В предишен проект, тестващ местни предприятия за преработка на храни за комари в Тайланд, беше установено, че етеричните масла (EO) от Cyperus rotundus, галангал и канела имат добра антикомарна активност срещу Aedes aegypti.В опит да се намали използването на традиционнитеинсектицидии подобряване на контрола на резистентните популации от комари, това проучване имаше за цел да идентифицира потенциалния синергизъм между адултицидните ефекти на етиленовия оксид и токсичността на перметрин за комарите Aedes.aegypti, включително устойчиви на пиретроиди и чувствителни щамове.
Да се оцени химичният състав и убиващата активност на ЕО, извлечен от коренища на C. rotundus и A. galanga и кора на C. verum срещу чувствителния щам Muang Chiang Mai (MCM-S) и резистентния щам Pang Mai Dang (PMD-R ).) Възрастни активни Ae.Aedes aegypti.Беше извършен и биологичен тест за възрастни на сместа EO-перметрин върху тези комари Aedes, за да се разбере нейната синергична активност.щамове aegypti.
Химическата характеристика с помощта на GC-MS аналитичен метод показа, че 48 съединения са идентифицирани от ЕО на C. rotundus, A. galanga и C. verum, представляващи съответно 80,22%, 86,75% и 97,24% от общите компоненти.Циперен (14,04%), β-бизаболен (18,27%) и цинамалдехид (64,66%) са основните компоненти съответно на маслото от циперус, маслото от галангал и балсамовото масло.При биологични тестове за убиване на възрастни, C. rotundus, A. galanga и C. verum EVs са ефективни при убиването на Ae.aegypti, стойностите на MCM-S и PMD-R LD50 са съответно 10,05 и 9,57 μg/mg жени, 7,97 и 7,94 μg/mg жени и 3,30 и 3,22 μg/mg жени.Ефикасност на MCM-S и PMD-R Ae при убиване на възрастни.aegypti в тези EO е близо до пиперонил бутоксид (стойности на PBO, LD50 = 6,30 и 4,79 μg/mg жени, съответно), но не толкова изразени, колкото перметрин (стойности на LD50 = 0,44 и 3,70 ng/mg жени, съответно).Въпреки това, комбинираните биотестове откриват синергия между ЕО и перметрин.Значителен синергизъм с перметрин срещу два вида комари Aedes.Aedes aegypti беше отбелязан в EM на C. rotundus и A. galanga.Добавянето на масла от C. rotundus и A. galanga значително намалява стойностите на LD50 на перметрин върху MCM-S от 0,44 до 0,07 ng/mg и 0,11 ng/mg при женските, съответно, със стойности на коефициента на синергия (SR). съответно от 6,28 и 4,00.В допълнение, EO на C. rotundus и A. galanga също значително намаляват стойностите на LD50 на перметрин при PMD-R от 3,70 до 0,42 ng/mg и 0,003 ng/mg при женските, съответно, със стойности на SR от 8,81 и 1233.33, съответно..
Синергичен ефект на комбинация от EO-перметрин за повишаване на токсичността при възрастни срещу два щама комари Aedes.Aedes aegypti демонстрира обещаваща роля на етиленовия оксид като синергист за повишаване на ефикасността срещу комари, особено когато традиционните съединения са неефективни или неподходящи.
Комарът Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) е основният вектор на треска от денга и други инфекциозни вирусни заболявания като жълта треска, чикунгуня и вирус Зика, представляващи огромна и постоянна заплаха за хората [1, 2]..Вирусът на денга е най-сериозната патогенна хеморагична треска, засягаща хората, с приблизително 5-100 милиона случая, възникващи годишно и повече от 2,5 милиарда души по света са изложени на риск [3].Избухванията на това инфекциозно заболяване поставят огромно бреме върху населението, здравните системи и икономиките на повечето тропически страни [1].Според тайландското министерство на здравеопазването през 2015 г. в цялата страна е имало 142 925 случая на треска от денга и 141 смъртни случая, повече от три пъти повече от броя на случаите и смъртните случаи през 2014 г. [4].Въпреки историческите доказателства, треската от денга е унищожена или значително намалена от комара Aedes.След борбата с Aedes aegypti [5] нивата на заразяване се увеличиха драстично и болестта се разпространи по целия свят, отчасти поради десетилетия на глобално затопляне.Елиминиране и контрол на Ae.Aedes aegypti е сравнително труден, тъй като е домашен вектор на комар, който се чифтосва, храни, почива и снася яйца в и около човешкото жилище през деня.В допълнение, този комар има способността да се адаптира към промените в околната среда или смущенията, причинени от природни събития (като суша) или човешки мерки за контрол, и може да се върне към първоначалния си брой [6, 7].Тъй като ваксините срещу треска от денга са одобрени едва наскоро и няма специфично лечение за треска от денга, предотвратяването и намаляването на риска от предаване на денга зависи изцяло от контролирането на векторите на комарите и елиминирането на човешкия контакт с векторите.
