В ходе предыдущего проекта по проверке местных предприятий пищевой промышленности на наличие комаров в Таиланде было обнаружено, что эфирные масла (ЭМ) Cyperus rotundus, галангала и корицы обладают хорошей противомоскитной активностью в отношении Aedes aegypti.В попытке сократить использование традиционныхинсектицидыи улучшить контроль над популяциями резистентных комаров, это исследование было направлено на выявление потенциального синергизма между губительным действием оксида этилена на взрослых и токсичностью перметрина для комаров рода Aedes.aegypti, включая устойчивые к пиретроидам и чувствительные штаммы.
Оценить химический состав и уничтожающую активность ЭМ, выделенного из корневищ C. rotundus и A. galanga и коры C. verum против восприимчивого штамма Muang Chiang Mai (MCM-S) и устойчивого штамма Pang Mai Dang (PMD-R). ).) Взрослый активный Ae.Aedes aegypti.На этих комарах Aedes также был проведен биоанализ смеси ЭО-перметрин для взрослых, чтобы понять ее синергетическую активность.штаммы aegypti.
Химическая характеристика с использованием аналитического метода ГХ-МС показала, что из ЭМ C. rotundus, A. galanga и C. verum было идентифицировано 48 соединений, что составляет 80,22%, 86,75% и 97,24% от общего количества компонентов соответственно.Циперен (14,04%), β-бисаболен (18,27%) и коричный альдегид (64,66%) являются основными компонентами циперусового масла, галангового масла и бальзамического масла соответственно.В анализах биологического уничтожения взрослых особей C. rotundus, A. galanga и C. verum EV оказались эффективными в уничтожении Ae.Значения LD50 aegypti, MCM-S и PMD-R составили 10,05 и 9,57 мкг/мг самки, 7,97 и 7,94 мкг/мг самки и 3,30 и 3,22 мкг/мг самки соответственно.Эффективность MCM-S и PMD-R Ae при убийстве взрослых особей.aegypti в этих ЭМ был близок к пиперонилбутоксиду (значения ПБО, ЛД50 = 6,30 и 4,79 мкг/мг самок соответственно), но не так выражен, как перметрин (значения ЛД50 = 0,44 и 3,70 нг/мг самок соответственно).Однако комбинированные биоанализы обнаружили синергизм между ЭО и перметрином.Значительный синергизм с перметрином против двух штаммов комаров Aedes.Aedes aegypti отмечен в ЭМ C. rotundus и A. galanga.Добавление масел C. rotundus и A. galanga значительно снизило значения LD50 перметрина на MCM-S с 0,44 до 0,07 нг/мг и 0,11 нг/мг у самок соответственно при значениях коэффициента синергии (SR) 6,28 и 4,00 соответственно.Кроме того, ЭМ C. rotundus и A. galanga также значительно снижали значения LD50 перметрина на PMD-R с 3,70 до 0,42 нг/мг и 0,003 нг/мг у самок соответственно со значениями SR 8,81 и 1233,33 соответственно..
Синергетический эффект комбинации ЭО-перметрин для усиления токсичности для взрослых особей в отношении двух штаммов комаров Aedes.Aedes aegypti демонстрирует многообещающую роль этиленоксида в качестве синергиста в повышении эффективности борьбы с комарами, особенно там, где традиционные соединения неэффективны или неуместны.
Комар Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) является основным переносчиком лихорадки денге и других инфекционных вирусных заболеваний, таких как желтая лихорадка, чикунгунья и вирус Зика, и представляет собой огромную и постоянную угрозу для человека[1, 2]..Вирус денге является наиболее серьезной патогенной геморрагической лихорадкой, поражающей людей: по оценкам, ежегодно регистрируется 5–100 миллионов случаев, и более 2,5 миллиардов человек во всем мире подвергаются риску [3].Вспышки этого инфекционного заболевания ложатся огромным бременем на население, системы здравоохранения и экономику большинства тропических стран [1].По данным Министерства здравоохранения Таиланда, в 2015 году по всей стране было зарегистрировано 142 925 случаев лихорадки денге и 141 смерть, что более чем в три раза превышает количество случаев и смертей в 2014 году [4].Несмотря на исторические свидетельства, лихорадка денге была искоренена или значительно уменьшена благодаря комару Aedes.После борьбы с Aedes aegypti [5] уровень заражения резко увеличился, и болезнь распространилась по всему миру, отчасти из-за десятилетий глобального потепления.Элиминация и контроль Ae.Aedes aegypti относительно труден, поскольку это домашний комар-переносчик, который в течение дня спаривается, питается, отдыхает и откладывает яйца внутри и вокруг человеческого жилья.Кроме того, этот комар обладает способностью адаптироваться к изменениям окружающей среды или нарушениям, вызванным природными явлениями (например, засухой) или мерами борьбы со стороны человека, и может возвращаться к своей первоначальной численности [6, 7].Поскольку вакцины против лихорадки денге были одобрены лишь недавно, а специального лечения лихорадки денге не существует, предотвращение и снижение риска передачи лихорадки денге полностью зависит от борьбы с комарами-переносчиками и исключения контакта человека с переносчиками.
