Dziękujemy za odwiedzenie Nature.com.Wersja przeglądarki, której używasz, obsługuje ograniczoną obsługę CSS.Aby uzyskać najlepsze wyniki, zalecamy użycie nowszej wersji przeglądarki (lub wyłączenie trybu zgodności w przeglądarce Internet Explorer).W międzyczasie, aby zapewnić ciągłe wsparcie, wyświetlamy witrynę bez stylizacji i JavaScript.
Kombinacje związków owadobójczych pochodzenia roślinnego mogą wykazywać synergistyczne lub antagonistyczne interakcje przeciwko szkodnikom.Biorąc pod uwagę szybkie rozprzestrzenianie się chorób przenoszonych przez komary Aedes i rosnącą odporność populacji komarów Aedes na tradycyjne środki owadobójcze, opracowano dwadzieścia osiem kombinacji związków terpenowych na bazie roślinnych olejków eterycznych i przetestowano je przeciwko stadiom larwalnym i dorosłym Aedes aegypti.Wstępnie oceniono pięć roślinnych olejków eterycznych (EO) pod kątem ich skuteczności larwobójczej i stosowania u dorosłych, a w każdym EO zidentyfikowano dwa główne związki na podstawie wyników GC-MS.Zakupiono główne zidentyfikowane związki, a mianowicie disiarczek diallilu, trisiarczek diallilu, karwon, limonen, eugenol, metyloeugenol, eukaliptol, eudesmol i alfa-pinen komarów.Następnie przygotowano binarne kombinacje tych związków, stosując dawki subletalne, a następnie zbadano i określono ich działanie synergistyczne i antagonistyczne.Najlepsze kompozycje larwobójcze uzyskuje się przez zmieszanie limonenu z dwusiarczkiem diallilu, a najlepsze kompozycje larwobójcze uzyskuje się przez zmieszanie karwonu z limonenem.Stosowany na rynku syntetyczny larwobójca Temphos i lek dla dorosłych Malation badano oddzielnie oraz w kombinacjach binarnych z terpenoidami.Wyniki wykazały, że najskuteczniejszą kombinacją było połączenie temefosu i dwusiarczku diallilu oraz malationu i eudesmolu.Te silne kombinacje mają potencjał do zastosowania przeciwko Aedes aegypti.
Roślinne olejki eteryczne (EO) to metabolity wtórne zawierające różne związki bioaktywne i stają się coraz ważniejsze jako alternatywa dla syntetycznych pestycydów.Są nie tylko przyjazne dla środowiska i użytkownika, ale stanowią także mieszaninę różnych związków bioaktywnych, co również zmniejsza prawdopodobieństwo rozwoju lekooporności1.Korzystając z technologii GC-MS, naukowcy zbadali składniki różnych roślinnych olejków eterycznych i zidentyfikowali ponad 3000 związków z 17 500 roślin aromatycznych2, z których większość została przetestowana pod kątem właściwości owadobójczych i według doniesień ma działanie owadobójcze3,4.Niektóre badania podkreślają, że toksyczność głównego składnika związku jest taka sama lub większa niż toksyczność surowego tlenku etylenu.Jednak zastosowanie poszczególnych związków może ponownie pozostawić miejsce na rozwój odporności, jak ma to miejsce w przypadku chemicznych środków owadobójczych5,6.Dlatego też obecnie koncentrujemy się na przygotowaniu mieszanin związków na bazie tlenku etylenu w celu poprawy skuteczności owadobójczej i zmniejszenia prawdopodobieństwa wystąpienia oporności w docelowych populacjach szkodników.Poszczególne związki aktywne obecne w EO mogą wykazywać działanie synergistyczne lub antagonistyczne w kombinacjach odzwierciedlających ogólną aktywność EO, co zostało dobrze podkreślone w badaniach przeprowadzonych przez poprzednich badaczy7,8.Program kontroli wektorów obejmuje również EO i jego komponenty.Działanie olejków eterycznych na komary było szeroko badane na komarach Culex i Anopheles.W kilku badaniach próbowano opracować skuteczne pestycydy poprzez łączenie różnych roślin z komercyjnie stosowanymi pestycydami syntetycznymi w celu zwiększenia ogólnej toksyczności i zminimalizowania skutków ubocznych9.Jednak badania takich związków przeciwko Aedes aegypti pozostają rzadkie.Postępy w naukach medycznych oraz rozwój leków i szczepionek pomogły w walce z niektórymi chorobami przenoszonymi przez wektory.Jednak obecność różnych serotypów wirusa przenoszonego przez komara Aedes aegypti doprowadziła do niepowodzenia programów szczepień.Dlatego w przypadku wystąpienia takich chorób jedyną opcją zapobiegania rozprzestrzenianiu się choroby są programy kontroli wektorów.W obecnym scenariuszu zwalczanie Aedes aegypti jest bardzo ważne, ponieważ jest to kluczowy wektor różnych wirusów i ich serotypów powodujących gorączkę denga, Zika, gorączkę krwotoczną denga, żółtą febrę itp. Najbardziej godnym uwagi jest fakt, że liczba liczba przypadków prawie wszystkich chorób przenoszonych przez wektory przenoszonych przez Aedes rośnie z roku na rok w Egipcie i rośnie na całym świecie.Dlatego w tym kontekście istnieje pilna potrzeba opracowania przyjaznych dla środowiska i skutecznych środków kontroli populacji Aedes aegypti.Potencjalnymi kandydatami w tym zakresie są EO, ich związki składowe i ich kombinacje.Dlatego w tym badaniu podjęto próbę zidentyfikowania skutecznych synergistycznych kombinacji kluczowych roślinnych związków EO z pięciu roślin o właściwościach owadobójczych (tj. mięty, świętej bazylii, eukaliptusa plamistego, czosnku zwyczajnego i melaleuca) przeciwko Aedes aegypti.