По-специално, използването на химикали за контрол на комарите сега играе важна роля в общественото здраве като важен компонент на цялостното интегрирано управление на векторите.Най-популярните химични методи включват използването на нискотоксични инсектициди, които действат срещу ларви на комари (ларвициди) и възрастни комари (адидоциди).Контролът на ларвите чрез намаляване на източника и редовна употреба на химически ларвициди като органофосфати и регулатори на растежа на насекомите се счита за важен.Въпреки това неблагоприятните въздействия върху околната среда, свързани със синтетичните пестициди и тяхната трудоемка и сложна поддръжка, остават основен проблем [8, 9].Традиционният активен векторен контрол, като контрола на възрастни, остава най-ефективното средство за контрол по време на вирусни огнища, тъй като може да изкорени векторите на инфекциозни заболявания бързо и в голям мащаб, както и да намали продължителността на живота и дълголетието на местните векторни популации [3]., 10].Четири класа химически инсектициди: органохлори (наричани само DDT), органофосфати, карбамати и пиретроиди формират основата на програмите за контрол на векторите, като пиретроидите се считат за най-успешния клас.Те са силно ефективни срещу различни членестоноги и имат ниска ефективност.токсичност за бозайници.Понастоящем синтетичните пиретроиди съставляват по-голямата част от търговските пестициди, което представлява около 25% от световния пазар на пестициди [11, 12].Перметрин и делтаметрин са широкоспектърни пиретроидни инсектициди, които се използват в световен мащаб от десетилетия за контрол на различни вредители от селскостопанско и медицинско значение [13, 14].През 50-те години на миналия век ДДТ е избран като предпочитан химикал за тайландската национална програма за контрол на комарите в общественото здравеопазване.След широкото използване на ДДТ в ендемични за малария райони, Тайланд постепенно прекрати употребата на ДДТ между 1995 и 2000 г. и го замени с два пиретроида: перметрин и делтаметрин [15, 16].Тези пиретроидни инсектициди бяха въведени в началото на 90-те години на миналия век за контрол на малария и треска от денга, предимно чрез третиране с мрежи за легло и използване на термични мъгли и спрейове с ултраниска токсичност [14, 17].Те обаче са загубили ефективност поради силна устойчивост срещу комари и липса на обществено спазване поради опасения за общественото здраве и въздействието върху околната среда на синтетичните химикали.Това поставя значителни предизвикателства пред успеха на програмите за контрол на вектора на заплаха [14, 18, 19].За да бъде стратегията по-ефективна, са необходими навременни и подходящи контрамерки.Препоръчителните процедури за управление включват заместване на естествени вещества, ротация на химикали от различни класове, добавяне на синергисти и смесване на химикали или едновременно прилагане на химикали от различни класове [14, 20, 21].Следователно има спешна необходимост да се намери и разработи екологична, удобна и ефективна алтернатива и синергист и това проучване има за цел да отговори на тази нужда.
Естествено получените инсектициди, особено тези, базирани на растителни компоненти, са показали потенциал при оценката на настоящи и бъдещи алтернативи за контрол на комарите [22, 23, 24].Няколко проучвания показват, че е възможно да се контролират важни вектори на комари чрез използване на растителни продукти, особено етерични масла (EO), като убийци на възрастни.Адултицидни свойства срещу някои важни видове комари са открити в много растителни масла като целина, кимион, цедоария, анасон, пипер, мащерка, 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].Сега етиленовият оксид се използва не само самостоятелно, но и в комбинация с екстрахирани растителни субстанции или съществуващи синтетични пестициди, предизвиквайки различна степен на токсичност.Комбинации от традиционни инсектициди като органофосфати, карбамати и пиретроиди с етиленов оксид/растителни екстракти действат синергично или антагонистично в техните токсични ефекти и е доказано, че са ефективни срещу вектори на болести и вредители [31,32,33,34,35].Въпреки това, повечето проучвания за синергичните токсични ефекти на комбинации от фитохимикали със или без синтетични химикали са проведени върху селскостопански насекоми вектори и вредители, а не върху комари с медицинско значение.Освен това, по-голямата част от работата върху синергичните ефекти на растително-синтетичните инсектицидни комбинации срещу вектори на комари се фокусира върху ларвицидния ефект.
В предишно проучване, проведено от авторите като част от текущ изследователски проект за скрининг на интимициди от местни хранителни растения в Тайланд, беше установено, че етилен оксидите от Cyperus rotundus, галангал и канела имат потенциална активност срещу възрастни Aedes.Египет [36].Следователно, това проучване имаше за цел да оцени ефективността на ЕО, изолирани от тези лечебни растения, срещу комари Aedes.aegypti, включително устойчиви на пиретроиди и чувствителни щамове.Синергичният ефект на бинарни смеси от етиленов оксид и синтетични пиретроиди с добра ефикасност при възрастни също е анализиран, за да се намали употребата на традиционни инсектициди и да се увеличи резистентността към вектори на комари, особено срещу Aedes.Aedes aegypti.Тази статия докладва химическата характеристика на ефективните етерични масла и техния потенциал да засилят токсичността на синтетичния перметрин срещу комарите Aedes.aegypti в чувствителни към пиретроиди щамове (MCM-S) и резистентни щамове (PMD-R).
Коренищата на C. rotundus и A. galanga и кората на C. verum (фиг. 1), използвани за извличане на етерично масло, са закупени от доставчици на билкови лекарства в провинция Чианг Май, Тайланд.Научната идентификация на тези растения е постигната чрез консултация с г-н Джеймс Франклин Максуел, ботаник по хербариум, Департамент по биология, Колеж по наука, Университет Чианг Май (CMU), провинция Чианг Май, Тайланд, и учен Уанари Чароенсап;в Катедрата по фармация, Колежа по фармация, Университета Карнеги Мелън, екземплярите от г-жа Ваучер от всяко растение се съхраняват в Катедрата по паразитология в Медицинския факултет на университета Карнеги Мелън за бъдеща употреба.
Растителните проби се сушат на сянка поотделно в продължение на 3–5 дни в открито пространство с активна вентилация и температура на околната среда от приблизително 30 ± 5 °C, за да се премахне съдържанието на влага преди екстракцията на естествени етерични масла (EO).Общо 250 g от всеки сух растителен материал се смила механично на груб прах и се използва за изолиране на етерични масла (EO) чрез парна дестилация.Дестилационният апарат се състоеше от електрически нагревателен кожух, 3000 ml облодънна колба, екстракционна колона, кондензатор и устройство Cool ace (Eyela Cool Ace CA-1112 CE, Tokyo Rikakikai Co. Ltd., Токио, Япония) .Добавете 1600 ml дестилирана вода и 10-15 стъклени перли към колбата и след това я загрейте до приблизително 100°C с помощта на електрически нагревател за най-малко 3 часа, докато дестилацията приключи и спре да се произвежда повече EO.EO слоят се отделя от водната фаза с помощта на делителна фуния, изсушава се над безводен натриев сулфат (Na2SO4) и се съхранява в запечатана кафява бутилка при 4°C, докато се изследва химическият състав и активността на възрастните.