В частности, использование химических веществ для борьбы с комарами в настоящее время играет важную роль в общественном здравоохранении как важный компонент комплексной комплексной борьбы с переносчиками.К наиболее популярным химическим методам относится применение малотоксичных инсектицидов, действующих против личинок комаров (ларвициды) и взрослых комаров (адидоциды).Важным считается борьба с личинками путем сокращения источников и регулярного использования химических ларвицидов, таких как органофосфаты и регуляторы роста насекомых.Однако неблагоприятное воздействие на окружающую среду, связанное с синтетическими пестицидами, а также трудоемким и сложным их обслуживанием, остается серьезной проблемой [8, 9].Традиционная активная борьба с переносчиками, такая как борьба с взрослыми особями, остается наиболее эффективным средством борьбы во время вирусных вспышек, поскольку она позволяет быстро и в больших масштабах искоренить переносчиков инфекционных заболеваний, а также сократить продолжительность жизни и продолжительность жизни местных популяций переносчиков [3]., 10].Четыре класса химических инсектицидов: хлорорганические соединения (называемые только ДДТ), органофосфаты, карбаматы и пиретроиды составляют основу программ борьбы с переносчиками инфекций, при этом пиретроиды считаются наиболее успешным классом.Они высокоэффективны против различных членистоногих и имеют низкую эффективность.токсичность для млекопитающих.В настоящее время синтетические пиретроиды составляют большую часть коммерческих пестицидов, занимая около 25% мирового рынка пестицидов [11, 12].Перметрин и дельтаметрин представляют собой пиретроидные инсектициды широкого спектра действия, которые десятилетиями используются во всем мире для борьбы с различными вредителями, имеющими сельскохозяйственное и медицинское значение [13, 14].В 1950-х годах ДДТ был выбран в качестве химического вещества для национальной программы общественного здравоохранения Таиланда по борьбе с комарами.После широкого использования ДДТ в эндемичных по малярии районах Таиланд постепенно отказался от использования ДДТ в период с 1995 по 2000 год и заменил его двумя пиретроидами: перметрином и дельтаметрином [15, 16].Эти пиретроидные инсектициды были внедрены в начале 1990-х годов для борьбы с малярией и лихорадкой денге, в первую очередь посредством обработки надкроватными сетками и использования термических туманов и спреев со сверхнизкой токсичностью [14, 17].Однако они утратили эффективность из-за сильного сопротивления комаров и отсутствия соблюдения требований со стороны общественности из-за опасений по поводу здоровья населения и воздействия синтетических химикатов на окружающую среду.Это создает серьезные проблемы для успеха программ борьбы с переносчиками угроз [14, 18, 19].Чтобы сделать стратегию более эффективной, необходимы своевременные и соответствующие контрмеры.Рекомендуемые процедуры управления включают замену природных веществ, ротацию химикатов разных классов, добавление синергистов, а также смешивание химикатов или одновременное применение химикатов разных классов [14, 20, 21].Поэтому существует острая необходимость найти и разработать экологически чистую, удобную и эффективную альтернативу и синергист, и данное исследование направлено на удовлетворение этой потребности.
Инсектициды природного происхождения, особенно на основе растительных компонентов, показали потенциал в оценке нынешних и будущих альтернатив борьбы с комарами [22, 23, 24].Несколько исследований показали, что можно контролировать важных переносчиков комаров, используя растительные продукты, особенно эфирные масла (ЭМ), в качестве убийц взрослых особей.Взрослоцидные свойства в отношении некоторых важных видов комаров обнаружены у многих растительных масел, таких как сельдерей, тмин, цедоария, анис, трубочный перец, тимьян, 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].Окись этилена теперь применяется не только сама по себе, но и в сочетании с экстрагированными растительными веществами или существующими синтетическими пестицидами, оказывающими различную степень токсичности.Комбинации традиционных инсектицидов, таких как органофосфаты, карбаматы и пиретроиды, с оксидом этилена/растительными экстрактами действуют синергично или антагонистически в своем токсическом воздействии и, как было показано, эффективны против переносчиков болезней и вредителей [31,32,33,34,35].Однако большинство исследований синергетического токсического воздействия комбинаций фитохимикатов с синтетическими химикатами или без них было проведено на сельскохозяйственных насекомых-переносчиках и вредителях, а не на комарах, важных с медицинской точки зрения.Более того, большая часть работ по синергетическому действию комбинаций растительно-синтетических инсектицидов против комаров-переносчиков сосредоточена на ларвицидном эффекте.
В предыдущем исследовании, проведенном авторами в рамках текущего исследовательского проекта по скринингу отпугивающих средств от местных пищевых растений в Таиланде, было обнаружено, что оксиды этилена из Cyperus rotundus, галангала и корицы обладают потенциальной активностью против взрослых Aedes.Египет [36].Таким образом, данное исследование было направлено на оценку эффективности эфирных масел, выделенных из этих лекарственных растений, против комаров Aedes.aegypti, включая устойчивые к пиретроидам и чувствительные штаммы.Также был проанализирован синергетический эффект бинарных смесей оксида этилена и синтетических пиретроидов с хорошей эффективностью у взрослых с целью сокращения использования традиционных инсектицидов и повышения устойчивости к комарам-переносчикам, особенно к Aedes.Aedes aegypti.В этой статье сообщается о химической характеристике эффективных эфирных масел и их потенциале усиления токсичности синтетического перметрина против комаров рода Aedes.aegypti в чувствительных к пиретроидам штаммах (MCM-S) и устойчивых штаммах (PMD-R).
Корневища C. rotundus и A. galanga и кора C. verum (рис. 1), используемые для экстракции эфирного масла, были приобретены у поставщиков фитопрепаратов в провинции Чиангмай, Таиланд.Научная идентификация этих растений была достигнута благодаря консультациям с г-ном Джеймсом Франклином Максвеллом, ботаником по гербарию, факультет биологии, Научный колледж Университета Чиангмая (CMU), провинция Чиангмай, Таиланд, и ученым Ваннари Чароэнсап;на фармацевтическом факультете Фармацевтического колледжа Университета Карнеги-Меллона образцы каждого растения г-жи Ваучер хранятся на кафедре паразитологии Медицинской школы Университета Карнеги-Меллона для будущего использования.
Образцы растений сушили индивидуально в тени в течение 3–5 дней на открытом пространстве с активной вентиляцией и температурой окружающей среды примерно 30 ± 5 °C для удаления влаги перед экстракцией натуральных эфирных масел (ЭМ).Всего по 250 г каждого сухого растительного материала механически измельчали в крупный порошок и использовали для выделения эфирных масел (ЭМ) путем перегонки с водяным паром.Дистилляционный аппарат состоял из электрического нагревательного кожуха, круглодонной колбы емкостью 3000 мл, экстракционной колонны, конденсатора и устройства Cool ace (Eyela Cool Ace CA-1112 CE, Tokyo Rikakikai Co. Ltd., Токио, Япония). .Добавьте в колбу 1600 мл дистиллированной воды и 10-15 стеклянных шариков, а затем нагрейте ее примерно до 100°C с помощью электрического нагревателя в течение не менее 3 часов, пока дистилляция не завершится и больше не будет производиться ЭО.Слой ЭО отделяли от водной фазы с помощью делительной воронки, сушили над безводным сульфатом натрия (Na2SO4) и хранили в герметично закрытой коричневой бутылке при 4°C до исследования химического состава и активности взрослых особей.
