A propriedade cuticular afeta a sinergia inseticida dos principais constituintes do óleo de tomilho contra moscas domésticas, Musca domestica

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 12654 (2023) Citar este artigo

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Os óleos essenciais de plantas são misturas complexas compostas predominantemente por monoterpenos e alguns sesquiterpenos. Estes óleos apresentam diversas bioatividades contra organismos alvo, muitas vezes decorrentes de interações complexas entre os seus constituintes, que podem demonstrar efeitos sinérgicos ou antagônicos. Apesar de seu amplo uso como inseticidas botânicos, os mecanismos por trás dessas interações e seus efeitos na bioatividade são pouco compreendidos. Este estudo investigou a interação sinérgica do timol e do p-cimeno, dois constituintes principais do óleo essencial de Thymus vulgaris, em larvas e adultos da mosca doméstica Musca domestica. Os resultados mostraram que o p-cimeno sinergizou a atividade inseticida do timol em moscas domésticas adultas, mas não em larvas. Análises e bioensaios por GC-MS indicaram que o aumento da penetração cuticular do timol pelo p-cimeno foi o mecanismo de sinergia, que foi observado apenas nos adultos. Duas rotas potenciais foram propostas: a expansão da área umectante ou a ruptura da integridade cuticular através da dissolução da camada de cera. A aplicação sequencial e os resultados do bioensaio de tratamento de grande volume sugeriram que o primeiro era o mecanismo mais provável. Além disso, a hidrofobicidade da cutícula parecia crítica para esta sinergia específica do estágio. Os adultos desprovidos de cera não demonstraram toxicidade sinérgica, enquanto as larvas revestidas artificialmente com cera obtiveram um efeito sinérgico. No geral, as descobertas fornecem insights sobre o mecanismo sinérgico da atividade inseticida dos óleos essenciais de plantas e sugerem aplicações potenciais no desenvolvimento de estratégias eficazes usando sinergistas que melhoram a penetração.

As crescentes preocupações sobre os impactos ambientais e na saúde dos inseticidas sintéticos inspiraram a busca por estratégias mais seguras de controle de pragas, e os óleos essenciais de plantas são considerados candidatos alternativos. Parecem promissores no controlo de diversas pragas de insectos, uma vez que são geralmente considerados menos tóxicos para os seres humanos e animais selvagens do que os pesticidas convencionais1. Atualmente, muitos inseticidas botânicos comercializados estão disponíveis no mercado2,3,4,5. A maioria dos óleos essenciais é extraída das copas das flores, cascas, resina e sementes de várias fontes vegetais por meio de destilação a vapor6. São compostos por diversos constituintes, principalmente monoterpenos e sesquiterpenos7. A complexidade química e a diversidade estrutural dos constituintes dos óleos essenciais resultam frequentemente numa bioactividade combinada que é maior ou menor do que a dos componentes individuais; entretanto, o mecanismo dessas interações intermoleculares é menos compreendido.

Muitos óleos induzem um rápido início de respostas de envenenamento em insetos, o que sugere que os constituintes ativos desses óleos podem influenciar diretamente o sistema nervoso e exibir atividade inseticida8,9,10. Estudos demonstraram que a diversidade estrutural dos principais compostos dos óleos essenciais pode indicar múltiplos modos de ação. Por exemplo, timol e nootkatone, os principais constituintes dos óleos de tomilho e cedro, respectivamente, modulam os receptores do ácido gama-aminobutírico (GABA) da Drosophila melanogaster de maneiras opostas . Outros alvos neurais, incluindo sistemas octopaminérgicos, tiraminérgicos e colinérgicos, também foram propostos como potenciais locais/sistemas alvo para vários compostos derivados de óleos essenciais13,14,15,16.

Várias hipóteses foram propostas a respeito do mecanismo sinérgico dos óleos essenciais de plantas. Semelhante aos sinergistas convencionais, os óleos de manjericão e gerânio inibem a atividade do citocromo P450 e da glutationa-S-transferase, que são as principais enzimas de desintoxicação de substâncias tóxicas17. Em outro estudo, o limoneno amplificou a resposta eletrofisiológica ao estragol no sistema nervoso central de larvas de Spodoptera litura18. Contra outros insetos lepidópteros, como Trichoplusia ni, a alteração da penetração cuticular dos compostos ativos, diminuindo a tensão superficial da mistura, foi proposta como outro potencial mecanismo sinérgico .