Химичният състав на етеричните масла се извършва едновременно с биоанализа за веществото за възрастни.Качественият анализ беше извършен с помощта на система GC-MS, състояща се от газов хроматограф Hewlett-Packard (Wilmington, CA, USA) 7890A, оборудван с единичен квадруполен масов селективен детектор (Agilent Technologies, Wilmington, CA, USA) и MSD 5975C (EI ).(Agilent Technologies).
Хроматографска колона – DB-5MS (30 m × ID 0,25 mm × дебелина на филма 0,25 µm).Общото време на работа на GC-MS е 20 минути.Условията за анализ са, че температурите на инжектора и трансферната линия са съответно 250 и 280 °C;температурата на пещта е настроена да се повишава от 50°C до 250°C със скорост 10°C/min, носещият газ е хелий;скорост на потока 1.0 ml/min;инжекционният обем е 0,2 µL (1/10% от обема в CH2Cl2, съотношение на разделяне 100:1);Електронна йонизираща система с йонизационна енергия от 70 eV се използва за GC-MS детекция.Диапазонът на придобиване е 50–550 единици атомна маса (amu), а скоростта на сканиране е 2,91 сканирания в секунда.Относителните проценти на компонентите се изразяват като проценти, нормализирани по площта на пика.Идентифицирането на EO съставките се основава на техния индекс на задържане (RI).RI беше изчислен с помощта на уравнението на Van den Dool и Kratz [37] за серията n-алкани (C8-C40) и сравнен с индексите на задържане от литературата [38] и библиотечните бази данни (NIST 2008 и Wiley 8NO8).Идентичността на показаните съединения, като структура и молекулна формула, беше потвърдена чрез сравнение с налични автентични проби.
Аналитични стандарти за синтетичен перметрин и пиперонил бутоксид (PBO, положителна контрола в проучвания за синергия) бяха закупени от Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA).Комплекти за тестване на възрастни на Световната здравна организация (СЗО) и диагностични дози от хартия, импрегнирана с перметрин (0,75%), бяха закупени в търговската мрежа от Центъра за контрол на векторите на СЗО в Пенанг, Малайзия.Всички други използвани химикали и реагенти са с аналитичен клас и са закупени от местни институции в провинция Чианг Май, Тайланд.
Комарите, използвани като тестови организми в биоанализа за възрастни, са свободно чифтосващи се лабораторни комари Aedes.aegypti, включително чувствителния щам Muang Chiang Mai (MCM-S) и резистентния щам Pang Mai Dang (PMD-R).Щамът MCM-S е получен от местни проби, събрани в района на Muang Chiang Mai, провинция Chiang Mai, Тайланд, и се поддържа в ентомологичната стая на Катедрата по паразитология, CMU School of Medicine от 1995 г. [39].Щамът PMD-R, за който е установено, че е устойчив на перметрин, е изолиран от полеви комари, първоначално събрани от Ban Pang Mai Dang, област Mae Tang, провинция Chiang Mai, Тайланд, и се поддържа в същия институт от 1997 г. [40]. ].Щамовете PMD-R се отглеждат под селективно налягане, за да се поддържат нива на резистентност чрез периодично излагане на 0,75% перметрин, като се използва комплектът за откриване на СЗО с някои модификации [41].Всеки щам на Ae.Aedes aegypti се колонизира индивидуално в свободна от патогени лаборатория при 25 ± 2 °C и 80 ± 10% относителна влажност и 14:10 h светъл/тъмен фотопериод.Приблизително 200 ларви се държат в пластмасови тави (33 cm дълги, 28 cm широки и 9 cm високи), пълни с чешмяна вода с плътност 150–200 ларви на тава и хранени два пъти дневно със стерилизирани кучешки бисквити.Възрастните червеи се държат във влажни клетки и се хранят непрекъснато с 10% воден разтвор на захароза и 10% разтвор на мултивитаминен сироп.Женските комари редовно смучат кръв, за да снасят яйца.Женски на възраст от два до пет дни, които не са хранени с кръв, могат да се използват непрекъснато в експериментални биологични анализи за възрастни.
Беше извършен биоанализ на доза-смъртност на EO върху възрастни женски комари Aedes.aegypti, MCM-S и PMD-R, като се използва локален метод, модифициран съгласно стандартния протокол на СЗО за изследване на чувствителността [42].EO от всяко растение се разрежда серийно с подходящ разтворител (напр. етанол или ацетон), за да се получи градуирана серия от 4-6 концентрации.След анестезия с въглероден диоксид (CO2), комарите се претеглят поотделно.След това анестезираните комари се държат неподвижни върху суха филтърна хартия върху обичайна студена плоча под стереомикроскоп, за да се предотврати повторно активиране по време на процедурата.За всяко третиране, 0.1 μl разтвор на EO се прилага към горния пронотум на женската с помощта на ръчен микродиспенсър Hamilton (700 Series Microliter™, Hamilton Company, Reno, NV, USA).Двадесет и пет женски бяха третирани с всяка концентрация, като смъртността варираше от 10% до 95% за най-малко 4 различни концентрации.Комарите, третирани с разтворител, служат като контрола.За да предотвратите замърсяване на тестовите проби, сменете филтърната хартия с нова филтърна хартия за всеки тестван ЕО.Дозите, използвани в тези биотестове, се изразяват в микрограми EO на милиграм живо женско телесно тегло.Активността на PBO при възрастни също се оценява по подобен начин на EO, като PBO се използва като положителна контрола в синергични експерименти.Третираните комари във всички групи се поставят в пластмасови чаши и им се дава 10% захароза плюс 10% мултивитаминен сироп.Всички биотестове се извършват при 25 ± 2 °C и 80 ± 10% относителна влажност и се повтарят четири пъти с контроли.Смъртността по време на 24-часовия период на отглеждане беше проверена и потвърдена от липсата на реакция на комара към механична стимулация и след това записана въз основа на средната стойност от четири повторения.Експерименталните третирания се повтарят четири пъти за всяка тестова проба, като се използват различни партиди комари.Резултатите бяха обобщени и използвани за изчисляване на процентната смъртност, която беше използвана за определяне на 24-часовата летална доза чрез пробит анализ.
