У попередньому проекті тестування місцевих харчових заводів для комарів у Таїланді було виявлено, що ефірні олії (ЕО) Cyperus rotundus, калгану та кориці мають хорошу протимоскітну дію проти Aedes aegypti.Намагаючись скоротити використання традиційінсектицидиі покращити контроль над стійкими популяціями комарів, це дослідження мало на меті виявити потенційний синергізм між адультицидною дією етиленоксиду та токсичністю перметрину для комарів Aedes.aegypti, включаючи стійкі до піретроїдів і чутливі штами.
Для оцінки хімічного складу та знищувальної активності ЕО, екстрагованого з кореневищ C. rotundus і A. galanga та кори C. verum проти чутливого штаму Muang Chiang Mai (MCM-S) і резистентного штаму Pang Mai Dang (PMD-R). ).) Імаго активні Ae.Aedes aegypti.На цих комарах Aedes також було проведено біологічний аналіз суміші EO-перметрин у дорослих, щоб зрозуміти його синергетичну активність.штами aegypti.
Хімічна характеристика за допомогою аналітичного методу ГХ-МС показала, що 48 сполук було ідентифіковано з ЕО C. rotundus, A. galanga та C. verum, що становить 80,22%, 86,75% та 97,24% від загальної кількості компонентів відповідно.Циперен (14,04%), β-бісаболен (18,27%) і коричний альдегід (64,66%) є основними компонентами олії циперуса, олії калгану і бальзамічної олії відповідно.У біологічних аналізах знищення дорослих особин C. rotundus, A. galanga та C. verum були ефективними для знищення Ae.aegypti, значення LD50 MCM-S і PMD-R становили 10,05 і 9,57 мкг/мг у жінок, 7,97 і 7,94 мкг/мг у жінок і 3,30 і 3,22 мкг/мг у жінок відповідно.Ефективність MCM-S і PMD-R Ae у вбивстві дорослих особин.aegypti в цих ЕО був близький до піперонілбутоксиду (значення PBO, LD50 = 6,30 і 4,79 мкг/мг у жінок відповідно), але не настільки виражений, як у перметрину (значення LD50 = 0,44 і 3,70 нг/мг у жінок відповідно).Однак комбіновані біологічні аналізи виявили синергію між ЕО та перметрином.Значний синергізм з перметрином проти двох штамів комарів Aedes.Aedes aegypti помічено в ЕМ C. rotundus і A. galanga.Додавання масел C. rotundus і A. galanga значно знизило значення LD50 перметрину на MCM-S з 0,44 до 0,07 нг/мг і 0,11 нг/мг у самок відповідно зі значеннями коефіцієнта синергії (SR). 6,28 і 4,00 відповідно.Крім того, EO C. rotundus і A. galanga також значно знизили значення LD50 перметрину на PMD-R з 3,70 до 0,42 нг/мг і 0,003 нг/мг у самок, відповідно, зі значеннями SR 8,81 і 1233,33 відповідно..
Синергічний ефект комбінації EO-перметрин для посилення токсичності дорослих проти двох штамів комарів Aedes.Aedes aegypti демонструє багатообіцяючу роль етиленоксиду як синергіста в підвищенні ефективності проти комарів, особливо там, де традиційні сполуки неефективні або невідповідні.
Комар Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) є основним переносником лихоманки денге та інших інфекційних вірусних захворювань, таких як жовта лихоманка, чикунгунья та вірус Зіка, що становить величезну та постійну загрозу для людей [1, 2]..Вірус денге є найсерйознішою патогенною геморагічною лихоманкою, яка вражає людей, за оцінками, щорічно реєструється 5–100 мільйонів випадків і більше 2,5 мільярдів людей у всьому світі знаходяться під загрозою [3].Спалахи цієї інфекційної хвороби лягають величезним тягарем на населення, системи охорони здоров’я та економіку більшості тропічних країн [1].За даними Міністерства охорони здоров’я Таїланду, у 2015 році по всій країні було зареєстровано 142 925 випадків лихоманки денге та 141 смерть, що більш ніж утричі перевищує кількість випадків і смертей у 2014 році [4].Незважаючи на історичні докази, лихоманка денге була знищена або значно зменшена комаром Aedes.Після боротьби з Aedes aegypti [5] рівень зараження різко зріс, і хвороба поширилася по всьому світу, частково через десятиліття глобального потепління.Усунення та контроль Ae.Aedes aegypti є відносно складним, тому що це домашній комар-переносник, який спаровується, харчується, відпочиває та відкладає яйця в людському житлі та навколо нього протягом дня.Крім того, цей комар має здатність пристосовуватися до змін навколишнього середовища або збурень, спричинених природними явищами (такими як посуха) або заходами контролю людини, і може повернутися до своєї початкової чисельності [6, 7].Оскільки вакцини проти лихоманки денге були схвалені лише нещодавно, а специфічного лікування лихоманки денге не існує, запобігання та зниження ризику передачі лихоманки денге повністю залежить від контролю над комарами-переносниками та усуненням контакту людини з переносниками.