Химический состав эфирных масел проводился одновременно с биоанализом на взрослое вещество.Качественный анализ проводился с использованием системы ГХ-МС, состоящей из газового хроматографа Hewlett-Packard (Уилмингтон, Калифорния, США) 7890A, оснащенного одним квадрупольным масс-селективным детектором (Agilent Technologies, Уилмингтон, Калифорния, США) и MSD 5975C (EI). ).(Аджилент Технологии).
Хроматографическая колонка – ДБ-5МС (30 м × ВД 0,25 мм × толщина пленки 0,25 мкм).Общее время работы ГХ-МС составило 20 минут.Условия анализа заключаются в том, что температуры инжектора и линии передачи составляют 250 и 280 °C соответственно;температуру печи устанавливают на повышение от 50°С до 250°С со скоростью 10°С/мин, газ-носитель - гелий;скорость потока 1,0 мл/мин;объем инъекции – 0,2 мкл (1/10% по объему в CH2Cl2, соотношение разделения 100:1);Для обнаружения ГХ-МС используется система электронной ионизации с энергией ионизации 70 эВ.Диапазон регистрации составляет 50–550 атомных единиц массы (а.е.м.), а скорость сканирования — 2,91 сканирования в секунду.Относительное процентное содержание компонентов выражается как процентное содержание, нормализованное по площади пика.Идентификация ингредиентов ЭО основана на их индексе удерживания (RI).RI рассчитывали по уравнению Ван ден Дула и Краца [37] для ряда н-алканов (C8-C40) и сравнивали с индексами удерживания из литературы [38] и библиотечных баз данных (NIST 2008 и Wiley 8NO8).Идентичность показанных соединений, такая как структура и молекулярная формула, была подтверждена сравнением с имеющимися аутентичными образцами.
Аналитические стандарты для синтетического перметрина и пиперонилбутоксида (PBO, положительный контроль в исследованиях синергии) были приобретены у Sigma-Aldrich (Сент-Луис, Миссури, США).Наборы для тестирования взрослых Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) и диагностические дозы бумаги, пропитанной перметрином (0,75%), были коммерчески приобретены в Центре ВОЗ по борьбе с переносчиками инфекции в Пенанге, Малайзия.Все остальные использованные химикаты и реагенты имели аналитическую степень чистоты и были приобретены в местных учреждениях провинции Чиангмай, Таиланд.
Комары, использованные в качестве тестовых организмов в биоанализе взрослых особей, представляли собой свободно спаривающихся лабораторных комаров Aedes.aegypti, включая чувствительный штамм Muang Chiang Mai (MCM-S) и устойчивый штамм Pang Mai Dang (PMD-R).Штамм MCM-S был получен из местных образцов, собранных в районе Муанг-Чианг-Май, провинция Чианг-Май, Таиланд, и с 1995 г. хранится в энтомологическом кабинете кафедры паразитологии Медицинской школы КМУ [39].Штамм PMD-R, устойчивый к перметрину, был выделен из полевых комаров, первоначально собранных в Бан Панг Май Данг, округ Мае Танг, провинция Чиангмай, Таиланд, и хранится в том же институте с 1997 г. [40] ].Штаммы PMD-R выращивали под селективным давлением для поддержания уровня устойчивости путем периодического воздействия 0,75% перметрина с использованием набора ВОЗ для обнаружения с некоторыми модификациями [41].Каждый штамм Ae.Aedes aegypti колонизировали индивидуально в свободной от патогенов лаборатории при температуре 25 ± 2 °C, относительной влажности 80 ± 10% и фотопериоде света/темноты 14:10.Примерно 200 личинок содержали в пластиковых лотках (длиной 33 см, шириной 28 см и высотой 9 см), наполненных водопроводной водой из расчета 150–200 личинок на лоток, и кормили их дважды в день стерилизованным собачьим печеньем.Взрослых червей содержали во влажных клетках и постоянно кормили 10% водным раствором сахарозы и 10% раствором поливитаминного сиропа.Самки комаров регулярно сосут кровь, чтобы отложить яйца.Самок в возрасте от двух до пяти дней, которых не кормили кровью, можно постоянно использовать в экспериментальных биологических анализах у взрослых.
Биоанализ ЭО на реакцию «доза-смертность» проводился на взрослых самках комаров Aedes.aegypti, MCM-S и PMD-R с использованием местного метода, модифицированного в соответствии со стандартным протоколом ВОЗ для тестирования чувствительности [42].ЭО из каждого растения серийно разбавляли подходящим растворителем (например, этанолом или ацетоном) для получения градуированной серии из 4-6 концентраций.После анестезии углекислым газом (СО2) комаров взвешивали индивидуально.Затем анестезированных комаров держали неподвижно на сухой фильтровальной бумаге на специальной холодной пластине под стереомикроскопом, чтобы предотвратить реактивацию во время процедуры.Для каждой обработки 0,1 мкл раствора ЭО наносили на верхнюю переднеспинку самки с помощью ручного микродиспенсера Hamilton (700 Series Microliter™, Hamilton Company, Рино, Невада, США).Двадцать пять женщин получали каждую концентрацию, при этом смертность колебалась от 10% до 95% как минимум для 4 различных концентраций.Контролем служили комары, обработанные растворителем.Чтобы предотвратить загрязнение тестируемых образцов, заменяйте фильтровальную бумагу новой фильтровальной бумагой для каждого протестированного ЭО.Дозы, используемые в этих биоанализах, выражаются в микрограммах ЭО на миллиграмм массы тела живой женщины.Активность ПБО взрослых также оценивали аналогично ЭО, при этом ПБО использовали в качестве положительного контроля в синергических экспериментах.Обработанных комаров во всех группах помещали в пластиковые стаканчики и давали 10% сахарозы плюс 10% поливитаминный сироп.Все биоанализы проводились при температуре 25 ± 2 °C и относительной влажности 80 ± 10% и повторялись четыре раза с контролем.Смертность в течение 24-часового периода выращивания проверяли и подтверждали по отсутствию реакции комара на механическую стимуляцию, а затем регистрировали на основе среднего значения четырех повторностей.Экспериментальные обработки повторяли четыре раза для каждого тестового образца с использованием разных партий комаров.Результаты суммировали и использовали для расчета процентной смертности, которую использовали для определения 24-часовой летальной дозы методом пробит-анализа.