Синергичният антициден ефект на ЕО и перметрин беше оценен с помощта на процедура за анализ на локална токсичност [42], както е описано по-горе.Използвайте ацетон или етанол като разтворител, за да приготвите перметрин в желаната концентрация, както и бинарна смес от EO и перметрин (EO-перметрин: перметрин, смесен с EO при концентрация LD25).Тестовите комплекти (перметрин и EO-перметрин) бяха оценени срещу MCM-S и PMD-R щамове на Ae.Aedes aegypti.На всеки от 25 женски комара са дадени четири дози перметрин, за да се тества ефективността му при убиване на възрастни, като всяко третиране се повтаря четири пъти.За да се идентифицират кандидат-ЕО синергисти, 4 до 6 дози ЕО-перметрин се прилагат на всеки от 25 женски комара, като всяко приложение се повтаря четири пъти.Третирането с PBO-перметрин (перметрин, смесен с LD25 концентрация на PBO) също служи като положителна контрола.Дозите, използвани в тези биотестове, се изразяват в нанограми тестова проба на милиграм живо женско телесно тегло.Бяха проведени четири експериментални оценки за всеки щам комари върху индивидуално отглеждани партиди и данните за смъртността бяха събрани и анализирани с помощта на Probit за определяне на 24-часова летална доза.
Степента на смъртност е коригирана с помощта на формулата на Abbott [43].Коригираните данни бяха анализирани чрез регресионен анализ на Probit, използвайки програмата за компютърна статистика SPSS (версия 19.0).Леталните стойности от 25%, 50%, 90%, 95% и 99% (LD25, LD50, LD90, LD95 и LD99, съответно) са изчислени, като се използват съответните 95% доверителни интервали (95% CI).Измерванията на значимостта и разликите между тестовите проби бяха оценени с помощта на хи-квадрат тест или U тест на Mann-Whitney в рамките на всеки биологичен анализ.Резултатите се считат за статистически значими при P< 0,05.Коефициентът на съпротивление (RR) се оценява на ниво LD50, като се използва следната формула [12]:
RR > 1 показва съпротивление, а RR ≤ 1 показва чувствителност.Стойността на коефициента на синергизъм (SR) на всеки кандидат за синергист се изчислява, както следва [34, 35, 44]:
Този фактор разделя резултатите на три категории: стойност на SR от 1±0,05 се счита, че няма видим ефект, стойност на SR от >1,05 се счита, че има синергичен ефект, и стойност на SR от A светложълто течно масло може да бъде получен чрез парна дестилация на коренищата на C. rotundus и A. galanga и кората на C. verum.Добивите, изчислени на сухо тегло, са 0.15%, 0.27% (w/w) и 0.54% (v/v).w) съответно (Таблица 1).GC-MS изследване на химичния състав на масла от C. rotundus, A. galanga и C. verum показа наличието на 19, 17 и 21 съединения, които представляват съответно 80,22, 86,75 и 97,24% от всички компоненти (Таблица 2 ).Маслените съединения на коренището на C. lucidum се състоят главно от циперонен (14,04%), следван от карален (9,57%), α-капселан (7,97%) и α-капселан (7,53%).Основният химичен компонент на маслото от коренище на калган е β-бизаболен (18,27%), следван от α-бергамотен (16,28%), 1,8-цинеол (10,17%) и пиперонол (10,09%).Докато канеленият малдехид (64,66%) е идентифициран като основен компонент на маслото от кора на C. verum, канеленият ацетат (6,61%), α-копаенът (5,83%) и 3-фенилпропионалдехидът (4,09%) се считат за второстепенни съставки.Химичните структури на циперн, β-бизаболен и цинамалдехид са основните съединения съответно на C. rotundus, A. galanga и C. verum, както е показано на фигура 2.
Резултатите от три OO оценяват активността на възрастни срещу комари Aedes.aegypti комари са показани в таблица 3. Установено е, че всички ЕО имат летален ефект върху комарите MCM-S Aedes при различни видове и дози.Aedes aegypti.Най-ефективният EO е C. verum, следван от A. galanga и C. rotundus със стойности на LD50 съответно 3,30, 7,97 и 10,05 μg/mg MCM-S женски, малко по-високи от 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) μg/mg PMD -R при жени.Това съответства на PBO с малко по-висок ефект при възрастни върху PMD-R, отколкото щама MSM-S, със стойности на LD50 от 4,79 и 6,30 μg/mg жени, съответно (U = 0, Z = -2,021, P = 0,057) .).Може да се изчисли, че стойностите на LD50 на C. verum, A. galanga, C. rotundus и PBO срещу PMD-R са приблизително 0,98, 0,99, 0,95 и 0,76 пъти по-ниски от тези срещу MCM-S, съответно.По този начин това показва, че чувствителността към PBO и EO е относително сходна между двата щама на Aedes.Въпреки че PMD-R е по-чувствителен от MCM-S, чувствителността на Aedes aegypti не е значима.Обратно, двата щама Aedes се различават значително по своята чувствителност към перметрин.aegypti (Таблица 4).PMD-R демонстрира значителна резистентност към перметрин (LD50 стойност = 0,44 ng/mg при жени) с по-висока LD50 стойност от 3,70 в сравнение с MCM-S (LD50 стойност = 0,44 ng/mg при жени) ng/mg при жени (U = 0, Z = -2.309, P = 0.029).Въпреки че PMD-R е много по-малко чувствителен към перметрин от MCM-S, неговата чувствителност към PBO и масла от C. verum, A. galanga и C. rotundus е малко по-висока от MCM-S.
