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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