Зокрема, використання хімічних речовин для боротьби з комарами зараз відіграє важливу роль у громадському здоров’ї як важливий компонент комплексної інтегрованої боротьби з переносниками.До найпопулярніших хімічних методів відноситься використання малотоксичних інсектицидів, що діють проти личинок комарів (ларвіциди) і дорослих комарів (адидоциди).Боротьба з личинками шляхом зменшення джерела та регулярного використання хімічних ларвіцидів, таких як органофосфати та регулятори росту комах, вважається важливим.Проте несприятливий вплив на навколишнє середовище, пов’язаний із синтетичними пестицидами та їх трудомістким і складним обслуговуванням, залишається серйозною проблемою [8, 9].Традиційний активний контроль переносників, такий як контроль над дорослими, залишається найефективнішим засобом контролю під час вірусних спалахів, оскільки він може швидко та у великих масштабах знищити переносників інфекційних захворювань, а також зменшити тривалість життя та довголіття місцевих популяцій переносників [3]., 10].Чотири класи хімічних інсектицидів: хлорорганічні (називаються лише ДДТ), фосфорорганічні, карбамати та піретроїди складають основу програм боротьби з переносниками, причому піретроїди вважаються найуспішнішим класом.Вони мають високу ефективність проти різних членистоногих і мають низьку ефективність.токсичність для ссавців.В даний час синтетичні піретроїди складають більшість комерційних пестицидів, на них припадає близько 25% світового ринку пестицидів [11, 12].Перметрин і дельтаметрин є піретроїдними інсектицидами широкого спектру дії, які десятиліттями використовуються у всьому світі для боротьби з різноманітними шкідниками, що мають сільськогосподарське та медичне значення [13, 14].У 1950-х роках ДДТ було обрано хімічною речовиною для національної програми боротьби з комарами в Таїланді.Після широкого використання ДДТ в ендемічних по малярії районах Таїланд поступово припинив використання ДДТ між 1995 і 2000 роками і замінив його двома піретроїдами: перметрином і дельтаметрином [15, 16].Ці піретроїдні інсектициди були представлені на початку 1990-х років для боротьби з малярією та лихоманкою денге, головним чином за допомогою обробки сітками для ліжок і використанням теплових туманів і спреїв із наднизькою токсичністю [14, 17].Однак вони втратили ефективність через сильну стійкість до комарів і відсутність відповідності громадськості через занепокоєння щодо здоров’я населення та впливу синтетичних хімікатів на навколишнє середовище.Це створює значні проблеми для успіху програм контролю векторів загроз [14, 18, 19].Щоб зробити стратегію більш ефективною, необхідні своєчасні та відповідні контрзаходи.Рекомендовані процедури управління включають заміну природних речовин, ротацію хімікатів різних класів, додавання синергістів, змішування хімікатів або одночасне застосування хімікатів різних класів [14, 20, 21].Тому існує нагальна потреба знайти та розробити екологічно чисту, зручну та ефективну альтернативу та синергіст, і це дослідження спрямоване на вирішення цієї потреби.
Інсектициди природного походження, особливо ті, що базуються на рослинних компонентах, продемонстрували потенціал для оцінки поточних і майбутніх альтернатив боротьби з комарами [22, 23, 24].Кілька досліджень показали, що можна контролювати важливих переносників комарів, використовуючи рослинні продукти, особливо ефірні олії (ЕО), як убивць дорослих.Адультицидні властивості проти деяких важливих видів комарів були виявлені в багатьох рослинних оліях, таких як селера, кмин, цедоарія, аніс, трубочний перець, чебрець, Schinus terebinthifolia, Cymbopogon citratus, Cymbopogon schoenanthus, Cymbopogon giganteus, Chenopodium ambrosioides, Cochlospermum planchonii, Eucalyptus ter eticornis ., Eucalyptus citriodora, Cananga odorata та Petroselinum Criscum [25,26,27,28,29,30].Оксид етилену зараз використовується не тільки сам по собі, але й у поєднанні з екстрагованими рослинними речовинами або існуючими синтетичними пестицидами, виробляючи різний ступінь токсичності.Комбінації традиційних інсектицидів, таких як органофосфати, карбамати та піретроїди, з етиленоксидом/рослинними екстрактами діють синергетично або антагоністично у своїх токсичних ефектах і, як було показано, ефективні проти переносників хвороб і шкідників [31,32,33,34,35].Однак більшість досліджень синергетичних токсичних ефектів комбінацій фітохімічних речовин із синтетичними хімікатами або без них проводилися на сільськогосподарських комахах-переносниках і шкідниках, а не на комарах, які мають медичне значення.Більше того, більшість робіт щодо синергетичних ефектів комбінацій рослинно-синтетичних інсектицидів проти комарів-переносників зосереджено на ларвіцидному ефекті.
У попередньому дослідженні, проведеному авторами в рамках поточного дослідницького проекту скринінгу інтиміцидів з місцевих харчових рослин у Таїланді, було виявлено, що оксиди етилену Cyperus rotundus, калгану та кориці мають потенційну активність проти дорослих Aedes.Єгипет [36].Тому це дослідження мало на меті оцінити ефективність ЕО, виділених із цих лікарських рослин, проти комарів Aedes.aegypti, включаючи стійкі до піретроїдів і чутливі штами.Синергічний ефект бінарних сумішей етиленоксиду та синтетичних піретроїдів з хорошою ефективністю у дорослих також був проаналізований для зменшення використання традиційних інсектицидів і підвищення стійкості до комарів-переносників, особливо проти Aedes.Aedes aegypti.У цій статті наводиться хімічна характеристика ефективних ефірних олій та їх потенціал для посилення токсичності синтетичного перметрину проти комарів Aedes.aegypti у штамів, чутливих до піретроїдів (MCM-S) і резистентних штамів (PMD-R).
Кореневища C. rotundus і A. galanga, а також кора C. verum (рис. 1), які використовуються для екстракції ефірної олії, були придбані у постачальників фітопрепаратів у провінції Чіангмай, Таїланд.Наукова ідентифікація цих рослин була досягнута завдяки консультаціям з паном Джеймсом Франкліном Максвеллом, гербарним ботаніком кафедри біології, Науковий коледж Університету Чіангмай (CMU), провінція Чіангмай, Таїланд, і вченим Ваннарі Чароенсапом;на факультеті фармації Фармацевтичного коледжу Університету Карнегі-Меллона, пані Ваучер зразки кожної рослини зберігаються на факультеті паразитології медичної школи Університету Карнегі-Меллона для подальшого використання.