Както се наблюдава при биоанализа на възрастна популация на комбинацията EO-перметрин, бинарните смеси от перметрин и EO (LD25) показват или синергия (SR стойност > 1,05), или никакъв ефект (SR стойност = 1 ± 0,05).Комплексни ефекти за възрастни на смес от EO-перметрин върху експериментални комари албиноси.Щамовете на Aedes aegypti MCM-S и PMD-R са показани в таблица 4 и фигура 3. Установено е, че добавянето на масло от C. verum леко намалява LD50 на перметрин срещу MCM-S и леко повишава LD50 срещу PMD-R до 0,44– 0,42 ng/mg при жени и съответно от 3,70 до 3,85 ng/mg при жени.Обратно, добавянето на масла от C. rotundus и A. galanga значително намалява LD50 на перметрин върху MCM-S от 0,44 до 0,07 (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029) и до 0,11 (U = 0)., Z) = -2,309, P = 0,029) ng/mg жени.Въз основа на стойностите на LD50 на MCM-S, стойностите на SR на сместа EO-перметрин след добавяне на масла от C. rotundus и A. galanga бяха съответно 6,28 и 4,00.Съответно, LD50 на перметрин срещу PMD-R намалява значително от 3,70 до 0,42 (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029) и до 0,003 с добавянето на масла от C. rotundus и A. galanga (U = 0) ., Z = -2,337, P = 0,029) ng/mg жена.Стойността на SR на перметрин, комбиниран с C. rotundus срещу PMD-R, е 8,81, докато стойността на SR на смес от галангал-перметрин е 1233,33.В сравнение с MCM-S, стойността на LD50 на положителната контрола PBO намалява от 0,44 на 0,26 ng/mg (женски) и от 3,70 ng/mg (женски) на 0,65 ng/mg (U = 0, Z = -2,309, P = 0.029) и PMD-R (U = 0, Z = -2.309, P = 0.029).Стойностите на SR на сместа PBO-перметрин за щамове MCM-S и PMD-R са съответно 1,69 и 5,69.Тези резултати показват, че маслата от C. rotundus и A. galanga и PBO повишават токсичността на перметрин в по-голяма степен от маслото от C. verum за щамове MCM-S и PMD-R.
Активност при възрастни (LD50) на EO, PBO, перметрин (PE) и техните комбинации срещу чувствителни към пиретроиди (MCM-S) и резистентни (PMD-R) щамове на комари Aedes.Aedes aegypti
[45].Синтетичните пиретроиди се използват в световен мащаб за контрол на почти всички членестоноги от селскостопанско и медицинско значение.Въпреки това, поради вредните последици от употребата на синтетични инсектициди, особено по отношение на развитието и широко разпространената резистентност на комарите, както и въздействието върху здравето и околната среда в дългосрочен план, сега съществува спешна необходимост от намаляване на употребата на традиционните синтетични инсектициди и разработване на алтернативи [35, 46, 47].В допълнение към защитата на околната среда и човешкото здраве, предимствата на ботаническите инсектициди включват висока селективност, глобална наличност и лекота на производство и употреба, което ги прави по-привлекателни за контрол на комарите [32, 48, 49].Това проучване, в допълнение към изясняването на химичните характеристики на ефективните етерични масла чрез GC-MS анализ, също оценява ефикасността на етеричните масла за възрастни и тяхната способност да повишават токсичността на синтетичния перметрин.aegypti в чувствителни към пиретроиди щамове (MCM-S) и резистентни щамове (PMD-R).
GC-MS характеризирането показва, че циперн (14,04%), β-бизаболен (18,27%) и цинамалдехид (64,66%) са основните компоненти на маслата от C. rotundus, A. galanga и C. verum, съответно.Тези химикали са показали различни биологични дейности.Ahn и др.[50] съобщават, че 6-ацетоксициперен, изолиран от коренището на C. rotundus, действа като антитуморно съединение и може да индуцира зависима от каспаза апоптоза в ракови клетки на яйчниците.β-бизаболен, извлечен от етерично масло от смирново дърво, проявява специфична цитотоксичност срещу човешки и миши туморни клетки на млечната жлеза както in vitro, така и in vivo [51].Съобщава се, че цинамалдехидът, получен от естествени екстракти или синтезиран в лаборатория, има инсектицидно, антибактериално, противогъбично, противовъзпалително, имуномодулиращо, противораково и антиангиогенно действие [52].
Резултатите от биоанализа на дозозависимата активност на възрастни показаха добър потенциал на тестваните ЕО и показаха, че щамовете на комари Aedes MCM-S и PMD-R имат сходна чувствителност към EO и PBO.Aedes aegypti.Сравнението на ефективността на EO и перметрин показа, че последният има по-силен алергичен ефект: стойностите на LD50 са 0,44 и 3,70 ng/mg при женски за щамове MCM-S и PMD-R, съответно.Тези констатации са подкрепени от много проучвания, показващи, че естествено срещащите се пестициди, особено продуктите от растителен произход, обикновено са по-малко ефективни от синтетичните вещества [31, 34, 35, 53, 54].Това може да се дължи на факта, че първият е сложна комбинация от активни или неактивни съставки, докато вторият е пречистено единично активно съединение.Въпреки това, разнообразието и сложността на естествените активни съставки с различни механизми на действие може да подобри биологичната активност или да възпрепятства развитието на резистентност в популациите гостоприемници [55, 56, 57].Много изследователи съобщават за потенциала срещу комари на C. verum, A. galanga и C. rotundus и техните компоненти като β-бизаболен, цинамалдехид и 1,8-цинеол [22, 36, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64].Въпреки това, преглед на литературата разкри, че няма предишни съобщения за неговия синергичен ефект с перметрин или други синтетични инсектициди срещу комари Aedes.Aedes aegypti.