Wszystkie wybrane EO wykazały potencjalne działanie larwobójcze przeciwko Aedes aegypti przy 24-godzinnym LC50 w zakresie od 0,42 do 163,65 ppm.Najwyższą aktywność larwobójczą zarejestrowano dla mięty pieprzowej (Mp) EO o wartości LC50 wynoszącej 0,42 ppm po 24 godzinach, a następnie czosnku (As) o wartości LC50 wynoszącej 16,19 ppm po 24 godzinach (Tabela 1).
Z wyjątkiem Ocimum Sainttum, Os EO, wszystkie pozostałe cztery przesiane EO wykazały oczywiste działanie alerkobójcze, przy wartościach LC50 w zakresie od 23,37 do 120,16 ppm w ciągu 24-godzinnego okresu ekspozycji.Thymophilus striata (Cl) EO był najskuteczniejszy w zabijaniu dorosłych osób przy wartości LC50 wynoszącej 23,37 ppm w ciągu 24 godzin od narażenia, a następnie Eucalyptus maculata (Em), którego wartość LC50 wynosiła 101,91 ppm (Tabela 1).Z drugiej strony wartość LC50 dla Os nie została jeszcze ustalona, ponieważ najwyższy wskaźnik śmiertelności wynoszący 53% odnotowano przy najwyższej dawce (rysunek uzupełniający 3).
Zidentyfikowano dwa główne związki składowe każdego EO i wybrano na podstawie wyników bazy danych biblioteki NIST, procentu powierzchni chromatogramu GC i wyników widm MS (Tabela 2).W przypadku EO As głównymi zidentyfikowanymi związkami były dwusiarczek diallilu i trisiarczek diallilu;w przypadku EO Mp głównymi zidentyfikowanymi związkami były karwon i limonen, w przypadku EO Em głównymi zidentyfikowanymi związkami były eudesmol i eukaliptol;W przypadku EO Os głównymi zidentyfikowanymi związkami były eugenol i metyloeugenol, a w przypadku EO Cl głównymi zidentyfikowanymi związkami były eugenol i α-pinen (rysunek 1, rysunki uzupełniające 5–8, tabela uzupełniająca 1–5).
Wyniki spektrometrii mas głównych terpenoidów wybranych olejków eterycznych (disiarczek A-diallilu, trisiarczek B-diallilu, C-eugenol, D-metyloeugenol, E-limonen, F-aromatyczny ceperon, G-α-pinen, H-cyneol ; R-eudamol).
W sumie zidentyfikowano dziewięć związków (disiarczek diallilu, trisiarczek diallilu, eugenol, metyloeugenol, karwon, limonen, eukaliptol, eudesmol, α-pinen) jako skuteczne związki, które są głównymi składnikami EO i poddano je indywidualnym testom biologicznym przeciwko Aedes aegypti u larw gradacja..Związek eudesmol wykazywał najwyższą aktywność larwobójczą przy wartości LC50 wynoszącej 2,25 ppm po 24 godzinach ekspozycji.Stwierdzono również, że związki disiarczek diallilu i trisiarczek diallilu mają potencjalne działanie larwobójcze, przy średnich dawkach subletalnych w zakresie 10–20 ppm.Umiarkowane działanie larwobójcze ponownie zaobserwowano dla związków eugenolu, limonenu i eukaliptolu z wartościami LC50 wynoszącymi 63,35 ppm, 139,29 ppm.i 181,33 ppm po 24 godzinach (tab. 3).Nie stwierdzono jednak istotnego potencjału larwobójczego metyloeugenolu i karwonu nawet przy najwyższych dawkach, dlatego nie obliczono wartości LC50 (tab. 3).Syntetyczny larwicyd Temephos miał średnie śmiertelne stężenie 0,43 ppm przeciwko Aedes aegypti w ciągu 24 godzin ekspozycji (tabela 3, tabela uzupełniająca 6).
Zidentyfikowano siedem związków (disiarczek diallilu, trisiarczek diallilu, eukaliptol, α-pinen, eudesmol, limonen i karwon) jako główne związki skutecznego EO i przetestowano je indywidualnie przeciwko dorosłym egipskim komarom Aedes.Według analizy regresji Probit stwierdzono, że największy potencjał ma eudesmol przy wartości LC50 wynoszącej 1,82 ppm, a następnie eukaliptol przy wartości LC50 wynoszącej 17,60 ppm po 24-godzinnym czasie ekspozycji.Pozostałe pięć badanych związków było umiarkowanie szkodliwe dla dorosłych, a wartości LC50 mieściły się w zakresie od 140,79 do 737,01 ppm (Tabela 3).Syntetyczny malation fosforoorganiczny był słabszy niż eudesmol i wyższy niż pozostałe sześć związków, przy wartości LC50 wynoszącej 5,44 ppm w 24-godzinnym okresie ekspozycji (tabela 3, tabela uzupełniająca 6).