Зразки рослин сушили в тіні окремо протягом 3–5 днів у відкритому просторі з активною вентиляцією та температурою навколишнього середовища приблизно 30 ± 5 °C для видалення вмісту вологи перед екстракцією натуральних ефірних олій (ЕО).Загалом 250 г кожного сухого рослинного матеріалу механічно подрібнювали в грубий порошок і використовували для виділення ефірних олій (ЕО) за допомогою дистиляції з водяною парою.Дистиляційний апарат складався з електричного нагрівача, круглодонної колби на 3000 мл, екстракційної колони, конденсатора та пристрою Cool ace (Eyela Cool Ace CA-1112 CE, Tokyo Rikakikai Co. Ltd., Токіо, Японія) .Додайте 1600 мл дистильованої води та 10-15 скляних кульок у колбу, а потім нагрійте її приблизно до 100 °C за допомогою електричного нагрівача протягом щонайменше 3 годин, доки дистиляція не завершиться і більше не буде утворюватися ЕО.Шар ЕО відокремлювали від водної фази за допомогою ділильної воронки, сушили над безводним сульфатом натрію (Na2SO4) і зберігали в герметичній коричневій пляшці при 4°C до перевірки хімічного складу та активності дорослих.
Хімічний склад ефірних олій проводили одночасно з біопробою на дорослу речовину.Якісний аналіз проводили за допомогою системи ГХ-МС, що складається з газового хроматографа Hewlett-Packard (Вілмінгтон, Каліфорнія, США) 7890A, оснащеного одним квадрупольним мас-селективним детектором (Agilent Technologies, Вілмінгтон, Каліфорнія, США) і MSD 5975C (EI ).(Agilent Technologies).
Хроматографічна колонка – DB-5MS (30 м × ID 0,25 мм × товщина плівки 0,25 мкм).Загальний час роботи ГХ-МС становив 20 хвилин.Умови аналізу полягають у тому, що температури інжектора та транспортної лінії становлять 250 та 280 °C відповідно;температуру печі встановлюють на підвищення від 50 °C до 250 °C зі швидкістю 10 °C/хв, газ-носій - гелій;швидкість потоку 1,0 мл/хв;об'єм ін'єкції становить 0,2 мкл (1/10% об'єму в CH2Cl2, співвідношення розподілу 100:1);Для детекції ГХ-МС використовується система електронної іонізації з енергією іонізації 70 еВ.Діапазон отримання даних становить 50–550 атомних одиниць маси (amu), а швидкість сканування становить 2,91 сканування за секунду.Відносні відсотки компонентів виражаються у відсотках, нормалізованих на площу піку.Ідентифікація інгредієнтів EO базується на їх індексі утримання (RI).RI розраховувався за допомогою рівняння Ван ден Дула і Кратца [37] для серії н-алканів (C8-C40) і порівнювався з індексами утримання з літератури [38] і бібліотечних баз даних (NIST 2008 і Wiley 8NO8).Ідентичність показаних сполук, наприклад структуру та молекулярну формулу, було підтверджено шляхом порівняння з наявними автентичними зразками.
Аналітичні стандарти для синтетичного перметрину та піперонілбутоксиду (PBO, позитивний контроль у дослідженнях синергії) були придбані у Sigma-Aldrich (Сент-Луїс, Миссурі, США).Набори для тестування дорослих Всесвітньої організації охорони здоров’я (ВООЗ) і діагностичні дози паперу, просоченого перметрином (0,75%), були комерційно придбані в Центрі контролю за переносниками ВООЗ у Пенангу, Малайзія.Усі інші використані хімікати та реагенти були аналітичного класу та були придбані в місцевих установах у провінції Чіангмай, Таїланд.
Комарі, які використовувалися як тестові організми в біопробі дорослих, були вільно спаровуваними лабораторними комарами Aedes.aegypti, включаючи чутливий штам Muang Chiang Mai (MCM-S) і стійкий штам Pang Mai Dang (PMD-R).Штам MCM-S був отриманий з місцевих зразків, зібраних у районі Муанг Чіангмай, провінція Чіангмай, Таїланд, і зберігався в ентомологічному кабінеті Департаменту паразитології Медичної школи CMU з 1995 року [39].Штам PMD-R, який виявився стійким до перметрину, був виділений з польових комарів, спочатку зібраних у Ban Pang Mai Dang, район Mae Tang, провінція Чіангмай, Таїланд, і зберігається в тому самому інституті з 1997 року [40]. ].Штами PMD-R вирощували під селективним тиском для підтримки рівня резистентності шляхом періодичного впливу 0,75% перметрину з використанням набору ВООЗ для виявлення з деякими модифікаціями [41].Кожен штам Ae.Aedes aegypti колонізували індивідуально в лабораторії, вільній від патогенів, при 25 ± 2 °C і відносній вологості 80 ± 10% і світловому періоді 14:10 год.Приблизно 200 личинок містили в пластикових лотках (33 см завдовжки, 28 см завширшки та 9 см заввишки), наповнених водопровідною водою з щільністю 150–200 личинок на лоток і двічі на день годували стерилізованим собачим печивом.Дорослих хробаків утримували у вологих клітинах і постійно годували 10% водним розчином сахарози та 10% розчином полівітамінного сиропу.Самки комарів регулярно смокчуть кров, щоб відкласти яйця.Самки віком від двох до п’яти днів, яких не годували кров’ю, можна безперервно використовувати в експериментальних біологічних аналізах для дорослих.
Біоаналіз ЕО на дозу-смертність проводили на дорослих самках комарів Aedes.aegypti, MCM-S і PMD-R за допомогою місцевого методу, модифікованого відповідно до стандартного протоколу ВООЗ для тестування чутливості [42].EO з кожної рослини серійно розбавляли відповідним розчинником (наприклад, етанолом або ацетоном) для отримання градуйованої серії з 4-6 концентрацій.Після анестезії вуглекислим газом (CO2) комарів зважували окремо.Потім анестезованих комарів тримали нерухомо на сухому фільтрувальному папері на спеціальній холодній пластині під стереомікроскопом, щоб запобігти повторній активації під час процедури.Для кожної обробки 0,1 мкл розчину ЕО наносили на верхню переднеспинку самки за допомогою портативного мікродозатора Hamilton (700 Series Microliter™, Hamilton Company, Reno, NV, USA).Двадцять п'ять самок отримували кожну концентрацію, причому смертність становила від 10% до 95% для принаймні 4 різних концентрацій.Контролем служили комарі, оброблені розчинником.Щоб запобігти забрудненню тестових зразків, замініть фільтрувальний папір новим для кожного досліджуваного ЕО.Дози, що використовуються в цих біотестах, виражаються в мікрограмах ЕО на міліграм маси тіла живої жінки.Активність PBO у дорослих також оцінювали подібно до EO, при цьому PBO використовували як позитивний контроль у синергетичних експериментах.Оброблених комарів у всіх групах поміщали в пластикові стаканчики і давали 10% сахарози плюс 10% полівітамінного сиропу.Усі біологічні аналізи проводили при 25 ± 2 °C і відносній вологості 80 ± 10% і повторювали чотири рази з контролем.Смертність протягом 24-годинного періоду вирощування була перевірена та підтверджена відсутністю реакції комарів на механічну стимуляцію, а потім зареєстрована на основі середнього чотирьох повторів.Експериментальні обробки повторювали чотири рази для кожного тестового зразка з використанням різних партій комарів.Результати були узагальнені та використані для розрахунку відсотка смертності, який використовувався для визначення 24-годинної летальної дози за допомогою пробіт-аналізу.