Синергетический антицидный эффект ЭО и перметрина оценивали с использованием процедуры анализа местной токсичности [42], как описано ранее.Используйте ацетон или этанол в качестве растворителя для приготовления перметрина в желаемой концентрации, а также бинарную смесь ЭО и перметрина (ЭО-перметрин: перметрин, смешанный с ЭО в концентрации LD25).Тест-наборы (перметрин и ЭО-перметрин) оценивали против штаммов MCM-S и PMD-R Ae.Aedes aegypti.Каждой из 25 самок комаров дали четыре дозы перметрина, чтобы проверить его эффективность в уничтожении взрослых особей, причем каждую обработку повторяли четыре раза.Для выявления кандидатов-синергистов ЭО каждой из 25 самок комаров вводили от 4 до 6 доз ЭО-перметрина, причем каждое применение повторяли четыре раза.Обработка ПБО-перметрином (перметрин, смешанный с концентрацией ПБО LD25) также служила положительным контролем.Дозы, используемые в этих биоанализах, выражаются в нанограммах тестируемого образца на миллиграмм массы тела живой самки.Четыре экспериментальных оценки для каждого штамма комаров были проведены на индивидуально выращенных партиях, а данные о смертности были объединены и проанализированы с использованием Пробита для определения 24-часовой летальной дозы.
Уровень смертности корректировали по формуле Эбботта [43].Скорректированные данные были проанализированы с помощью регрессионного анализа Probit с использованием программы компьютерной статистики SPSS (версия 19.0).Летальные значения 25%, 50%, 90%, 95% и 99% (LD25, LD50, LD90, LD95 и LD99 соответственно) рассчитывали с использованием соответствующих 95% доверительных интервалов (95% ДИ).Измерения значимости и различий между тестируемыми образцами оценивали с использованием критерия хи-квадрат или U-критерия Манна-Уитни в рамках каждого биологического анализа.Результаты считали статистически значимыми при P< 0,05.Коэффициент сопротивления (RR) оценивается на уровне ЛД50 по следующей формуле [12]:
RR > 1 указывает на устойчивость, а RR ≤ 1 указывает на чувствительность.Значение коэффициента синергии (SR) каждого кандидата-синергиста рассчитывается следующим образом [34, 35, 44]:
Этот фактор делит результаты на три категории: значение SR 1±0,05 считается не имеющим видимого эффекта, значение SR >1,05 считается имеющим синергетический эффект, а значение SR светло-желтого жидкого масла может быть получают путем паровой перегонки корневищ C. rotundus и A. galanga и коры C. verum.Выходы, рассчитанные по сухому весу, составляли 0,15%, 0,27% (мас./мас.) и 0,54% (об./об.).ш) соответственно (табл. 1).ГХ-МС исследование химического состава масел C. rotundus, A. galanga и C. verum показало наличие 19, 17 и 21 соединения, на долю которых приходилось 80,22, 86,75 и 97,24% всех компонентов соответственно (табл. 2). ).Соединения масла корневища C. lucidum в основном состоят из циперонена (14,04%), за которым следуют каррален (9,57%), α-капселлан (7,97%) и α-капселлан (7,53%).Основным химическим компонентом масла корневищ галанга является β-бисаболен (18,27%), за ним следуют α-бергамотен (16,28%), 1,8-цинеол (10,17%) и пиперонол (10,09%).В то время как коричный альдегид (64,66%) был идентифицирован как основной компонент масла коры C. verum, ацетат корицы (6,61%), α-копаен (5,83%) и 3-фенилпропиональдегид (4,09%) считались второстепенными ингредиентами.Химические структуры циперна, β-бисаболена и коричного альдегида являются основными соединениями C. rotundus, A. galanga и C. verum соответственно, как показано на рисунке 2.
Результаты трех ОО оценивали активность взрослых особей против комаров Aedes.aegypti показаны в Таблице 3. Было обнаружено, что все ЭО оказывают летальное воздействие на комаров MCM-S Aedes при различных типах и дозах.Aedes aegypti.Наиболее эффективным ЭМ является C. verum, за ним следуют A. galanga и C. rotundus со значениями LD50 3,30, 7,97 и 10,05 мкг/мг самок MCM-S соответственно, немного выше 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) мкг/мг ПМД-Р у женщин.Это соответствует тому, что ПБО оказывает несколько более высокое влияние на PMD-R у взрослых, чем штамм MSM-S, со значениями LD50 4,79 и 6,30 мкг/мг у самок соответственно (U = 0, Z = -2,021, P = 0,057). .).Можно подсчитать, что значения LD50 C. verum, A. galanga, C. rotundus и PBO против PMD-R примерно в 0,98, 0,99, 0,95 и 0,76 раза ниже, чем против MCM-S соответственно.Таким образом, это указывает на то, что чувствительность к ПБО и ЭО у двух штаммов Aedes относительно одинакова.Хотя PMD-R был более восприимчивым, чем MCM-S, чувствительность Aedes aegypti была незначительной.Напротив, два штамма Aedes сильно различались по чувствительности к перметрину.aegypti (табл. 4).PMD-R продемонстрировал значительную устойчивость к перметрину (значение LD50 = 0,44 нг/мг у женщин) с более высоким значением LD50, равным 3,70, по сравнению с MCM-S (значение LD50 = 0,44 нг/мг у женщин) нг/мг у женщин (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029).Хотя PMD-R гораздо менее чувствителен к перметрину, чем MCM-S, его чувствительность к PBO и маслам C. verum, A. galanga и C. rotundus немного выше, чем MCM-S.