Wybrano siedem silnych związków ołowiu i tamefosat fosforoorganiczny w celu sformułowania kombinacji binarnych ich dawek LC50 w stosunku 1:1.W sumie przygotowano 28 kombinacji binarnych i przetestowano je pod kątem skuteczności larwobójczej przeciwko Aedes aegypti.Stwierdzono, że dziewięć kombinacji ma działanie synergistyczne, 14 kombinacji jest antagonistycznych, a pięć kombinacji nie ma działania larwobójczego.Spośród kombinacji synergistycznych najskuteczniejsza była kombinacja disiarczku diallilu i temofolu, ze 100% śmiertelnością obserwowaną po 24 godzinach (Tabela 4).Podobnie mieszaniny limonenu z dwusiarczkiem diallilu i eugenolu z tymetfosem wykazały duży potencjał, przy zaobserwowanej śmiertelności larw wynoszącej 98,3% (Tabela 5).Pozostałe 4 kombinacje, a mianowicie eudesmol z eukaliptolem, eudesmol z limonenem, eukaliptol z alfa-pinenem, alfa-pinen z temefosem, również wykazały znaczną skuteczność larwobójczą, przy zaobserwowanej śmiertelności przekraczającej 90%.Przewidywana śmiertelność wynosi blisko 60-75%.(Tabela 4).Jednakże połączenie limonenu z α-pinenem lub eukaliptusem wykazywało reakcje antagonistyczne.Podobnie stwierdzono, że mieszaniny temefosu z eugenolem lub eukaliptusem, eudesmolem lub trisiarczkiem diallilu mają działanie antagonistyczne.Podobnie połączenie dwusiarczku diallilu i trisiarczku diallilu oraz połączenie któregokolwiek z tych związków z eudesmolem lub eugenolem mają działanie antagonistyczne w działaniu larlobójczym.Zgłaszano także antagonizm w przypadku skojarzenia eudesmolu z eugenolem lub α-pinenem.
Spośród wszystkich 28 mieszanin binarnych badanych pod kątem aktywności kwasowej u dorosłych, 7 kombinacji miało działanie synergistyczne, 6 nie miało żadnego efektu, a 15 było antagonistycznych.Stwierdzono, że mieszaniny eudesmolu z eukaliptusem i limonenu z karwonem są bardziej skuteczne niż inne synergiczne połączenia, a śmiertelność po 24 godzinach wynosi odpowiednio 76% i 100% (Tabela 5).Zaobserwowano, że malation wykazuje działanie synergistyczne ze wszystkimi kombinacjami związków z wyjątkiem limonenu i trisiarczku diallilu.Z drugiej strony, stwierdzono antagonizm pomiędzy dwusiarczkiem diallilu i trisiarczkiem diallilu oraz połączeniem któregokolwiek z nich z eukaliptusem, eukaliptolem, karwonem lub limonenem.Podobnie połączenia α-pinenu z eudesmolem lub limonenem, eukaliptolu z karwonem lub limonenem oraz limonenu z eudesmolem lub malationem wykazały antagonistyczne działanie larwobójcze.W przypadku pozostałych sześciu kombinacji nie stwierdzono istotnej różnicy między śmiertelnością oczekiwaną a obserwowaną (Tabela 5).
W oparciu o efekty synergiczne i dawki subletalne ostatecznie wybrano i poddano dalszym testom ich toksyczność larwobójczą w stosunku do dużej liczby komarów Aedes aegypti.Wyniki wykazały, że obserwowana śmiertelność larw przy zastosowaniu binarnych kombinacji eugenol-limonen, disiarczek diallilu-limonen i disiarczek diallilu-timephos wyniosła 100%, podczas gdy oczekiwana śmiertelność larw wyniosła odpowiednio 76,48%, 72,16% i 63,4% (Tabela 6)..Połączenie limonenu i eudesmolu było stosunkowo mniej skuteczne, przy 88% śmiertelności larw w ciągu 24-godzinnego okresu narażenia (Tabela 6).Podsumowując, cztery wybrane kombinacje binarne wykazały również synergistyczne działanie larwobójcze przeciwko Aedes aegypti, gdy były stosowane na dużą skalę (Tabela 6).