Синергічний антицидний ефект ЕО та перметрину оцінювали за допомогою процедури аналізу місцевої токсичності [42], як описано раніше.Використовуйте ацетон або етанол як розчинник для приготування перметрину в бажаній концентрації, а також бінарну суміш ЕО та перметрину (ЕО-перметрин: перметрин, змішаний з ЕО при концентрації LD25).Тест-набори (перметрин і ЕО-перметрин) оцінювали проти штамів Ae MCM-S і PMD-R.Aedes aegypti.Кожна з 25 самок комарів отримала чотири дози перметрину, щоб перевірити його ефективність у вбивстві дорослих комарів, при цьому кожну обробку повторювали чотири рази.Щоб ідентифікувати потенційні синергісти ЕО, кожній з 25 самок комарів вводили від 4 до 6 доз ЕО-перметрину, кожне застосування повторювалося чотири рази.Обробка PBO-перметрином (перметрин, змішаний з концентрацією PBO LD25) також служила позитивним контролем.Дози, що використовуються в цих біотестах, виражаються в нанограмах досліджуваного зразка на міліграм маси тіла живої самки.Чотири експериментальні оцінки для кожного штаму комарів було проведено на індивідуально вирощених партіях, а дані про смертність були об’єднані та проаналізовані за допомогою Probit для визначення 24-годинної летальної дози.
Рівень смертності коригували за формулою Еббота [43].Скориговані дані аналізували за допомогою регресійного аналізу Probit з використанням програми комп’ютерної статистики SPSS (версія 19.0).Летальні значення 25%, 50%, 90%, 95% і 99% (LD25, LD50, LD90, LD95 і LD99 відповідно) були розраховані з використанням відповідних 95% довірчих інтервалів (95% ДІ).Вимірювання значущості та відмінностей між тестовими зразками оцінювали за допомогою тесту хі-квадрат або U-критерію Манна-Уїтні в рамках кожного біологічного аналізу.Результати вважалися статистично значущими на P< 0,05.Коефіцієнт опору (RR) оцінюють на рівні LD50 за формулою [12]:
RR > 1 вказує на резистентність, а RR ≤ 1 вказує на чутливість.Значення коефіцієнта синергії (SR) кожного кандидата в синергіст розраховується таким чином [34, 35, 44]:
Цей фактор ділить результати на три категорії: значення SR 1±0,05 вважається таким, що не має явного ефекту, значення SR >1,05 вважається таким, що має синергетичний ефект, а значення SR світло-жовтого рідкого масла може бути отримують перегонкою з водяною парою кореневищ C. rotundus і A. galanga і кори C. verum.Вихід, розрахований на суху вагу, становив 0,15%, 0,27% (маса/маса) і 0,54% (об’єм/об’єм).ж) відповідно (табл. 1).Дослідження ГХ-МС хімічного складу олій C. rotundus, A. galanga та C. verum показало наявність 19, 17 та 21 сполуки, що становило 80,22, 86,75 та 97,24% від усіх компонентів відповідно (табл. 2 ).Сполуки олії кореневища C. lucidum в основному складаються з циперонену (14,04%), потім йдуть каррален (9,57%), α-капселан (7,97%) і α-капселан (7,53%).Основним хімічним компонентом олії кореневища калгану є β-бісаболен (18,27%), потім йдуть α-бергамотен (16,28%), 1,8-цинеол (10,17%) і піперонол (10,09%).У той час як коричний альдегід (64,66%) було визначено як основний компонент олії кори C. verum, коричний ацетат (6,61%), α-копаїн (5,83%) і 3-фенілпропіональдегід (4,09%) вважалися другорядними інгредієнтами.Хімічні структури циперну, β-бісаболену та коричного альдегіду є основними сполуками C. rotundus, A. galanga та C. verum відповідно, як показано на малюнку 2.
Результати трьох ОО оцінили активність дорослих особин проти комарів Aedes.комарів aegypti наведено в таблиці 3. Було встановлено, що всі ЕО мають летальний вплив на комарів MCM-S Aedes у різних типах і дозах.Aedes aegypti.Найефективнішим ЕО є C. verum, за яким йдуть A. galanga та C. rotundus зі значеннями LD50 3,30, 7,97 та 10,05 мкг/мг MCM-S для самок відповідно, трохи вище 3,22 (U = 1), Z = -0,775, P = 0,667), 7,94 (U = 2, Z = 0, P = 1) і 9,57 (U = 0, Z = -1,549, P = 0,333) мкг/мг PMD -R у жінок.Це відповідає PBO, який має дещо вищий вплив на PMD-R у дорослих, ніж штам MSM-S, зі значеннями LD50 4,79 та 6,30 мкг/мг у жінок відповідно (U = 0, Z = -2,021, P = 0,057). .).Можна підрахувати, що значення LD50 C. verum, A. galanga, C. rotundus і PBO проти PMD-R приблизно в 0,98, 0,99, 0,95 і 0,76 рази нижчі, ніж проти MCM-S, відповідно.Таким чином, це вказує на те, що чутливість до PBO та EO є відносно подібною між двома штамами Aedes.Хоча PMD-R був більш чутливим, ніж MCM-S, чутливість Aedes aegypti була незначною.Навпаки, два штами Aedes сильно відрізнялися за своєю чутливістю до перметрину.aegypti (табл. 4).PMD-R продемонстрував значну стійкість до перметрину (значення LD50 = 0,44 нг/мг у жінок) з вищим значенням LD50 3,70 порівняно з MCM-S (значення LD50 = 0,44 нг/мг у жінок) нг/мг у жінок (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029).Незважаючи на те, що PMD-R набагато менш чутливий до перметрину, ніж MCM-S, його чутливість до PBO та масел C. verum, A. galanga та C. rotundus трохи вища, ніж MCM-S.
