de acetilcolina na sinápse resulta na formação

de impulsos repetitivos, causando hiperexcitação nervosa e

consequentemente sintomas de intoxicação.

3) Carbamatos

Compostos derivados do ácido carbâmico;

Os primeiros carbamatos foram sintetizados no final da

década de 50 (planta na África);

O primeiro carbamato bem sucedido foi o carbaril

(Sevin);

Posteriormente, foram introduzidos outros carbamatos,

como o metomil (Lanate), carbofuran (Furadan),

aldicarbe (Temik), tiodicarbe (Semevin) etc.,

Características

Alguns carbamatos são altamente tóxicos a mamíferos. Ex.:

aldicarbe (Temik), cuja DL50 = 0,9 mg do ingrediente ativo

por kg de peso corpóreo;

Os carbamatos são pouco persistente no ambiente e

apresentam um largo espectro de ação contra insetos e pragas;

Aqueles muito tóxicos a mamíferos, são comercializados

apenas em formulação granulada para aplicação no solo

(maior segurança para os aplicadores);

Mecanismo de Ação

Também são inibidores da enzima acetilcolinesterase;

Sintomas de intoxicação semelhantes ao dos Ops

(tremores, contração involuntária de músculos

voluntários, dores de cabeça, convulsões, etc);

A enzima inibida por um carbamato é reativada num

espaço de tempo relativamente curto (minutos), o que os

torna relativamente mais seguro em relação aos OPs.

4) Piretróides

Os inseticidas piretróides são compostos sintéticos análogos às

piretrinas naturais (encontradas em flores de várias espécies de

crisântemo);

Pós secos obtidos dessas flores foram bastante comercializados

no século XIX e no início do século XX, para uso como inseticidas;

As piretrinas naturais revelaram-se altamente tóxicas a insetos e

pouco tóxicas ao homem;

O primeiro piretróide sintético surgiu em 1949, mas o sucesso

agrícola dos piretróides começou na década de 70; Ex.:fenvalerate

(Ambush), a deltametrina (Decis), etc.

Características

São ésteres do ácido crisantêmico;

Eles são classificados em tipo I ou II;

Seus sintomas se desenvolvem rapidamente e, no caso de

piretróides tipo I, incluem hipersensibilidade e convulsões em

insetos, e tremores generalizados em mamíferos.

Piretróides tipo II causam, predominantemente, ataxia e falta

de coordenação em insetos, enquanto em mamíferos provocam

movimentos tortuosos e salivação.

Mecanismo de Ação

Os piretróides interagem com os canais de Na+ na

membrana axônica, retardando o seu fechamento após a

formação do impulso nervoso;

A diferença entre os dois tipos de piretróides é meramente

quantitativa;

Piretróide do tipo I retardam a fechamento dos canais de

Na+ em frações de segundo (tempo suficiente para que a

entrada adicional de Na+);

Desencadear um novo impulso, com conseqüente formação

de múltiplos impulsos expontâneos, tanto em nervos

periféricos como no sistema nervoso central (SNC).

Os piretróides tipo II retardam o fechamento dos canais de

Na+ em minutos;

Como resultado, o influxo de Na+ é tão grande que a

membrana fica despolarizada (perda na capacidade de

transmitir impulsos nervosos);

Os piretróides causam também um aumento na liberação de

neurotransmissores pelas terminações nervosas;

Alta toxidade a insetos - Utilização em quantidades muito

menores (em termos de ingrediente ativo por hectare);

Isso torna os piretróides, relativamente mais seguros,

apesar de alguns serem bastante tóxicos a mamíferos;

Muitos piretróides são bastante tóxicos a aves e peixes;

Compostos com amplo espectro de ação inseticida,

afetando tanto insetos pragas como insetos benéficos;

5) Nicotinóides

Representam uma classe bastante recente de inseticidas;

Também desenvolvidos com base na estrutura química das

piretrinas naturais;

Os nicotinóides são compostos sintéticos, análogos à

nicotina;

Alcalóide natural, presente em folhas de fumo;

Utilizado como inseticida desde meados do século XVIII;

Excelente atividade de contato contra insetos;

Espectro de ação da nicotina contra insetos praga, em doses

convencionais, é restrito;

Altamente tóxicos a insetos e relativamente pouco tóxicos a

mamíferos;

O primeiro nicotinóide, o imidacloprid (Confidor), foi

introduzido na Europa e no Japão em 1990. Mais

recentemente, outro nicotinóide, o thiamethoxam (Actara),

foi introduzido no Brasil;

Tanto a nicotina como os nicotinóides mimetizam a ação da

acetilcolina (principal neurotransmissor do sistema nervoso

central dos insetos);

Tanto a nicotina como os nicotinóides conseguem se ligar

ao receptor da acetilcolina e promover a abertura dos canais de

Na+;

Esses compostos não são degradados pela

acetilcolinesterase;

A sua presença nas sinápses resulta em hiperexcitação,

convulsões, paralisia e morte do inseto;

A baixa toxicidade dos atuais nicotinóides a

mamíferos é atribuída a diferenças nos receptores da

acetilcolina em insetos e mamíferos.