Wybrano trzy synergiczne kombinacje do testu biologicznego zabijania dorosłych osobników w celu zwalczania dużych populacji dorosłych osobników Aedes aegypti.Aby wybrać kombinacje do przetestowania na dużych koloniach owadów, najpierw skupiliśmy się na dwóch najlepszych synergicznych kombinacjach terpenów, a mianowicie karwon z limonenem i eukaliptol z eudesmolem.Po drugie, najlepszą synergiczną kombinację wybrano spośród połączenia syntetycznego malationu organofosforanowego i terpenoidów.Uważamy, że połączenie malationu i eudesmolu jest najlepszą kombinacją do testów na dużych koloniach owadów ze względu na najwyższą obserwowaną śmiertelność i bardzo niskie wartości LC50 składników kandydujących.Malation wykazuje synergizm w połączeniu z α-pinenem, dwusiarczkiem diallilu, eukaliptusem, karwonem i eudesmolem.Ale jeśli spojrzymy na wartości LC50, Eudesmol ma najniższą wartość (2,25 ppm).Obliczone wartości LC50 dla malationu, α-pinenu, dwusiarczku diallilu, eukaliptolu i karwonu wynosiły 5,4, 716,55, 166,02, 17,6 i 140,79 ppm.odpowiednio.Wartości te wskazują, że połączenie malationu i eudesmolu jest optymalną kombinacją pod względem dawkowania.Wyniki wykazały, że kombinacje karwonu z limonenem i eudesmolu z malationem powodowały zaobserwowaną śmiertelność na poziomie 100% w porównaniu z oczekiwaną śmiertelnością wynoszącą 61% do 65%.Inne połączenie, eudesmol i eukaliptol, wykazało śmiertelność na poziomie 78,66% po 24 godzinach narażenia w porównaniu z oczekiwaną śmiertelnością na poziomie 60%.Wszystkie trzy wybrane kombinacje wykazały działanie synergistyczne nawet przy zastosowaniu na dużą skalę przeciwko dorosłym osobnikom Aedes aegypti (Tabela 6).
W tym badaniu wybrane EO roślinne, takie jak Mp, As, Os, Em i Cl, wykazały obiecujący śmiertelny wpływ na stadia larwalne i dorosłe Aedes aegypti.Mp EO wykazywało najwyższą aktywność larwobójczą przy wartości LC50 wynoszącej 0,42 ppm, a następnie As, Os i Em EO z wartością LC50 mniejszą niż 50 ppm po 24 godzinach.Wyniki te są spójne z wcześniejszymi badaniami komarów i innych muchówek dwuskrzydłych10,11,12,13,14.Chociaż siła larwobójcza Cl jest niższa niż innych olejków eterycznych, przy wartości LC50 wynoszącej 163,65 ppm po 24 godzinach, jego potencjał dla dorosłych jest najwyższy przy wartości LC50 wynoszącej 23,37 ppm po 24 godzinach.EO Mp, As i Em również wykazywały dobry potencjał alerkobójczy przy wartościach LC50 w zakresie 100–120 ppm po 24 godzinach ekspozycji, ale były stosunkowo niższe niż ich skuteczność larwobójcza.Z kolei EO Os wykazywał znikome działanie alerkobójcze już przy najwyższej dawce terapeutycznej.Wyniki wskazują zatem, że toksyczność tlenku etylenu dla roślin może się różnić w zależności od etapu rozwojowego komarów15.Zależy to również od szybkości przenikania EO do organizmu owada, ich interakcji z określonymi enzymami docelowymi oraz zdolności detoksykacyjnej komara na każdym etapie rozwojowym16.Duża liczba badań wykazała, że główny składnik jest ważnym czynnikiem aktywności biologicznej tlenku etylenu, ponieważ stanowi większość wszystkich związków3,12,17,18.Dlatego rozważaliśmy dwa główne związki w każdym EO.Na podstawie wyników GC-MS zidentyfikowano disiarczek diallilu i trisiarczek diallilu jako główne związki EO As, co jest zgodne z wcześniejszymi raportami19,20,21.Chociaż poprzednie raporty wskazywały, że mentol jest jednym z jego głównych związków, karwon i limonen ponownie zidentyfikowano jako główne związki o Mp EO22,23.Profil składu Os EO wykazał, że głównymi związkami są eugenol i metyloeugenol, co jest podobne do ustaleń wcześniejszych badaczy16,24.Donoszono, że eukaliptol i eukaliptol są głównymi związkami obecnymi w olejku z liści Em, co jest zgodne z ustaleniami niektórych badaczy25,26, ale sprzeczne z ustaleniami Olalade i wsp.27.W olejku eterycznym melaleuca zaobserwowano dominację cyneolu i α-pinenu, co jest podobne do wcześniejszych badań28,29.Donoszono o wewnątrzgatunkowych różnicach w składzie i stężeniu olejków eterycznych ekstrahowanych z tego samego gatunku roślin w różnych lokalizacjach, które zaobserwowano również w tym badaniu, na które wpływają geograficzne warunki wzrostu roślin, czas zbiorów, etap rozwojowy lub wiek rośliny.pojawienie się chemotypów itp.22,30,31,32.Następnie zakupiono kluczowe zidentyfikowane związki i przetestowano je pod kątem ich działania larwobójczego i wpływu na dorosłe komary Aedes aegypti.Wyniki wykazały, że działanie larwobójcze dwusiarczku diallilu było porównywalne z działaniem surowego EO As.Ale aktywność trisiarczku diallilu jest wyższa niż EO As.Wyniki te są podobne do tych uzyskanych przez Kimbarisa i in.33 w Culex na Filipinach.Jednakże te dwa związki nie wykazały dobrej aktywności autobójczej wobec docelowych komarów, co jest zgodne z wynikami Plata-Rueda i wsp. 34 dotyczącymi Tenebrio molitor.Os EO jest skuteczny przeciwko stadium larwalnemu Aedes aegypti, ale nie przeciwko stadium dorosłemu.Ustalono, że aktywność larwobójcza głównych poszczególnych związków jest niższa niż surowego Os EO.Sugeruje to rolę innych związków i ich interakcji w surowym tlenku etylenu.Sam metyloeugenol ma znikomą aktywność, podczas gdy sam eugenol ma umiarkowane działanie