Як спостерігалося в біологічному дослідженні дорослої популяції комбінації EO-перметрин, бінарні суміші перметрину та EO (LD25) показали або синергізм (значення SR > 1,05), або відсутність ефекту (значення SR = 1 ± 0,05).Комплексний вплив на дорослих комарів EO-перметрин на експериментальних комарах-альбіносах.Штами Aedes aegypti MCM-S і PMD-R наведені в таблиці 4 і на малюнку 3. Було виявлено, що додавання олії C. verum трохи знижує LD50 перметрину проти MCM-S і трохи підвищує LD50 проти PMD-R до 0,44– 0,42 нг/мг у жінок і від 3,70 до 3,85 нг/мг у жінок відповідно.Навпаки, додавання масел C. rotundus і A. galanga значно знизило LD50 перметрину на MCM-S з 0,44 до 0,07 (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029) і до 0,11 (U = 0)., Z) = -2,309, P = 0,029) нг/мг жінок.Виходячи зі значень LD50 MCM-S, значення SR суміші EO-перметрин після додавання масел C. rotundus і A. galanga становили 6,28 і 4,00 відповідно.Відповідно, LD50 перметрину проти PMD-R значно знизився з 3,70 до 0,42 (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029) і до 0,003 з додаванням масел C. rotundus і A. galanga (U = 0) ., Z = -2,337, P = 0,029) нг/мг жінки.Значення SR перметрину в поєднанні з C. rotundus проти PMD-R становило 8,81, тоді як значення SR суміші галангал-перметрин становило 1233,33.Порівняно з MCM-S значення LD50 позитивного контролю PBO знизилося з 0,44 до 0,26 нг/мг (самки) та з 3,70 нг/мг (самки) до 0,65 нг/мг (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029) та PMD-R (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029).Значення SR суміші ПБО-перметрин для штамів MCM-S і PMD-R становили 1,69 і 5,69 відповідно.Ці результати вказують на те, що олії C. rotundus і A. galanga та PBO посилюють токсичність перметрину більшою мірою, ніж олія C. verum для штамів MCM-S і PMD-R.
Активність дорослих (LD50) EO, PBO, перметрину (PE) та їх комбінацій проти чутливих до піретроїдів (MCM-S) та резистентних (PMD-R) штамів комарів Aedes.Aedes aegypti
[45].Синтетичні піретроїди використовуються в усьому світі для боротьби майже з усіма членистоногими, що мають сільськогосподарське та медичне значення.Однак через шкідливі наслідки використання синтетичних інсектицидів, особливо з точки зору розвитку та широкого поширення стійкості комарів, а також довгострокового впливу на здоров’я та навколишнє середовище, зараз існує нагальна потреба скоротити використання традиційних синтетичних інсектицидів та розробити альтернативи [35, 46, 47].На додаток до захисту навколишнього середовища та здоров’я людини переваги ботанічних інсектицидів включають високу селективність, доступність у всьому світі та простоту виробництва та використання, що робить їх більш привабливими для боротьби з комарами [32,48, 49].У цьому дослідженні, на додаток до з’ясування хімічних характеристик ефективних ефірних олій за допомогою аналізу ГХ-МС, також оцінено ефективність ефірних олій для дорослих і їх здатність підвищувати токсичність синтетичного перметрину.aegypti у штамів, чутливих до піретроїдів (MCM-S) і резистентних штамів (PMD-R).
Характеристика ГХ-МС показала, що циперн (14,04%), β-бісаболен (18,27%) і коричний альдегід (64,66%) були основними компонентами олій C. rotundus, A. galanga і C. verum відповідно.Ці хімікати продемонстрували різноманітну біологічну активність.Ан та ін.[50] повідомили, що 6-ацетоксициперен, виділений із кореневища C. rotundus, діє як протипухлинна сполука та може індукувати каспазозалежний апоптоз у клітинах раку яєчників.β-бісаболен, екстрагований з ефірної олії дерева мирри, виявляє специфічну цитотоксичність проти клітин пухлини молочної залози людини та миші як in vitro, так і in vivo [51].Повідомлялося, що коричний альдегід, отриманий із природних екстрактів або синтезований у лабораторії, має інсектицидну, антибактеріальну, протигрибкову, протизапальну, імуномодулюючу, протипухлинну та антиангіогенну дію [52].
Результати дозозалежного біологічного аналізу активності дорослої людини продемонстрували хороший потенціал досліджуваних ЕО та показали, що штами комарів Aedes MCM-S та PMD-R мали однакову чутливість до ЕО та ПБО.Aedes aegypti.Порівняння ефективності ЕО та перметрину показало, що останній має сильніший алергоцидний ефект: значення LD50 становлять 0,44 та 3,70 нг/мг у самок для штамів MCM-S та PMD-R відповідно.Ці висновки підтверджуються багатьма дослідженнями, які показують, що природні пестициди, особливо продукти рослинного походження, загалом менш ефективні, ніж синтетичні речовини [31, 34, 35, 53, 54].Це може бути тому, що перший є складною комбінацією активних або неактивних інгредієнтів, тоді як останній є очищеною єдиною активною сполукою.Однак різноманітність і складність природних активних інгредієнтів з різними механізмами дії може підвищувати біологічну активність або перешкоджати розвитку резистентності в популяціях господарів [55, 56, 57].Багато дослідників повідомляли про антимоскітний потенціал C. verum, A. galanga та C. rotundus та їх компонентів, таких як β-бісаболен, циннамальдегід та 1,8-цинеол [22, 36, 58, 59, 60, 61, 62,63,64].Однак огляд літератури показав, що раніше не було повідомлень про його синергічний ефект з перметрином або іншими синтетичними інсектицидами проти комарів Aedes.Aedes aegypti.