В това проучване са наблюдавани значителни разлики в чувствителността към перметрин между двата щама Aedes.Aedes aegypti.MCM-S е чувствителен към перметрин, докато PMD-R е много по-малко чувствителен към него, със степен на резистентност 8,41.В сравнение с чувствителността на MCM-S, PMD-R е по-малко чувствителен към перметрин, но по-чувствителен към EO, осигурявайки основа за по-нататъшни изследвания, насочени към повишаване на ефективността на перметрин чрез комбинирането му с EO.Синергичен комбиниран биотест за ефекти при възрастни показва, че бинарните смеси от EO и перметрин намаляват или увеличават смъртността при възрастни Aedes.Aedes aegypti.Добавянето на масло от C. verum леко намалява LD50 на перметрин срещу MCM-S, но леко повишава LD50 срещу PMD-R със стойности на SR съответно от 1,05 и 0,96.Това показва, че маслото от C. verum няма синергичен или антагонистичен ефект върху перметрин, когато се тества върху MCM-S и PMD-R.Обратно, маслата от C. rotundus и A. galanga показват значителен синергичен ефект чрез значително намаляване на стойностите на LD50 на перметрин върху MCM-S или PMD-R.Когато перметринът се комбинира с EO на C. rotundus и A. galanga, стойностите на SR на сместа EO-перметрин за MCM-S бяха съответно 6,28 и 4,00.Освен това, когато перметринът беше оценен спрямо PMD-R в комбинация с C. rotundus (SR = 8,81) или A. galanga (SR = 1233,33), стойностите на SR се увеличиха значително.Струва си да се отбележи, че както C. rotundus, така и A. galanga повишават токсичността на перметрин срещу PMD-R Ae.aegypti значително.По подобен начин беше установено, че PBO повишава токсичността на перметрин със стойности на SR от 1,69 и 5,69 за щамове MCM-S и PMD-R, съответно.Тъй като C. rotundus и A. galanga имат най-високите стойности на SR, те се считат за най-добрите синергисти в повишаването на токсичността на перметрин съответно на MCM-S и PMD-R.
Няколко предишни проучвания съобщават за синергичния ефект на комбинации от синтетични инсектициди и растителни екстракти срещу различни видове комари.Ларвициден биотест срещу Anopheles Stephensi, проучен от Kalayanasundaram и Das [65], показва, че фентионът, широкоспектърен органофосфат, е свързан с Cleodendron inerme, Pedalium murax и Parthenium hysterophorus.Наблюдава се значителна синергия между екстрактите със синергичен ефект (SF) от 1,31., 1.38, 1.40, 1.48, 1.61 и 2.23, съответно.При ларвициден скрининг на 15 вида мангрови гори е установено, че екстрактът от петролеев етер от мангрови корени е най-ефективен срещу Culex quinquefasciatus със стойност на LC50 от 25,7 mg/L [66].Съобщава се също, че синергичният ефект на този екстракт и ботаническия инсектицид пиретрум намалява LC50 на пиретрум срещу ларви на C. quinquefasciatus от 0,132 mg/L до 0,107 mg/L, освен това в това изследване е използвано изчисление на SF от 1,23.34,35,44].Беше оценена комбинираната ефективност на екстракт от корен на Solanum citron и няколко синтетични инсектицида (напр. фентион, циперметрин (синтетичен пиретроид) и timethphos (органофосфорен ларвицид)) срещу комари Anopheles.Stephensi [54] и C. quinquefasciatus [34].Комбинираната употреба на циперметрин и екстракт от петролев етер от жълти плодове показва синергичен ефект върху циперметрин във всички съотношения.Най-ефективното съотношение беше двоичната комбинация 1:1 със стойности на LC50 и SF от 0,0054 ppm и 6,83, съответно, спрямо An.Стивън Уест[54].Докато 1:1 бинарна смес от S. xanthocarpum и темефос е антагонистична (SF = 0,6406), комбинацията S. xanthocarpum-фентион (1:1) проявява синергична активност срещу C. quinquefasciatus с SF от 1,3125 [34]].Tong и Blomquist [35] изследват ефектите на растителния етилен оксид върху токсичността на карбарил (широкоспектърен карбамат) и перметрин за комарите Aedes.Aedes aegypti.Резултатите показват, че етиленовият оксид от агар, черен пипер, хвойна, хелихризум, сандалово дърво и сусам повишава токсичността на карбарила за комарите Aedes.aegypti larvae SR стойностите варират от 1,0 до 7,0.Обратно, нито един от ЕО не е токсичен за възрастни комари Aedes.На този етап не са докладвани синергични ефекти за комбинацията от Aedes aegypti и EO-карбарил.PBO се използва като положителна контрола за повишаване на токсичността на карбарил срещу комари Aedes.Стойностите на SR на ларвите и възрастните Aedes aegypti са съответно 4,9-9,5 и 2,3.Само бинарни смеси от перметрин и EO или PBO бяха тествани за ларвицидна активност.Сместа EO-перметрин има антагонистичен ефект, докато сместа PBO-перметрин има синергичен ефект срещу комарите Aedes.Ларви на Aedes aegypti.Все още обаче не са извършени експерименти за отговор на дозата и оценка на SR за смеси PBO-перметрин.Въпреки че са постигнати малко резултати по отношение на синергичните ефекти на фитосинтетичните комбинации срещу вектори на комари, тези данни подкрепят съществуващите резултати, които отварят перспективата за добавяне на синергисти не само за намаляване на приложената доза, но и за увеличаване на убиващия ефект.Ефективност на насекомите.Освен това, резултатите от това проучване показаха за първи път, че маслата от C. rotundus и A. galanga синергично проявяват значително по-висока ефикасност срещу чувствителни към пиретроиди и резистентни към пиретроиди щамове на комари Aedes в сравнение с PBO, когато се комбинират с перметринова токсичност.Aedes aegypti.Въпреки това, неочаквани резултати от синергичния анализ показаха, че маслото от C. verum има най-голяма анти-възрастна активност срещу двата щама Aedes.Изненадващо, токсичният ефект на перметрин върху Aedes aegypti е незадоволителен.Вариациите в токсичните ефекти и синергичните ефекти може да се дължат отчасти на излагане на различни видове и нива на биоактивни компоненти в тези масла.