Как наблюдалось в биоанализе комбинации ЭО-перметрин у взрослой популяции, бинарные смеси перметрина и ЭО (LD25) показали либо синергизм (значение SR > 1,05), либо отсутствие эффекта (значение SR = 1 ± 0,05).Комплексное воздействие смеси ЭО-перметрина на взрослых комаров на экспериментальных комаров-альбиносов.Штаммы Aedes aegypti MCM-S и PMD-R показаны в таблице 4 и на рисунке 3. Было обнаружено, что добавление масла C. verum несколько снижает LD50 перметрина по отношению к MCM-S и слегка увеличивает LD50 по отношению к PMD-R до 0,44– 0,42 нг/мг у женщин и от 3,70 до 3,85 нг/мг у женщин соответственно.Напротив, добавление масел C. rotundus и A. galanga значительно снизило LD50 перметрина на MCM-S с 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) нг/мг женщины.На основе значений LD50 MCM-S значения SR смеси ЭО-перметрин после добавления масел C. rotundus и A. galanga составили 6,28 и 4,00 соответственно.Соответственно, ЛД50 перметрина против ПМД-Р достоверно снизилась с 3,70 до 0,42 (U=0, Z=-2,309, P=0,029) и до 0,003 при добавлении масел C. rotundus и A. galanga (U=0). ., Z = -2,337, P = 0,029) нг/мг самки.Значение SR перметрина в сочетании с C. rotundus против PMD-R составляло 8,81, тогда как значение SR смеси галангала и перметрина составляло 1233,33.По отношению к MCM-S значение LD50 положительного контроля PBO снизилось с 0,44 до 0,26 нг/мг (самки) и с 3,70 нг/мг (самки) до 0,65 нг/мг (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029) и ПМД-Р (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029).Значения SR смеси ПБО-перметрин для штаммов MCM-S и PMD-R составили 1,69 и 5,69 соответственно.Эти результаты показывают, что масла C. rotundus и A. galanga и PBO повышают токсичность перметрина в большей степени, чем масло C. verum, для штаммов MCM-S и PMD-R.
Активность взрослых (LD50) ЭО, ПБО, перметрина (PE) и их комбинаций против пиретроид-чувствительных (MCM-S) и резистентных (PMD-R) штаммов комаров Aedes.Aedes aegypti
[45].Синтетические пиретроиды используются во всем мире для борьбы почти со всеми членистоногими, имеющими сельскохозяйственное и медицинское значение.Однако из-за вредных последствий использования синтетических инсектицидов, особенно с точки зрения развития и широкого распространения резистентности комаров, а также воздействия на долгосрочное здоровье и окружающую среду, в настоящее время существует острая необходимость сократить их использование. традиционных синтетических инсектицидов и разработать альтернативы [35, 46, 47].Помимо защиты окружающей среды и здоровья человека, преимущества растительных инсектицидов включают высокую селективность, глобальную доступность, а также простоту производства и использования, что делает их более привлекательными для борьбы с комарами [32,48, 49].Это исследование, помимо выяснения химических характеристик эффективных эфирных масел с помощью анализа ГХ-МС, также оценило эффективность взрослых эфирных масел и их способность усиливать токсичность синтетического перметрина.aegypti в чувствительных к пиретроидам штаммах (MCM-S) и устойчивых штаммах (PMD-R).
ГХ-МС характеристика показала, что циперн (14,04%), β-бисаболен (18,27%) и коричный альдегид (64,66%) были основными компонентами масел C. rotundus, A. galanga и C. verum соответственно.Эти химические вещества продемонстрировали разнообразную биологическую активность.Ан и др.[50] сообщили, что 6-ацетоксициперен, выделенный из корневища C. rotundus, действует как противоопухолевое соединение и может индуцировать каспазозависимый апоптоз в клетках рака яичников.β-бисаболен, экстрагированный из эфирного масла миррового дерева, проявляет специфическую цитотоксичность в отношении опухолевых клеток молочной железы человека и мыши как in vitro, так и in vivo [51].Сообщается, что коричный альдегид, полученный из природных экстрактов или синтезированный в лаборатории, обладает инсектицидной, антибактериальной, противогрибковой, противовоспалительной, иммуномодулирующей, противораковой и антиангиогенной активностью [52].
Результаты дозозависимого биоанализа активности взрослых показали хороший потенциал тестируемых ЭО и показали, что штаммы комаров Aedes MCM-S и PMD-R имели одинаковую чувствительность к ЭО и ПБО.Aedes aegypti.Сравнение эффективности ЭО и перметрина показало, что последний обладает более сильным аллерцидным действием: значения ЛД50 составляют 0,44 и 3,70 нг/мг у самок для штаммов MCM-S и PMD-R соответственно.Эти результаты подтверждаются многими исследованиями, показывающими, что пестициды природного происхождения, особенно продукты растительного происхождения, обычно менее эффективны, чем синтетические вещества [31, 34, 35, 53, 54].Это может быть связано с тем, что первый представляет собой сложную комбинацию активных или неактивных ингредиентов, а второй представляет собой очищенное одно активное соединение.Однако разнообразие и сложность природных активных ингредиентов с разными механизмами действия могут усиливать биологическую активность или препятствовать развитию резистентности в популяциях-хозяевах [55, 56, 57].Многие исследователи сообщают о противомоскитном потенциале C. verum, A. galanga и C. rotundus и их компонентов, таких как β-бисаболен, циннамальдегид и 1,8-цинеол [22, 36, 58, 59, 60,61, 62,63,64].Однако обзор литературы показал, что ранее не было сообщений о его синергическом эффекте с перметрином или другими синтетическими инсектицидами против комаров Aedes.Aedes aegypti.