У цьому дослідженні значні відмінності у чутливості до перметрину спостерігалися між двома штамами Aedes.Aedes aegypti.MCM-S чутливий до перметрину, тоді як PMD-R набагато менш чутливий до нього, з коефіцієнтом резистентності 8,41.Порівняно з чутливістю MCM-S, PMD-R менш чутливий до перметрину, але більш чутливий до ЕО, що є основою для подальших досліджень, спрямованих на підвищення ефективності перметрину шляхом поєднання його з ЕО.Синергічний біологічний аналіз на основі комбінованих ефектів для дорослих показав, що бінарні суміші ЕО та перметрину знижують або збільшують смертність дорослих Aedes.Aedes aegypti.Додавання олії C. verum трохи знизило LD50 перметрину проти MCM-S, але трохи збільшило LD50 проти PMD-R зі значеннями SR 1,05 і 0,96 відповідно.Це вказує на те, що олія C. verum не має синергічного чи антагоністичного ефекту щодо перметрину при тестуванні на MCM-S і PMD-R.Навпаки, олії C. rotundus і A. galanga показали значний синергетичний ефект шляхом значного зниження значень LD50 перметрину на MCM-S або PMD-R.Коли перметрин комбінували з EO C. rotundus і A. galanga, значення SR суміші EO-перметрин для MCM-S становили 6,28 і 4,00 відповідно.Крім того, коли перметрин оцінювали проти PMD-R у поєднанні з C. rotundus (SR = 8,81) або A. galanga (SR = 1233,33), значення SR значно зросли.Варто зазначити, що як C. rotundus, так і A. galanga посилили токсичність перметрину проти PMD-R Ae.aegypti значно.Подібним чином було виявлено, що PBO підвищує токсичність перметрину зі значеннями SR 1,69 і 5,69 для штамів MCM-S і PMD-R відповідно.Оскільки C. rotundus і A. galanga мали найвищі значення SR, вони вважалися найкращими синергістами у посиленні токсичності перметрину на MCM-S і PMD-R відповідно.
Кілька попередніх досліджень повідомляли про синергічний ефект комбінацій синтетичних інсектицидів і рослинних екстрактів проти різних видів комарів.Ларвіцидний біотест проти Anopheles Stephensi, який вивчали Kalayanasundaram і Das [65], показав, що фентіон, органофосфат широкого спектру дії, був пов’язаний з Cleodendron inerme, Pedalium murax і Parthenium hysterophorus.Між екстрактами спостерігався значний синергізм із синергічним ефектом (SF) 1,31., 1,38, 1,40, 1,48, 1,61 і 2,23 відповідно.Під час ларвіцидного скринінгу 15 видів мангрових дерев було виявлено, що петролейний ефірний екстракт коренів мангрових дерев є найбільш ефективним проти Culex quinquefasciatus із значенням LC50 25,7 мг/л [66].Синергічний ефект цього екстракту та ботанічного інсектициду піретруму також повідомлялося про зниження LC50 піретруму проти личинок C. quinquefasciatus з 0,132 мг/л до 0,107 мг/л, крім того, у цьому дослідженні використовувався розрахунок SF 1,23.34,35,44].Була оцінена комбінована ефективність екстракту кореня пасльону цитронового та кількох синтетичних інсектицидів (наприклад, фентіону, циперметрину (синтетичний піретроїд) і тиметфосу (фосфорорганічний ларвіцид)) проти комарів Anopheles.Stephensi [54] і C. quinquefasciatus [34].Комбіноване застосування циперметрину та петролейного ефірного екстракту жовтих плодів показало синергічний ефект на циперметрин у всіх співвідношеннях.Найефективнішим співвідношенням була бінарна комбінація 1:1 зі значеннями LC50 і SF 0,0054 ppm і 6,83 відповідно щодо An.Стівен Вест[54].У той час як 1:1 бінарна суміш S. xanthocarpum і темефосу була антагоністичною (SF = 0,6406), комбінація S. xanthocarpum-фентіон (1:1) продемонструвала синергетичну активність проти C. quinquefasciatus з SF 1,3125 [34]].Тонг і Бломквіст [35] вивчали вплив рослинного етиленоксиду на токсичність карбарилу (карбамат широкого спектру дії) і перметрину для комарів Aedes.Aedes aegypti.Результати показали, що оксид етилену з агару, чорного перцю, ялівцю, геліхризуму, сандалового дерева та кунжуту підвищує токсичність карбарилу для комарів Aedes.aegypti larvae значення SR варіюють від 1,0 до 7,0.Навпаки, жоден з ОР не був токсичним для дорослих комарів Aedes.На цьому етапі не було повідомлено про синергетичний ефект для комбінації Aedes aegypti та EO-carbaryl.PBO використовували як позитивний контроль для посилення токсичності карбарилу проти комарів Aedes.Значення SR личинок Aedes aegypti і дорослих особин становлять 4,9-9,5 і 2,3 відповідно.Лише бінарні суміші перметрину та EO або PBO були перевірені на ларвіцидну активність.Суміш EO-перметрин мала антагоністичну дію, тоді як суміш PBO-перметрин мала синергічний ефект проти комарів Aedes.Личинки Aedes aegypti.Однак експерименти щодо реакції на дозу та оцінка SR для сумішей PBO-перметрин ще не проводилися.Хоча було досягнуто небагато результатів щодо синергетичних ефектів фітосинтетичних комбінацій проти комарів-переносників, ці дані підтверджують існуючі результати, які відкривають перспективу додавання синергістів не тільки для зменшення застосованої дози, але й для збільшення ефекту знищення.Ефективність комах.Крім того, результати цього дослідження вперше продемонстрували, що олії C. rotundus і A. galanga синергічно виявляють значно вищу ефективність проти піретроїд-чутливих і піретроїд-стійких штамів комарів Aedes порівняно з PBO у поєднанні з токсичністю перметрину.Aedes aegypti.Однак несподівані результати синергічного аналізу показали, що олія C. verum має найбільшу дію проти імаго проти обох штамів Aedes.Дивно, що токсична дія перметрину на Aedes aegypti була незадовільною.Варіації токсичних ефектів і синергетичних ефектів можуть бути частково пов’язані з впливом різних типів і рівнів біоактивних компонентів у цих оліях.