Въпреки усилията да се разбере как да се подобри ефективността, синергичните механизми остават неясни.Възможните причини за различната ефикасност и синергичен потенциал могат да включват разлики в химичния състав на тестваните продукти и разлики в чувствителността към комари, свързани със състоянието и развитието на резистентност.Има разлики между главните и второстепенните компоненти на етилен оксид, тествани в това проучване, и е доказано, че някои от тези съединения имат репелентни и токсични ефекти срещу различни вредители и вектори на болести [61,62,64,67,68].Въпреки това, основните съединения, характеризирани в маслата от C. rotundus, A. galanga и C. verum, като циперн, β-бизаболен и цинамалдехид, не са тествани в тази статия за тяхната анти-възрастна и синергична активност срещу Ae, съответно.Aedes aegypti.Следователно са необходими бъдещи проучвания за изолиране на активните съставки, присъстващи във всяко етерично масло и изясняване на тяхната инсектицидна ефикасност и синергични взаимодействия срещу този вектор на комарите.Като цяло инсектицидната активност зависи от действието и реакцията между отровите и тъканите на насекомите, които могат да бъдат опростени и разделени на три етапа: проникване в кожата на тялото на насекомото и мембраните на целевите органи, активиране (= взаимодействие с целта) и детоксикация.токсични вещества [57, 69].Следователно инсектицидният синергизъм, водещ до повишена ефективност на токсични комбинации, изисква поне една от тези категории, като повишено проникване, по-голямо активиране на натрупаните съединения или по-малко намалена детоксикация на пестицидната активна съставка.Например енергийната толерантност забавя проникването на кутикула през удебелена кутикула и биохимична резистентност, като засилен метаболизъм на инсектициди, наблюдаван при някои резистентни щамове насекоми [70, 71].Значителната ефективност на ЕО при повишаване на токсичността на перметрин, особено срещу PMD-R, може да показва решение на проблема с резистентността към инсектициди чрез взаимодействие с механизми на резистентност [57, 69, 70, 71].Tong и Blomquist [35] подкрепят резултатите от това проучване, като демонстрират синергично взаимодействие между ЕО и синтетични пестициди.aegypti, има доказателства за инхибиторна активност срещу детоксикиращи ензими, включително цитохром Р450 монооксигенази и карбоксилестерази, които са тясно свързани с развитието на резистентност към традиционните пестициди.Твърди се, че PBO не само е метаболитен инхибитор на цитохром Р450 монооксигеназа, но също така подобрява проникването на инсектициди, както се вижда от използването му като положителна контрола в синергични проучвания [35, 72].Интересното е, че 1,8-цинеолът, един от важните компоненти, открити в маслото от галанга, е известен със своите токсични ефекти върху видовете насекоми [22, 63, 73] и се съобщава, че има синергични ефекти в няколко области на изследване на биологичната активност [ 74]..,75,76,77].В допълнение, 1,8-цинеол в комбинация с различни лекарства, включително куркумин [78], 5-флуороурацил [79], мефенамова киселина [80] и зидовудин [81] също има ефект, стимулиращ проникването.инвитро.По този начин възможната роля на 1,8-цинеол в синергичното инсектицидно действие е не само като активна съставка, но и като усилвател на проникването.Поради по-големия синергизъм с перметрин, особено срещу PMD-R, синергичните ефекти на маслото от галанга и маслото от трихозантес, наблюдавани в това проучване, може да са резултат от взаимодействия с механизми на резистентност, т.е. повишена пропускливост за хлор.Пиретроидите повишават активирането на натрупаните съединения и инхибират детоксикиращите ензими като цитохром Р450 монооксигенази и карбоксилестерази.Въпреки това, тези аспекти изискват допълнително проучване, за да се изясни специфичната роля на ЕО и неговите изолирани съединения (самостоятелно или в комбинация) в синергичните механизми.
През 1977 г. се съобщава за нарастващи нива на резистентност към перметрин в основните векторни популации в Тайланд и през следващите десетилетия употребата на перметрин беше до голяма степен заменена от други пиретроидни химикали, особено тези, заменени от делтаметрин [82].Въпреки това резистентността на вектора към делтаметрин и други класове инсектициди е изключително разпространена в цялата страна поради прекомерна и постоянна употреба [14, 17, 83, 84, 85, 86].За борба с този проблем се препоръчва редуване или повторно използване на изхвърлени пестициди, които преди са били ефективни и по-малко токсични за бозайниците, като перметрин.Понастоящем, въпреки че употребата на перметрин е намалена в последните национални правителствени програми за контрол на комарите, резистентност към перметрин все още може да се намери в популациите от комари.Това може да се дължи на излагането на комари на търговски домакински продукти за борба с вредителите, които се състоят главно от перметрин и други пиретроиди [14, 17].По този начин успешното пренасочване на перметрин изисква разработването и прилагането на стратегии за намаляване на устойчивостта на вектора.Въпреки че нито едно от етеричните масла, тествани поотделно в това проучване, не е толкова ефективно, колкото перметрин, съвместната работа с перметрин води до впечатляващи синергични ефекти.Това е обещаваща индикация, че взаимодействието на ЕО с механизмите на резистентност води до комбинацията на перметрин с ЕО, която е по-ефективна от инсектицида или ЕО самостоятелно, особено срещу PMD-R Ae.Aedes aegypti.Ползите от синергичните смеси при повишаване на ефикасността, въпреки използването на по-ниски дози за векторен контрол, могат да доведат до подобрено управление на резистентността и намалени разходи [33, 87].От тези резултати е приятно да се отбележи, че ЕО на A. galanga и C. rotundus са значително по-ефективни от PBO при синергизиране на токсичността на перметрин както в щамовете MCM-S, така и в PMD-R и са потенциална алтернатива на традиционните ергогенни средства.