В этом исследовании значительные различия в чувствительности к перметрину наблюдались между двумя штаммами Aedes.Aedes aegypti.MCM-S чувствителен к перметрину, тогда как PMD-R гораздо менее чувствителен к нему, со степенью устойчивости 8,41.По сравнению с чувствительностью MCM-S, PMD-R менее чувствителен к перметрину, но более чувствителен к ЭО, что дает основу для дальнейших исследований, направленных на повышение эффективности перметрина путем объединения его с ЭО.Синергетический комбинированный биоанализ воздействия на взрослых показал, что бинарные смеси ЭО и перметрина снижают или повышают смертность взрослых Aedes.Aedes aegypti.Добавление масла C. verum немного снизило LD50 перметрина против MCM-S, но немного увеличило LD50 против PMD-R со значениями SR 1,05 и 0,96 соответственно.Это указывает на то, что масло C. verum не оказывает синергического или антагонистического действия на перметрин при тестировании на MCM-S и PMD-R.Напротив, масла C. rotundus и A. galanga продемонстрировали значительный синергетический эффект за счет значительного снижения значений LD50 перметрина на MCM-S или PMD-R.При объединении перметрина с ЭО C. rotundus и A. galanga значения SR смеси ЭО-перметрин для MCM-S составили 6,28 и 4,00 соответственно.Кроме того, когда перметрин оценивали против PMD-R в сочетании с C. rotundus (SR = 8,81) или A. galanga (SR = 1233,33), значения SR значительно увеличивались.Стоит отметить, что и C. rotundus, и A. galanga усиливали токсичность перметрина в отношении PMD-R Ae.aegypti значительно.Аналогичным образом было обнаружено, что ПБО увеличивает токсичность перметрина со значениями SR 1,69 и 5,69 для штаммов MCM-S и PMD-R соответственно.Поскольку C. rotundus и A. galanga имели самые высокие значения SR, они считались лучшими синергистами в усилении токсичности перметрина в отношении MCM-S и PMD-R соответственно.
В нескольких предыдущих исследованиях сообщалось о синергическом эффекте комбинаций синтетических инсектицидов и растительных экстрактов против различных видов комаров.Ларвицидный биоанализ против Anopheles Stephensi, изученный Калаянасундарамом и Дасом [65], показал, что фентион, органофосфат широкого спектра действия, связан с Cleodendron inerme, Pedalium murax и Parthenium hysterophorus.Значительный синергизм наблюдался между экстрактами с синергическим эффектом (SF) 1,31., 1,38, 1,40, 1,48, 1,61 и 2,23 соответственно.При ларвицидном скрининге 15 видов мангровых деревьев было обнаружено, что петролейный эфирный экстракт ходульных корней мангровых деревьев наиболее эффективен против Culex quinquefasciatus со значением LC50 25,7 мг/л [66].Сообщалось также, что синергетический эффект этого экстракта и ботанического инсектицида пиретрума снижает LC50 пиретрума против личинок C. quinquefasciatus с 0,132 мг/л до 0,107 мг/л, кроме того, в этом исследовании использовался расчет SF 1,23.34,35,44].Была оценена комбинированная эффективность экстракта корня цитрона Solanum и нескольких синтетических инсектицидов (например, фентиона, циперметрина (синтетического пиретроида) и тиметфоса (фосфорорганического ларвицида)) против комаров Anopheles.Stephensi [54] и C. quinquefasciatus [34].Совместное применение циперметрина и экстракта петролейного эфира желтого плода показало синергетический эффект на циперметрин во всех соотношениях.Наиболее эффективным соотношением оказалась бинарная комбинация 1:1 со значениями LC50 и SF 0,0054 ppm и 6,83 соответственно по отношению к An.Стивен Уэст[54].В то время как бинарная смесь S. xanthocarpum и темефоса в соотношении 1:1 была антагонистической (SF = 0,6406), комбинация S. xanthocarpum-фентион (1:1) проявляла синергическую активность против C. quinquefasciatus с SF 1,3125 [34]].Тонг и Бломквист [35] изучали влияние растительного этиленоксида на токсичность карбарила (карбамата широкого спектра действия) и перметрина для комаров рода Aedes.Aedes aegypti.Результаты показали, что оксид этилена из агара, черного перца, можжевельника, бессмертника, сандалового дерева и кунжута увеличивает токсичность карбарила для комаров Aedes.Значения SR личинок aegypti варьируются от 1,0 до 7,0.Напротив, ни один из ЭО не был токсичным для взрослых комаров Aedes.На данном этапе не сообщалось о синергических эффектах комбинации Aedes aegypti и ЭО-карбарила.PBO использовался в качестве положительного контроля для усиления токсичности карбарила против комаров Aedes.Значения SR личинок и имаго Aedes aegypti составляют 4,9-9,5 и 2,3 соответственно.На ларвицидную активность проверяли только бинарные смеси перметрина и ЭО или ПБО.Смесь ЭО-перметрин оказывала антагонистическое действие, тогда как смесь ПБО-перметрин оказывала синергетический эффект против комаров рода Aedes.Личинки Aedes aegypti.Однако эксперименты по доза-эффекту и оценка SR для смесей ПБО-перметрин еще не проводились.Хотя относительно синергического действия фитосинтетических комбинаций против комаров-переносчиков достигнуто мало результатов, эти данные подтверждают существующие результаты, которые открывают перспективу добавления синергистов не только для снижения применяемой дозы, но и для увеличения убивающего эффекта.Эффективность насекомых.Кроме того, результаты этого исследования впервые продемонстрировали, что масла C. rotundus и A. galanga синергически оказывают значительно более высокую эффективность против чувствительных к пиретроидам и устойчивых к пиретроиду штаммов комаров Aedes по сравнению с PBO в сочетании с токсичностью перметрина.Aedes aegypti.Однако неожиданные результаты синергетического анализа показали, что масло C. verum обладает наибольшей противовзрослой активностью против обоих штаммов Aedes.Удивительно, но токсическое действие перметрина на Aedes aegypti оказалось неудовлетворительным.Вариации токсических и синергических эффектов могут быть частично обусловлены воздействием различных типов и уровней биоактивных компонентов в этих маслах.