Незважаючи на спроби зрозуміти, як підвищити ефективність, синергетичні механізми залишаються неясними.Можливі причини різної ефективності та синергічного потенціалу можуть включати відмінності в хімічному складі тестованих продуктів і відмінності в сприйнятливості комарів, пов’язані зі станом резистентності та розвитком.Існують відмінності між основними та другорядними компонентами етиленоксиду, перевіреними в цьому дослідженні, і було показано, що деякі з цих сполук мають репелентну та токсичну дію проти різних шкідників і переносників хвороб [61,62,64,67,68].Однак основні сполуки, охарактеризовані в олії C. rotundus, A. galanga та C. verum, такі як циперн, β-бісаболен і коричний альдегід, не були перевірені в цій статті на предмет їх антиігольної та синергічної активності проти Ae відповідно.Aedes aegypti.Тому необхідні майбутні дослідження, щоб виділити активні інгредієнти, присутні в кожній ефірній олії, і з’ясувати їхню інсектицидну ефективність і синергетичну взаємодію проти цього переносника комарів.Загалом, інсектицидна активність залежить від дії та реакції між отрутами та тканинами комах, які можна спростити та розділити на три етапи: проникнення в шкіру тіла комахи та мембрани органів-мішеней, активація (= взаємодія з мішенню) та детоксикація.токсичні речовини [57, 69].Таким чином, інсектицидний синергізм, що призводить до підвищення ефективності комбінацій токсикантів, вимагає принаймні однієї з цих категорій, як-от посилене проникнення, більша активація накопичених сполук або менш знижена детоксикація активного інгредієнта пестициду.Наприклад, енергетична толерантність затримує проникнення кутикули через потовщену кутикулу та біохімічну стійкість, таку як посилений метаболізм інсектицидів, який спостерігається у деяких стійких штамів комах [70, 71].Значна ефективність ЕО щодо підвищення токсичності перметрину, особливо проти PMD-R, може свідчити про вирішення проблеми резистентності до інсектицидів шляхом взаємодії з механізмами резистентності [57, 69, 70, 71].Тонг і Бломквіст [35] підтвердили результати цього дослідження, продемонструвавши синергетичну взаємодію між ЕО та синтетичними пестицидами.aegypti, є докази інгібіторної активності щодо детоксикуючих ферментів, включаючи монооксигенази та карбоксилестерази цитохрому P450, які тісно пов’язані з розвитком стійкості до традиційних пестицидів.Вважається, що PBO не тільки є метаболічним інгібітором монооксигенази цитохрому P450, але також покращує проникнення інсектицидів, як продемонстровано його використанням як позитивного контролю в синергічних дослідженнях [35, 72].Цікаво, що 1,8-цинеол, один із важливих компонентів олії калгану, відомий своєю токсичною дією на види комах [22, 63, 73] і, як повідомляється, має синергічний ефект у кількох областях дослідження біологічної активності [ 74]..,75,76,77].Крім того, 1,8-цинеол у поєднанні з різними препаратами, включаючи куркумін [78], 5-фторурацил [79], мефенамінова кислота [80] і зидовудин [81], також має ефект сприяння проникненню.в пробірці.Таким чином, можлива роль 1,8-цинеолу в синергічній інсектицидній дії полягає не тільки в якості активного інгредієнта, але також як підсилювача проникнення.Завдяки більшому синергізму з перметрином, особливо щодо PMD-R, синергетичні ефекти калганової олії та трихозантової олії, які спостерігалися в цьому дослідженні, можуть бути результатом взаємодії з механізмами резистентності, тобто підвищеної проникності для хлору.Піретроїди збільшують активацію накопичених сполук і пригнічують детоксикаційні ферменти, такі як цитохром Р450 монооксигенази та карбоксилестерази.Однак ці аспекти потребують подальшого вивчення для з’ясування конкретної ролі ЕО та його ізольованих сполук (окремо чи в комбінації) у синергетичних механізмах.
У 1977 році було повідомлено про підвищення рівня резистентності до перметрину серед основних популяцій переносників у Таїланді, і протягом наступних десятиліть використання перметрину було значною мірою замінено іншими піретроїдними хімічними речовинами, особливо тими, які були замінені дельтаметрином [82].Однак резистентність переносників до дельтаметрину та інших класів інсектицидів надзвичайно поширена по всій країні через надмірне та постійне використання [14, 17, 83, 84, 85, 86].Для боротьби з цією проблемою рекомендується чергувати або повторно використовувати викинуті пестициди, які раніше були ефективними та менш токсичними для ссавців, наприклад перметрин.В даний час, хоча використання перметрину було зменшено в останніх національних державних програмах боротьби з комарами, стійкість до перметрину все ще можна виявити в популяціях комарів.Це може бути пов’язано з впливом на комарів комерційних побутових продуктів боротьби зі шкідниками, які в основному складаються з перметрину та інших піретроїдів [14, 17].Таким чином, успішне перепрофілювання перметрину вимагає розробки та впровадження стратегій для зниження стійкості переносників.Хоча жодна з ефірних олій, окремо протестованих у цьому дослідженні, не була настільки ефективною, як перметрин, спільна робота з перметрином призвела до вражаючих синергічних ефектів.Це багатообіцяюче свідчення того, що взаємодія ЕО з механізмами резистентності призводить до того, що комбінація перметрину з ЕО є більш ефективною, ніж інсектицид або ЕО окремо, особливо проти PMD-R Ae.Aedes aegypti.Переваги синергічних сумішей у підвищенні ефективності, незважаючи на використання нижчих доз для контролю переносника, можуть призвести до покращення управління резистентністю та зниження витрат [33, 87].З цих результатів приємно відзначити, що ЕО A. galanga і C. rotundus були значно ефективнішими, ніж PBO, у синергізації токсичності перметрину як у штамів MCM-S, так і в PMD-R, і є потенційною альтернативою традиційним ергогенним засобам.