larwobójcze.Wniosek ten z jednej strony potwierdza35,36, z drugiej zaś zaprzecza wnioskom wcześniejszych badaczy37,38.Różnice w grupach funkcyjnych eugenolu i metyloeugenolu mogą powodować różną toksyczność wobec tego samego docelowego owada39.Stwierdzono, że limonen wykazuje umiarkowane działanie larwobójcze, natomiast działanie karwonu jest nieistotne.Podobnie stosunkowo niska toksyczność limonenu dla dorosłych owadów i wysoka toksyczność karwonu potwierdzają wyniki niektórych wcześniejszych badań40, ale zaprzeczają innym41.Obecność podwójnych wiązań zarówno w pozycjach wewnątrzcyklicznych, jak i egzocyklicznych może zwiększać korzyści stosowania tych związków jako larwicydów3,41, podczas gdy karwon, będący ketonem z nienasyconymi atomami węgla alfa i beta, może wykazywać większy potencjał toksyczności u dorosłych42.Jednakże indywidualne cechy limonenu i karwonu są znacznie niższe niż całkowity EO Mp (Tabela 1, Tabela 3).Spośród badanych terpenoidów stwierdzono, że eudesmol ma największe działanie larwobójcze i dorosłe osobniki przy wartości LC50 poniżej 2,5 ppm, co czyni go obiecującym związkiem do zwalczania komarów Aedes.Jego działanie jest lepsze niż całego EO Em, chociaż nie jest to zgodne z ustaleniami Chenga i wsp.40.Eudesmol to seskwiterpen zawierający dwie jednostki izoprenowe, który jest mniej lotny niż utlenione monoterpeny, takie jak eukaliptus, i dlatego ma większy potencjał jako pestycyd.Sam eukaliptol ma większe działanie na osobniki dorosłe niż larwobójcze, a wyniki wcześniejszych badań zarówno potwierdzają, jak i obalają tę tezę37,43,44.Sama aktywność jest prawie porównywalna z aktywnością całego EO Cl.Inny bicykliczny monoterpen, α-pinen, ma mniejszy wpływ na dorosłe osobniki Aedes aegypti niż działanie larwobójcze, co jest przeciwieństwem działania pełnego EO Cl.Na ogólną aktywność owadobójczą terpenoidów wpływa ich lipofilowość, lotność, rozgałęzienia węglowe, obszar projekcji, pole powierzchni, grupy funkcyjne i ich położenie45,46.Związki te mogą działać poprzez niszczenie nagromadzeń komórkowych, blokowanie czynności oddechowej, przerywanie przekazywania impulsów nerwowych itp. 47 Stwierdzono, że syntetyczny organofosforan Temefos ma najwyższą aktywność larwobójczą przy wartości LC50 wynoszącej 0,43 ppm, co jest zgodne z danymi Leka - Utala48.Aktywność syntetycznego malationu fosforoorganicznego u dorosłych stwierdzono na poziomie 5,44 ppm.Chociaż te dwa fosforany organiczne wykazały korzystną reakcję na laboratoryjne szczepy Aedes aegypti, w różnych częściach świata donoszono o oporności komarów na te związki49.Nie znaleziono jednak podobnych doniesień na temat rozwoju oporności na leki ziołowe50.Dlatego w programach kontroli wektorów środki botaniczne są uważane za potencjalną alternatywę dla pestycydów chemicznych.
Działanie larwobójcze zbadano na 28 kombinacjach binarnych (1:1) przygotowanych z silnych terpenoidów i terpenoidów z tymetfosem i stwierdzono, że 9 kombinacji ma działanie synergistyczne, 14 antagonistyczne i 5 antagonistyczne.Bez efektu.Z drugiej strony, w biologicznym teście siły działania u dorosłych stwierdzono, że 7 kombinacji ma działanie synergistyczne, 15 kombinacji jest antagonistycznych, a w przypadku 6 kombinacji zgłoszono brak efektu.Powodem, dla którego pewne kombinacje dają efekt synergistyczny, może być to, że związki kandydujące oddziałują jednocześnie na różnych ważnych szlakach lub sekwencyjne hamowanie różnych kluczowych enzymów określonego szlaku biologicznego51.Stwierdzono, że połączenie limonenu z disiarczkiem diallilu, eukaliptusem lub eugenolem działa synergistycznie zarówno w zastosowaniach na małą, jak i dużą skalę (Tabela 6), podczas gdy stwierdzono, że jego połączenie z eukaliptusem lub α-pinenem ma antagonistyczne działanie na larwy.Średnio limonen wydaje się być dobrym synergetykiem, prawdopodobnie ze względu na obecność grup metylowych, dobrą penetrację warstwy rogowej naskórka i inny mechanizm działania52,53.Już wcześniej donoszono, że limonen może powodować skutki toksyczne poprzez przenikanie do łusek owadów (toksyczność kontaktowa), działanie na układ trawienny (środek przeciwpożywieniowy) lub działanie na układ oddechowy (działanie fumigacyjne),54 natomiast fenylopropanoidy, takie jak eugenol, mogą wpływać na enzymy metaboliczne55. Dlatego połączenia związków o różnych mechanizmach działania mogą zwiększać ogólny efekt śmiertelny mieszaniny.Stwierdzono, że eukaliptol działa synergistycznie z dwusiarczkiem diallilu, eukaliptusem lub α-pinenem, ale inne połączenia z innymi związkami albo nie działały larwobójczo, albo były antagonistyczne.Wczesne badania wykazały, że eukaliptol ma działanie hamujące na acetylocholinoesterazę (AChE), a także na receptory oktaaminy i GABA56.Ponieważ cykliczne monoterpeny, eukaliptol, eugenol itp. mogą mieć ten sam mechanizm działania, co ich działanie neurotoksyczne, minimalizując w ten sposób ich łączne skutki poprzez wzajemne hamowanie.Podobnie stwierdzono, że połączenie Temefosu z dwusiarczkiem diallilu, α-pinenem i limonenem działa synergistycznie, co potwierdza wcześniejsze doniesienia o działaniu synergistycznym między produktami ziołowymi i syntetycznymi organofosforanami58.