Несмотря на попытки понять, как повысить эффективность, синергетические механизмы остаются неясными.Возможные причины различной эффективности и синергетического потенциала могут включать различия в химическом составе тестируемых продуктов и различия в чувствительности комаров, связанные со статусом и развитием резистентности.Существуют различия между основными и второстепенными компонентами оксида этилена, протестированными в этом исследовании, и было показано, что некоторые из этих соединений обладают репеллентным и токсическим действием против различных вредителей и переносчиков болезней [61,62,64,67,68].Однако основные соединения, охарактеризованные в маслах C. rotundus, A. galanga и C. verum, такие как циперн, β-бисаболен и коричный альдегид, в этой статье не тестировались на предмет их противовзрослой и синергической активности против Ae соответственно.Aedes aegypti.Поэтому необходимы будущие исследования для выделения активных ингредиентов, присутствующих в каждом эфирном масле, и выяснения их инсектицидной эффективности и синергетического взаимодействия против этого комара-переносчика.В целом инсектицидная активность зависит от действия и реакции между ядами и тканями насекомых, которую можно упростить и разделить на три стадии: проникновение в кожу тела насекомого и мембраны органов-мишеней, активация (= взаимодействие с мишенью) и детоксикация.токсичные вещества [57, 69].Следовательно, синергизм инсектицидов, приводящий к повышению эффективности комбинаций токсикантов, требует по крайней мере одной из этих категорий, таких как повышенное проникновение, большая активация накопленных соединений или менее сниженная детоксикация активного ингредиента пестицида.Например, энергетическая толерантность задерживает проникновение кутикулы через утолщенную кутикулу и биохимическую устойчивость, например, усиленный метаболизм инсектицидов, наблюдаемый у некоторых устойчивых штаммов насекомых [70, 71].Значительная эффективность ЭМ в повышении токсичности перметрина, особенно в отношении ПМД-Р, может указывать на решение проблемы устойчивости к инсектицидам путем взаимодействия с механизмами устойчивости [57, 69, 70, 71].Тонг и Бломквист [35] поддержали результаты этого исследования, продемонстрировав синергетическое взаимодействие между ЭМ и синтетическими пестицидами.aegypti, имеются данные об ингибирующей активности в отношении детоксицирующих ферментов, включая монооксигеназы цитохрома P450 и карбоксилэстеразы, которые тесно связаны с развитием устойчивости к традиционным пестицидам.Считается, что ПБО не только является метаболическим ингибитором монооксигеназы цитохрома P450, но также улучшает проникновение инсектицидов, о чем свидетельствует его использование в качестве положительного контроля в синергических исследованиях [35, 72].Интересно, что 1,8-цинеол, один из важных компонентов, обнаруженных в масле галангала, известен своим токсическим действием на виды насекомых [22, 63, 73] и, как сообщается, оказывает синергическое действие в нескольких областях исследований биологической активности [22, 63, 73]. 74]..,75,76,77].Кроме того, 1,8-цинеол в сочетании с различными препаратами, включая куркумин [78], 5-фторурацил [79], мефенаминовую кислоту [80] и зидовудин [81], также оказывает эффект, способствующий проникновению.in vitro.Таким образом, возможная роль 1,8-цинеола в синергическом инсектицидном действии заключается не только в качестве активного ингредиента, но и в качестве усилителя проникновения.Из-за большего синергизма с перметрином, особенно против PMD-R, синергетические эффекты масла галангала и трихозантесового масла, наблюдаемые в этом исследовании, могут быть результатом взаимодействия с механизмами устойчивости, то есть повышенной проницаемостью для хлора.Пиретроиды усиливают активацию накопленных соединений и ингибируют детоксицирующие ферменты, такие как монооксигеназы цитохрома P450 и карбоксилэстеразы.Однако эти аспекты требуют дальнейшего изучения для выяснения специфической роли ЭО и его изолированных соединений (по отдельности или в комбинации) в синергических механизмах.
В 1977 году сообщалось о повышении уровня устойчивости к перметрину у основных популяций переносчиков в Таиланде, и в течение следующих десятилетий использование перметрина было в значительной степени заменено другими химическими веществами пиретроида, особенно теми, которые были заменены дельтаметрином [82].Однако устойчивость переносчиков к дельтаметрину и другим классам инсектицидов чрезвычайно распространена по всей стране из-за чрезмерного и постоянного применения [14, 17, 83, 84, 85, 86].Для борьбы с этой проблемой рекомендуется чередовать или повторно использовать выброшенные пестициды, которые ранее были эффективными и менее токсичными для млекопитающих, такие как перметрин.В настоящее время, хотя использование перметрина было сокращено в недавних национальных государственных программах борьбы с комарами, устойчивость к перметрину все еще можно обнаружить в популяциях комаров.Это может быть связано с воздействием на комаров коммерческих средств борьбы с бытовыми вредителями, которые в основном состоят из перметрина и других пиретроидов [14, 17].Таким образом, успешное перепрофилирование перметрина требует разработки и реализации стратегий по снижению устойчивости переносчиков.Хотя ни одно из эфирных масел, протестированных по отдельности в этом исследовании, не было столь же эффективным, как перметрин, совместная работа с перметрином привела к впечатляющим синергическим эффектам.Это многообещающее указание на то, что взаимодействие ЭО с механизмами устойчивости приводит к тому, что комбинация перметрина с ЭО оказывается более эффективной, чем инсектицид или ЭО в отдельности, особенно против Ae PMD-R.Aedes aegypti.Преимущества синергических смесей в повышении эффективности, несмотря на использование более низких доз для борьбы с переносчиками, могут привести к улучшению управления резистентностью и снижению затрат [33, 87].Из этих результатов приятно отметить, что эфирные масла A. galanga и C. rotundus были значительно более эффективны, чем PBO, в синергии токсичности перметрина как у штаммов MCM-S, так и у PMD-R, и являются потенциальной альтернативой традиционным эргогенным вспомогательным средствам.