6) Avermectinas

Constituem-se num grupo de inseticidas relacionados a

lactonas macrocíclicas isoladas de produtos de fermentação do

actinomiceto Streptomyces avermitilis;

Muitas lactonas macrocíclicas são produzidas durante a

fermentação (avermectinas B1a e B1b revelaram-se

inseticidas);

O inseticida abamectina (Vertimec), introduzido na

década de 80, consiste de uma mistura dessas duas

avermectinas;

Modificações na estrutura química das avermectinas

produtos semi-sintéticos: emamectina e a ivermectina, este

último (Ivomec) - utilizado atualmente, como helminticida,

no tratamento de animais.

Características

As avermectinas têm propriedades inseticidas, acaricidas e

helminticidas;

Na agricultura, as avermectinas, tem sido mais indicado no

controle de ácaros;

Toxicidade à mamíferos é bastante elevada;

Alta atividade acaricida (pequenas quantidades de i. a./ha

são requeridas);

Conseqüência: menor exposição das aplicadores e menor

quantidade de resíduos em produtos agrícolas;

Mecanismo de Ação

A ação das avermectinas é similar ao -aminobutírico

(GABA);

Atuam como calmantes da atividade nervosa, promovendo

um influxo de íons Cl-, resultando na inibição da transmissão

de impulsos nervosos.

7) Fenilpirazóis

Fipronil DL50 = 97; (Regent) é o único representante

desse grupo de inseticidas;

Introduzido no mercado na década de 90;

No Brasil utilizado para o controle da pragas de solo,

especialmente cupins;

Mecanismos de ação

A exemplo dos ciclodienos, o fipronil interage com os

canais de Cl mediados pelo GABA, antagonizando os

efeitos calmantes do mesmo;

O fipronil não se liga ao receptor do GABA na membrana,

mas sim diretamente nos canais de Cl;

A passagem de Cl é impedida pela presença de fipronil;

Dessa forma, ainda que o GABA se ligue ao seu receptor e

promova a abertura dos canais de Cl, o seu efeito inibidor

da atividade nervosa não se manifesta;

Como conseqüência, os insetos tratados mostram

hiperexcitação, convulsões e morte;

O fipronil é relativamente tóxico à mamíferos, porém,

menos persistente que os ciclodienos;

A descoberta de outros fenilpirazóis, menos tóxicos a

mamíferos é uma interessante possibilidade.

8 - Spinosinas

As spinosinas representam o grupo mais recente de

inseticidas. O único representante desse grupo é o spinosad

(Naturalyte), que é um produto de fermentação do

actinomiceto Sacharopolysfora spinosa, um microorganismo

de solo.

Trata-se de um composto com estrutura molecular e

mecanismo de ação diferentes de outros inseticidas

neurotóxicos, tendo sido introduzido para uso na cultura do

algodoeiro nos EUA em 1997.

Spinosad é uma mistura de dois compostos homólogos,

spinosinas A e D. Ele é eficiente contra um grande número de

lagartas Lepidópteras, sendo usado em termos de ingrediente

ativo por hectare, em quantidades muito pequenas.

As spinosinas agem bloqueando a transmissão sináptica

de impulsos nervosos.

9) Rianóides

Rianóides são compostos naturais encontrados em plantas de

Rynia speciosa;

Há relatos do uso de extratos aquosos dessas plantas desde

meados do século XX;

Os extratos contém vários compostos relacionados, mas a

rianodina revelou-se o mais tóxico a insetos;

Sua toxicidade a mamíferos é relativamente baixa;

A rianodina induz a concentração de um excesso de Ca+ junto

as fibras musculares, provocando paralisia em insetos e

vertebrados, resultante de contração muscular prolongada;

10) Amidinas

Utilizados como inseticidas ou acaricidas;

O clordimeforme foi o primeiro composto desse grupo

(problemas potenciais de carcinogênese, seu uso foi

proibido);

Principal inseticida desse grupo é o amitraz;

Mecanismo de ação

Mimetizam a ação do neurotransmissor octopamina (regulador

da atividade nervosa do S.N.C. agindo em tecidos

periféricos);

A octopamina liga-se a um receptor nos tecidos nervosos,

provocando aumento nos níveis de um segundo

neurotransmissor, o monofosfato de adenosina, que

promove a excitação neuronial;

As amidinas causam uma estimulação excessiva nas sinápses

onde a octopamina atua, resultando em tremores,

convulsões e alteração comportamental (vôo contínuo) em

insetos adultos;

Causa anorexia em insetos e afetam a reprodução;

Ex.: Amiraz

11) Nereistoxina e cartap

Composto que foi originalmente isolado de um anelídeo

marinho (Lumbriconereis heteropoda) em 1934, após a

observação de que insetos alimentando-se de espécimes

mortos desse anelídeo ficavam paralisados;

Mecanismo de ação

Bloqueio da transmissão de impulsos nervosos;

O bloqueio é relacionado à interação desses compostos com

os receptores da ecetilcolina na membrana pós-sináptica;

Eles se ligam a esses receptores, porém, não promovem a

abertura dos canais de Na+; Impedem a acetilcolina de exercer

o seu papel (interrupção na transmissão de impulsos e

consequentemente sintomas de paralisia nos insetos);.