Stwierdzono, że połączenie eudesmolu i eukaliptolu ma działanie synergistyczne na stadia larwalne i dorosłe Aedes aegypti, prawdopodobnie ze względu na ich różne sposoby działania wynikające z różnej budowy chemicznej.Eudesmol (seskwiterpen) może wpływać na układ oddechowy 59, a eukaliptol (monoterpen) może wpływać na acetylocholinoesterazę 60 .Jednoczesne narażenie składników na dwa lub więcej miejsc docelowych może zwiększyć ogólny śmiertelny efekt połączenia.W testach biologicznych substancji dorosłych stwierdzono, że malation działa synergistycznie z karwonem, eukaliptolem, eukaliptolem, dwusiarczkiem diallilu lub α-pinenem, co wskazuje, że działa synergistycznie z dodatkiem limonenu i di.Dobry, synergiczny kandydat na allercyd dla całego portfolio związków terpenowych, z wyjątkiem trisiarczku allilu.Thangam i Kathiresan61 również podali podobne wyniki synergistycznego działania malationu z ekstraktami ziołowymi.Ta synergistyczna odpowiedź może wynikać z połączonego toksycznego działania malationu i fitochemikaliów na enzymy detoksykujące owady.Fosforany organiczne, takie jak malation, na ogół działają poprzez hamowanie esteraz i monooksygenaz cytochromu P45062,63,64.Dlatego połączenie malationu z tymi mechanizmami działania i terpenów o różnych mechanizmach działania może zwiększyć ogólny śmiertelny wpływ na komary.
Z drugiej strony antagonizm wskazuje, że wybrane związki są mniej aktywne w połączeniu niż każdy związek osobno.Przyczyną antagonizmu w niektórych kombinacjach może być to, że jeden związek modyfikuje zachowanie drugiego związku poprzez zmianę szybkości wchłaniania, dystrybucji, metabolizmu lub wydalania.Pierwsi badacze uważali, że jest to przyczyną antagonizmu kombinacji leków.Cząsteczki Możliwy mechanizm 65. Podobnie możliwe przyczyny antagonizmu mogą być związane z podobnymi mechanizmami działania, konkurencją związków składowych o ten sam receptor lub miejsce docelowe.W niektórych przypadkach może również wystąpić niekonkurencyjne hamowanie docelowego białka.W tym badaniu dwa związki siarkoorganiczne, disiarczek diallilu i trisiarczek diallilu, wykazały działanie antagonistyczne, prawdopodobnie z powodu konkurencji o to samo miejsce docelowe.Podobnie te dwa związki siarki wykazywały działanie antagonistyczne i nie działały w połączeniu z eudesmolem i α-pinenem.Eudesmol i alfa-pinen mają charakter cykliczny, podczas gdy dwusiarczek diallilu i trisiarczek diallilu mają charakter alifatyczny.Na podstawie struktury chemicznej połączenie tych związków powinno zwiększyć ogólną aktywność śmiertelną, ponieważ ich miejsca docelowe są zwykle różne34,47, ale eksperymentalnie odkryliśmy antagonizm, który może wynikać z roli tych związków w niektórych nieznanych organizmach in vivo.systemów w wyniku interakcji.Podobnie połączenie cyneolu i α-pinenu powodowało reakcje antagonistyczne, chociaż badacze zgłaszali wcześniej, że te dwa związki mają różne cele działania47,60.Ponieważ oba związki są cyklicznymi monoterpenami, mogą istnieć pewne wspólne miejsca docelowe, które mogą konkurować o wiązanie i wpływać na ogólną toksyczność badanych par kombinatorycznych.