Выбранные ЭО имели значительный синергетический эффект в усилении токсичности для взрослых в отношении PMD-R Ae.aegypti, особенно масло галангала, имеет значение SR до 1233,33, что указывает на то, что ЭО имеет широкие перспективы в качестве синергиста в повышении эффективности перметрина.Это может стимулировать использование нового активного натурального продукта, что в совокупности может увеличить использование высокоэффективных средств борьбы с комарами.Это также раскрывает потенциал оксида этилена в качестве альтернативного синергиста для эффективного улучшения старых или традиционных инсектицидов для решения существующих проблем резистентности в популяциях комаров.Использование легкодоступных растений в программах борьбы с комарами не только снижает зависимость от импортных и дорогих материалов, но и стимулирует местные усилия по укреплению систем общественного здравоохранения.
Эти результаты ясно показывают значительный синергетический эффект, оказываемый комбинацией этиленоксида и перметрина.Результаты подчеркивают потенциал оксида этилена как растительного синергиста в борьбе с комарами, повышая эффективность перметрина против комаров, особенно в устойчивых популяциях.Будущие разработки и исследования потребуют синергетического биоанализа масел галангала и альпинии и их выделенных соединений, комбинаций инсектицидов природного или синтетического происхождения против нескольких видов и стадий комаров, а также испытаний на токсичность против нецелевых организмов.Практическое использование оксида этилена как жизнеспособного альтернативного синергиста.
Всемирная организация здравоохранения.Глобальная стратегия профилактики денге и борьбы с ней на 2012–2020 гг.Женева: Всемирная организация здравоохранения, 2012.
Уивер С.К., Коста Ф., Гарсия-Бланко М.А., Ко А.И., Рибейро Г.С., Сааде Г. и др.Вирус Зика: история, возникновение, биология и перспективы борьбы.Противовирусные исследования.2016;130:69–80.
Всемирная организация здравоохранения.Информационный бюллетень по денге.2016. http://www.searo.who.int/entity/vector_borne_tropical_diseases/data/data_factsheet/en/.Дата обращения: 20 января 2017 г.
Департамент общественного здравоохранения.Текущее состояние случаев лихорадки денге и геморрагической лихорадки денге в Таиланде.2016. http://www.m-society.go.th/article_attach/13996/17856.pdf.Дата обращения: 6 января 2017 г.
Ooi EE, Goh CT, Gabler DJ.35 лет профилактики денге и борьбы с переносчиками инфекции в Сингапуре.Внезапное инфекционное заболевание.2006;12:887–93.
Моррисон А.С., Зелински-Гутьеррес Э., Скотт Т.В., Розенберг Р. Выявите проблемы и предложите решения для борьбы с вирусными векторами Aedes aegypti.ПЛОС Медицина.2008;5:362–6.
Центры по контролю и профилактике заболеваний.Лихорадка Денге, энтомология и экология.2016. http://www.cdc.gov/dengue/entomologyecology/.Дата обращения: 6 января 2017 г.
Охимайн Э.И., Ангай Т.К., Бэсси С.Е. Сравнение ларвицидной активности листьев, коры, стеблей и корней Jatropa curcas (Euphorbiaceae) против переносчика малярии Anopheles gambiae.СЖБР.2014;3:29-32.
Сулеймани-Ахмади М., Ватандуст Х., Заре М. Характеристики среды обитания личинок Anopheles в малярийных районах программы ликвидации малярии на юго-востоке Ирана.Азиатско-Тихоокеанский регион J Trop Biomed.2014;4(Приложение 1):S73–80.
Беллини Р., Зеллер Х., Ван Бортель В. Обзор подходов к борьбе с переносчиками болезней, предотвращению и контролю вспышек вируса Западного Нила, а также проблем, стоящих перед Европой.Вектор паразитов.2014;7:323.
Мутусами Р., Шивакумар М.С. Селекция и молекулярные механизмы устойчивости к циперметрину у красных гусениц (Amsacta albistriga Walker).Биохимическая физиология вредителей.2014;117:54–61.
Рамкумар Г., Шивакумар М.С. Лабораторное исследование устойчивости к перметрину и перекрестной устойчивости Culex quinquefasciatus к другим инсектицидам.Паласторский исследовательский центр.2015;114:2553–60.
Мацунака С., Хатсон Д.Х., Мерфи С.Д.Химия пестицидов: благополучие человека и окружающая среда, Том.3: Механизм действия, метаболизм и токсикология.Нью-Йорк: Пергамон Пресс, 1983.
Чареонвирияфап Т., Бангс М.Дж., Сувонкерт В., Конгми М., Корбель А.В., Нгоен-Клан Р. Обзор устойчивости к инсектицидам и поведенческого избегания переносчиков болезней человека в Таиланде.Вектор паразитов.2013;6:280.
Чареонвирияфап Т., Аум-Аунг Б., Ратанатам С. Текущие закономерности устойчивости к инсектицидам среди комаров-переносчиков в Таиланде.Юго-Восточная Азия J Trop Med Общественное здравоохранение.1999;30:184-94.
Чареонвирияфап Т., Бангс М.Дж., Ратанатам С. Статус малярии в Таиланде.Юго-Восточная Азия J Trop Med Общественное здравоохранение.2000;31:225–37.
Плернсуб С., Сайнгамсук Дж., Янола Дж., Лумджуан Н., Типпаванкосол П., Уолтон С., Сомбун П. Временная частота мутаций устойчивости к нокдауну F1534C и V1016G у комаров Aedes aegypti в Чиангмае, Таиланд, и влияние мутаций на эффективность распыления теплового тумана содержащие пиретроиды.Актатроп.2016;162:125–32.
Вонтас Дж., Киулос Э., Павлиди Н., Мору Э., Делла Торре А., Рэнсон Х. Устойчивость к инсектицидам основных переносчиков лихорадки денге Aedes albopictus и Aedes aegypti.Биохимическая физиология вредителей.2012;104:126–31.
Время публикации: 08 июля 2024 г.