Вибрані ЕО мали значний синергічний ефект у посиленні токсичності для дорослих проти PMD-R Ae.aegypti, особливо галангалова олія, має значення SR до 1233,33, що вказує на те, що ЕО має широкі перспективи як синергіст у підвищенні ефективності перметрину.Це може стимулювати використання нового активного натурального продукту, що разом може збільшити використання високоефективних засобів боротьби з комарами.Це також розкриває потенціал етиленоксиду як альтернативного синергіста для ефективного вдосконалення старих або традиційних інсектицидів для вирішення існуючих проблем стійкості популяцій комарів.Використання легкодоступних рослин у програмах боротьби з комарами не тільки зменшує залежність від імпортних і дорогих матеріалів, але й стимулює місцеві зусилля щодо зміцнення систем охорони здоров’я.
Ці результати чітко демонструють значний синергічний ефект, створений комбінацією етиленоксиду та перметрину.Результати підкреслюють потенціал етиленоксиду як рослинного синергіста в боротьбі з комарами, підвищуючи ефективність перметрину проти комарів, особливо в стійких популяціях.Подальші розробки та дослідження вимагатимуть синергічного біоаналізу олії калгану та альпінії та їх ізольованих сполук, комбінацій інсектицидів природного або синтетичного походження проти багатьох видів і стадій комарів, а також тестування токсичності проти нецільових організмів.Практичне використання етиленоксиду як життєздатного альтернативного синергіста.
Всесвітня організація охорони здоров’я.Глобальна стратегія профілактики та боротьби з лихоманкою денге на 2012–2020 роки.Женева: Всесвітня організація охорони здоров'я, 2012.
Вівер С.К., Коста Ф., Гарсіа-Бланко М.А., Ко А.І., Рібейро Г.С., Сааде Г. та ін.Вірус Зіка: історія, виникнення, біологія та перспективи боротьби.Противірусні дослідження.2016;130:69-80.
Всесвітня організація охорони здоров’я.Інформаційна довідка про денге.2016. http://www.searo.who.int/entity/vector_borne_tropical_diseases/data/data_factsheet/en/.Дата звернення: 20 січня 2017 р
Департамент охорони здоров'я.Поточний стан випадків лихоманки денге та геморагічної лихоманки денге в Таїланді.2016. http://www.m-society.go.th/article_attach/13996/17856.pdf.Дата звернення: 6 січня 2017 р
Ooi EE, Goh CT, Gabler DJ.35 років профілактики лихоманки денге та боротьби з її переносниками в Сінгапурі.Раптове інфекційне захворювання.2006;12:887–93.
Morrison AC, Zielinski-Gutierrez E, Scott TW, Rosenberg R. Визначте проблеми та запропонуйте рішення для контролю вірусних векторів Aedes aegypti.ПЛОС Медицина.2008; 5: 362-6.
Центри контролю та профілактики захворювань.Лихоманка денге, ентомологія та екологія.2016. http://www.cdc.gov/dengue/entomologyecology/.Дата звернення: 6 січня 2017 р
Ohimain EI, Angaye TKN, Bassey SE Порівняння ларвіцидної активності листя, кори, стебел і коренів Jatropa curcas (Euphorbiaceae) проти переносника малярії Anopheles gambiae.СЖБР.2014;3:29-32.
Солеймані-Ахмаді М, Ватандуст Х, Зарех М. Характеристики середовища існування личинок Anopheles у малярійних районах програми ліквідації малярії на південному сході Ірану.Азіатсько-Тихоокеанський J Trop Biomed.2014; 4 (Додаток 1): S73–80.
Белліні Р., Зеллер Х., Ван Бортел В. Огляд підходів до боротьби з переносниками, профілактики та боротьби зі спалахами вірусу Західного Нілу та викликів, що постають перед Європою.Вектор паразитів.2014; 7: 323.
Muthusamy R., Shivakumar MS. Відбір і молекулярні механізми резистентності до циперметрину у червоних гусениць (Amsacta albistriga Walker).Біохімічна фізіологія шкідників.2014;117:54–61.
Ramkumar G., Shivakumar MS Лабораторне дослідження стійкості до перметрину та перехресної стійкості Culex quinquefasciatus до інших інсектицидів.Дослідницький центр Паластор.2015; 114: 2553-60.
Мацунака С., Хатсон Д.Х., Мерфі С.Д.Хімія пестицидів: добробут людини та навколишнє середовище, том.3: Механізм дії, метаболізм і токсикологія.Нью-Йорк: Pergamon Press, 1983.
Chareonviriyaphap T, Bangs MJ, Souvonkert V, Kongmi M, Korbel AV, Ngoen-Klan R. Огляд стійкості до інсектицидів і поведінкового уникнення переносників хвороб людини в Таїланді.Вектор паразитів.2013; 6: 280.
Chareonviriyaphap T, Aum-Aung B, Ratanatham S. Сучасні моделі стійкості до інсектицидів серед комарів-переносників у Таїланді.Південно-Східна Азія J Trop Med Public Health.1999;30:184-94.
Chareonviriyaphap T, Bangs MJ, Ratanatham S. Статус малярії в Таїланді.Південно-Східна Азія J Trop Med Public Health.2000;31:225-37.
Plernsub S, Saingamsuk J, Yanola J, Lumjuan N, Thippavankosol P, Walton S, Somboon P. Часова частота мутацій F1534C і V1016G нокдаун-резистентності у комарів Aedes aegypti в Чіангмаї, Таїланд, і вплив мутацій на ефективність розпилювачів теплового туману містять піретроїди.Актатроп.2016;162:125–32.
Вонтас Дж., Кіулос Е., Павліді Н., Мору Е., Делла Торре А., Ренсон Х. Стійкість до інсектицидів у основних переносників денге Aedes albopictus і Aedes aegypti.Біохімічна фізіологія шкідників.2012;104:126-31.
Час публікації: 08 липня 2024 р