Na podstawie wartości LC50 i zaobserwowanej śmiertelności wybrano dwie najlepiej synergistyczne kombinacje terpenów, a mianowicie pary karwon + limonen i eukaliptol + eudesmol, a także syntetyczny malation fosforoorganiczny z terpenami.Optymalną synergistyczną kombinację malationu i związków Eudesmolu przetestowano w bioteście owadobójczym dla dorosłych.Celuj w duże kolonie owadów, aby potwierdzić, czy te skuteczne kombinacje mogą działać przeciwko dużej liczbie osobników w stosunkowo dużych przestrzeniach ekspozycji.Wszystkie te kombinacje wykazują działanie synergistyczne wobec dużych rojów owadów.Podobne wyniki uzyskano dla optymalnej synergistycznej kombinacji larwobójczej testowanej przeciwko dużym populacjom larw Aedes aegypti.Zatem można stwierdzić, że skuteczna synergistyczna kombinacja roślinnych związków EO o działaniu larwobójczym i dorosłym jest silnym kandydatem w walce z istniejącymi syntetycznymi substancjami chemicznymi i może być dalej wykorzystywana do zwalczania populacji Aedes aegypti.Podobnie, skuteczne połączenia syntetycznych larwicydów lub dorosłych środków z terpenami można również zastosować w celu zmniejszenia dawek tymetfosu lub malationu podawanych komarom.Te silne synergistyczne połączenia mogą dostarczyć rozwiązań dla przyszłych badań nad ewolucją lekooporności u komarów Aedes.
Jaja Aedes aegypti zebrano z Regionalnego Centrum Badań Medycznych w Dibrugarh, Indyjskiej Rady Badań Medycznych i trzymano w kontrolowanej temperaturze (28 ± 1 °C) i wilgotności (85 ± 5%) na Wydziale Zoologii Uniwersytetu Gauhati pod nadzorem następujące warunki: Arivoli opisano i in.Po wykluciu larwy karmiono pokarmem dla larw (proszek herbatnikowy dla psów i drożdże w proporcji 3:1), a osobniki dorosłe karmiono 10% roztworem glukozy.Począwszy od trzeciego dnia po wzejściu, dorosłe samice komarów mogły ssać krew szczurów albinosów.Bibułę filtracyjną namocz w wodzie w szklance i umieść ją w klatce do składania jaj.
Wybrane próbki roślin, a mianowicie liście eukaliptusa (Myrtaceae), święta bazylia (Lamiaceae), mięta (Lamiaceae), melaleuca (Myrtaceae) i cebule czosnku (Amaryllidaceae).Zebrane w Guwahati i zidentyfikowane przez Wydział Botaniki Uniwersytetu Gauhati.Zebrane próbki roślin (500 g) poddano hydrodestylacji w aparacie Clevengera przez 6 godzin.Wyekstrahowany EO zebrano w czystych szklanych fiolkach i przechowywano w temperaturze 4°C do dalszych badań.
Toksyczność larwobójczą badano przy użyciu nieco zmodyfikowanych standardowych procedur Światowej Organizacji Zdrowia67.Użyj DMSO jako emulgatora.Każde stężenie EO początkowo badano przy 100 i 1000 ppm, odsłaniając 20 larw w każdym powtórzeniu.Na podstawie wyników zastosowano zakres stężeń i rejestrowano śmiertelność od 1 godziny do 6 godzin (w odstępach 1-godzinnych) oraz po 24 godzinach, 48 godzinach i 72 godzinach po zabiegu.Stężenia subletalne (LC50) oznaczono po 24, 48 i 72 godzinach ekspozycji.Każde stężenie oznaczano w trzech powtórzeniach wraz z jedną kontrolą ujemną (tylko woda) i jedną kontrolą dodatnią (woda traktowana DMSO).Jeśli nastąpi przepoczwarczenie i więcej niż 10% larw w grupie kontrolnej umrze, doświadczenie powtarza się.Jeśli współczynnik umieralności w grupie kontrolnej wynosi 5–10%, należy zastosować wzór korekcyjny Abbotta 68.
Metoda opisana przez Ramara i in.69 zastosowano w teście biologicznym u dorosłych przeciwko Aedes aegypti, stosując aceton jako rozpuszczalnik.Każdy EO był początkowo testowany przeciwko dorosłym komarom Aedes aegypti w stężeniach 100 i 1000 ppm.Nanieś po 2 ml każdego przygotowanego roztworu na liczbę Whatmana.1 kawałek bibuły filtracyjnej (wymiary 12 x 15 cm2) i pozostawić aceton do odparowania na 10 minut.Jako kontrolę zastosowano bibułę filtracyjną potraktowaną jedynie 2 ml acetonu.Po odparowaniu acetonu obrobioną bibułę filtracyjną i kontrolną bibułę filtracyjną umieszcza się w cylindrycznej rurze (o głębokości 10 cm).Dziesięć 3-4-dniowych komarów nieżywiących się krwią przeniesiono w trzech powtórzeniach dla każdego stężenia.Na podstawie wyników badań wstępnych zbadano różne stężenia wybranych olejów.Śmiertelność rejestrowano po 1 godzinie, 2 godzinach, 3 godzinach, 4 godzinach, 5 godzinach, 6 godzinach, 24 godzinach, 48 godzinach i 72 godzinach po wypuszczeniu komara.Oblicz wartości LC50 dla czasów ekspozycji 24 godzin, 48 godzin i 72 godzin.Jeżeli śmiertelność partii kontrolnej przekracza 20%, powtórzyć cały test.Podobnie, jeśli współczynnik śmiertelności w grupie kontrolnej jest większy niż 5%, należy skorygować wyniki dla próbek poddanych działaniu preparatu, korzystając ze wzoru Abbotta68.