Избраните EO имат значителни синергични ефекти при повишаване на токсичността при възрастни срещу PMD-R Ae.aegypti, особено галангаловото масло, има SR стойност до 1233,33, което показва, че EO има широки обещания като синергист при повишаване на ефективността на перметрин.Това може да стимулира използването на нов активен природен продукт, което заедно може да увеличи употребата на високоефективни продукти за борба с комарите.Той също така разкрива потенциала на етиленовия оксид като алтернативен синергист за ефективно подобряване на по-стари или традиционни инсектициди за справяне със съществуващите проблеми с резистентността на популациите от комари.Използването на лесно достъпни растения в програми за контрол на комарите не само намалява зависимостта от вносни и скъпи материали, но също така стимулира местните усилия за укрепване на системите за обществено здраве.
Тези резултати ясно показват значителния синергичен ефект, произведен от комбинацията от етилен оксид и перметрин.Резултатите подчертават потенциала на етиленовия оксид като растителен синергист при контрола на комарите, повишавайки ефективността на перметрин срещу комари, особено при резистентни популации.Бъдещите разработки и изследвания ще изискват синергичен биоанализ на масла от галангал и алпиния и техните изолирани съединения, комбинации от инсектициди от естествен или синтетичен произход срещу множество видове и стадии на комари и тестове за токсичност срещу нецелеви организми.Практическо използване на етиленов оксид като жизнеспособен алтернативен синергист.
Световна здравна организация.Глобална стратегия за превенция и контрол на денга 2012–2020 г.Женева: Световна здравна организация, 2012 г.
Weaver SC, Costa F., Garcia-Blanco MA, Ko AI, Ribeiro GS, Saade G., et al.Вирусът Zika: история, поява, биология и перспективи за контрол.Антивирусни изследвания.2016; 130: 69-80.
Световна здравна организация.Информационен лист за денга.2016. http://www.searo.who.int/entity/vector_borne_tropical_diseases/data/data_factsheet/en/.Дата на достъп: 20 януари 2017 г
Министерство на общественото здраве.Текущо състояние на случаите на треска от денга и хеморагична треска от денга в Тайланд.2016. http://www.m-society.go.th/article_attach/13996/17856.pdf.Дата на достъп: 6 януари 2017 г
Ooi EE, Goh CT, Gabler DJ.35 години превенция на денга и контрол на векторите в Сингапур.Внезапно инфекциозно заболяване.2006; 12: 887-93.
Morrison AC, Zielinski-Gutierrez E, Scott TW, Rosenberg R. Идентифицирайте предизвикателствата и предложете решения за контрол на вирусните вектори Aedes aegypti.PLOS медицина.2008; 5: 362-6.
Центрове за контрол и превенция на заболяванията.Денга треска, ентомология и екология.2016. http://www.cdc.gov/dengue/entomologyecology/.Дата на достъп: 6 януари 2017 г
Ohimain EI, Angaye TKN, Bassey SE Сравнение на ларвицидната активност на листата, кората, стъблата и корените на Jatropa curcas (Euphorbiaceae) срещу маларийния вектор Anopheles gambiae.СЖБР.2014; 3: 29-32.
Soleimani-Ahmadi M, Watandoust H, Zareh M. Характеристики на местообитанията на ларвите на Anopheles в райони на малария от програмата за ликвидиране на маларията в Югоизточен Иран.Азиатско-тихоокеански J Trop Biomed.2014; 4 (Допълнение 1): S73–80.
Bellini R, Zeller H, Van Bortel W. Преглед на подходите за контрол на векторите, превенция и контрол на огнища на вируса на Западен Нил и предизвикателства пред Европа.Вектор на паразити.2014; 7: 323.
Muthusamy R., Shivakumar MS Селекция и молекулярни механизми на резистентност към циперметрин в червени гъсеници (Amsacta albistriga Walker).Биохимична физиология на вредителите.2014; 117: 54-61.
Ramkumar G., Shivakumar MS Лабораторно изследване на резистентност към перметрин и кръстосана резистентност на Culex quinquefasciatus към други инсектициди.Изследователски център Паластор.2015; 114: 2553-60.
Matsunaka S, Hutson DH, Murphy SD.Химия на пестицидите: благосъстоянието на човека и околната среда, том.3: Механизъм на действие, метаболизъм и токсикология.Ню Йорк: Pergamon Press, 1983 г.
Chareonviriyaphap T, Bangs MJ, Souvonkert V, Kongmi M, Korbel AV, Ngoen-Klan R. Преглед на резистентността към инсектициди и поведенческото избягване на човешки вектори на болести в Тайланд.Вектор на паразити.2013; 6: 280.
Chareonviriyaphap T, Aum-Aung B, Ratanatham S. Текущи модели на резистентност към инсектициди сред векторите на комари в Тайланд.Югоизточна Азия J Trop Med Public Health.1999;30:184-94.
Chareonviriyaphap T, Bangs MJ, Ratanatham S. Състояние на маларията в Тайланд.Югоизточна Азия J Trop Med Public Health.2000; 31: 225-37.
Plernsub S, Saingamsuk J, Yanola J, Lumjuan N, Thippavankosol P, Walton S, Somboon P. Времева честота на F1534C и V1016G нокдаун резистентни мутации в Aedes aegypti комари в Чианг Май, Тайланд, и въздействието на мутациите върху ефективността на спрейове с термична мъгла съдържащи пиретроиди.Актатроп.2016; 162: 125-32.
Vontas J, Kioulos E, Pavlidi N, Moru E, Della Torre A, Ranson H. Резистентност към инсектициди в основните вектори на денга Aedes albopictus и Aedes aegypti.Биохимична физиология на вредителите.2012; 104: 126-31.
Време на публикуване: 08 юли 2024 г