W celu analizy związków wchodzących w skład wybranych olejków eterycznych przeprowadzono chromatografię gazową (Agilent 7890A) i spektrometrię mas (Accu TOF GCv, Jeol).GC wyposażono w detektor FID i kolumnę kapilarną (HP5-MS).Gazem nośnym był hel, szybkość przepływu wynosiła 1 ml/min.Program GC ustawia Allium sativum na 10:80-1M-8-220-5M-8-270-9M i Ocimum Sainttum na 10:80-3M-8-200-3M-10-275-1M-5 – 280, dla mięty 10:80-1M-8-200-5M-8-275-1M-5-280, dla eukaliptusa 20,60-1M-10-200-3M-30-280, a dla czerwieni Na tysiąc warstw są nimi 10: 60-1M-8-220-5M-8-270-3M.
Główne związki każdego EO zidentyfikowano na podstawie procentu powierzchni obliczonego na podstawie chromatogramu GC i wyników spektrometrii mas (w odniesieniu do bazy danych standardów NIST 70).
Dwa główne związki w każdym EO wybrano na podstawie wyników GC-MS i zakupiono od Sigma-Aldrich o czystości 98–99% do dalszych testów biologicznych.Związki badano pod kątem skuteczności larwobójczej i dorosłej przeciwko Aedes aegypti, jak opisano powyżej.Przeanalizowano najczęściej stosowane syntetyczne larwicydy, tamefosat (Sigma Aldrich) i malation leku dla dorosłych (Sigma Aldrich), w celu porównania ich skuteczności z wybranymi związkami EO, stosując tę samą procedurę.
Binarne mieszaniny wybranych związków terpenowych i związków terpenowych oraz dostępnych w handlu organofosforanów (tilefosu i malationu) przygotowano przez zmieszanie dawki LC50 każdego związku-kandydata w stosunku 1:1.Przygotowane kombinacje testowano na stadiach larwalnych i dorosłych Aedes aegypti, jak opisano powyżej.Każdy test biologiczny przeprowadzono trzykrotnie dla każdej kombinacji i trzykrotnie dla poszczególnych związków obecnych w każdej kombinacji.Śmierć docelowych owadów rejestrowano po 24 godzinach.Oblicz oczekiwaną śmiertelność dla mieszaniny binarnej, korzystając z poniższego wzoru.
gdzie E = oczekiwana śmiertelność komarów Aedes aegypti w odpowiedzi na kombinację binarną, czyli połączenie (A + B).
Efekt każdej mieszaniny binarnej oznaczono jako synergistyczny, antagonistyczny lub brak efektu w oparciu o wartość χ2 obliczoną metodą opisaną przez Pavla52.Oblicz wartość χ2 dla każdej kombinacji, korzystając z poniższego wzoru.
Efekt kombinacji zdefiniowano jako synergistyczny, gdy obliczona wartość χ2 była większa niż wartość z tabeli dla odpowiednich stopni swobody (95% przedział ufności) i jeśli stwierdzono, że obserwowana śmiertelność przekracza śmiertelność oczekiwaną.Podobnie, jeśli obliczona wartość χ2 dla dowolnej kombinacji przekracza wartość z tabeli z pewnymi stopniami swobody, ale obserwowana śmiertelność jest niższa niż śmiertelność oczekiwana, leczenie uważa się za antagonistyczne.Jeżeli w dowolnej kombinacji obliczona wartość χ2 jest mniejsza niż wartość z tabeli w odpowiednich stopniach swobody, uważa się, że kombinacja nie ma wpływu.
Do testów na dużej liczbie owadów wybrano trzy do czterech potencjalnie synergistycznych kombinacji (100 larw i 50 aktywności larwobójczych i dorosłych owadów).Dorośli) postępuj jak powyżej.Oprócz mieszanin badano także poszczególne związki występujące w wybranych mieszaninach na równej liczbie larw i osobników dorosłych Aedes aegypti.Stosunek kombinacji to jedna część dawki LC50 jednego związku-kandydata i część dawki LC50 drugiego związku składowego.W teście biologicznym aktywności dorosłych wybrane związki rozpuszczono w rozpuszczalniku acetonie i naniesiono na bibułę filtracyjną owiniętą w cylindryczny plastikowy pojemnik o pojemności 1300 cm3.Aceton odparowano przez 10 minut i uwolniono dorosłe osobniki.Podobnie, w teście biologicznym larwobójczym, dawki związków kandydujących do LC50 najpierw rozpuszczono w równych objętościach DMSO, a następnie zmieszano z 1 litrem wody przechowywanej w plastikowych pojemnikach o pojemności 1300 cm3 i uwolniono larwy.
Analizę probabilistyczną 71 zarejestrowanych danych dotyczących śmiertelności przeprowadzono przy użyciu oprogramowania SPSS (wersja 16) i Minitab w celu obliczenia wartości LC50.
Czas publikacji: 01 lipca 2024 r