Ďakujeme, že ste navštívili Nature.com.Verzia prehliadača, ktorú používate, má obmedzenú podporu CSS.Na dosiahnutie najlepších výsledkov vám odporúčame použiť novšiu verziu prehliadača (alebo vypnúť režim kompatibility v programe Internet Explorer).Medzitým, aby sme zabezpečili nepretržitú podporu, zobrazujeme stránku bez štýlu alebo JavaScriptu.
Kombinácie insekticídnych zlúčenín pochádzajúcich z rastlín môžu vykazovať synergické alebo antagonistické interakcie proti škodcom.Vzhľadom na rýchle šírenie chorôb prenášaných komármi rodu Aedes a zvyšujúcu sa odolnosť populácií komárov rodu Aedes voči tradičným insekticídom bolo formulovaných a testovaných dvadsaťosem kombinácií terpénových zlúčenín na báze rastlinných esenciálnych olejov proti larválnym a dospelým štádiám Aedes aegypti.Päť rastlinných esenciálnych olejov (EO) bolo pôvodne hodnotených z hľadiska ich larvicídnej účinnosti a účinnosti pri použití pre dospelých a v každom EO boli identifikované dve hlavné zlúčeniny na základe výsledkov GC-MS.Nakúpili sa hlavné identifikované zlúčeniny, a to diallyldisulfid, diallyltrisulfid, karvón, limonén, eugenol, metyleugenol, eukalyptol, eudesmol a alfa-pinén proti komárom.Binárne kombinácie týchto zlúčenín boli potom pripravené s použitím subletálnych dávok a boli testované a stanovené ich synergické a antagonistické účinky.Najlepšie larvicídne kompozície sa získajú zmiešaním limonénu s dialyldisulfidom a najlepšie kompozície proti dospelým sa získajú zmiešaním karvónu s limonénom.Komerčne používaný syntetický larvicíd Temphos a liek pre dospelých Malathion boli testované samostatne a v binárnych kombináciách s terpenoidmi.Výsledky ukázali, že najúčinnejšou kombináciou bola kombinácia temeposu a dialyldisulfidu a malatiónu a eudesmolu.Tieto silné kombinácie majú potenciál na použitie proti Aedes aegypti.
Rastlinné esenciálne oleje (EO) sú sekundárne metabolity obsahujúce rôzne bioaktívne zlúčeniny a stávajú sa čoraz dôležitejšími ako alternatíva k syntetickým pesticídom.Nielenže sú šetrné k životnému prostrediu a užívateľsky prívetivé, ale sú aj zmesou rôznych bioaktívnych zlúčenín, čo tiež znižuje pravdepodobnosť vzniku liekovej rezistencie1.Pomocou technológie GC-MS výskumníci skúmali zložky rôznych rastlinných esenciálnych olejov a identifikovali viac ako 3 000 zlúčenín zo 17 500 aromatických rastlín2, z ktorých väčšina bola testovaná na insekticídne vlastnosti a uvádza sa, že majú insekticídne účinky3,4.Niektoré štúdie zdôrazňujú, že toxicita hlavnej zložky zlúčeniny je rovnaká alebo väčšia ako toxicita jej surového etylénoxidu.Ale použitie jednotlivých zlúčenín môže opäť ponechať priestor na rozvoj rezistencie, ako je to v prípade chemických insekticídov5,6.Preto sa v súčasnosti zameriavame na prípravu zmesí zlúčenín na báze etylénoxidu na zlepšenie insekticídnej účinnosti a zníženie pravdepodobnosti rezistencie v cieľových populáciách škodcov.Jednotlivé aktívne zlúčeniny prítomné v EO môžu vykazovať synergické alebo antagonistické účinky v kombináciách odrážajúcich celkovú aktivitu EO, čo je skutočnosť, ktorá bola dobre zdôraznená v štúdiách vykonaných predchádzajúcimi výskumníkmi7,8.Súčasťou vektorového riadiaceho programu je aj EO a jeho komponenty.Účinok esenciálnych olejov proti komárom bol dôkladne študovaný na komároch Culex a Anopheles.Niekoľko štúdií sa pokúšalo vyvinúť účinné pesticídy kombináciou rôznych rastlín s komerčne používanými syntetickými pesticídmi na zvýšenie celkovej toxicity a minimalizáciu vedľajších účinkov9.Ale štúdie takýchto zlúčenín proti Aedes aegypti zostávajú zriedkavé.Pokroky v lekárskej vede a vývoj liekov a vakcín pomohli v boji proti niektorým chorobám prenášaným vektormi.Prítomnosť rôznych sérotypov vírusu prenášaných komárom Aedes aegypti však viedla k zlyhaniu očkovacích programov.Preto, keď sa takéto choroby vyskytnú, programy na kontrolu vektorov sú jedinou možnosťou, ako zabrániť šíreniu choroby.V súčasnom scenári je kontrola Aedes aegypti veľmi dôležitá, pretože je kľúčovým vektorom rôznych vírusov a ich sérotypov spôsobujúcich horúčku dengue, Zika, hemoragickú horúčku dengue, žltú zimnicu atď. prípady takmer všetkých chorôb prenášaných vektormi Aedes každý rok v Egypte pribúdajú a na celom svete sa zvyšujú.Preto je v tejto súvislosti naliehavá potreba vyvinúť ekologické a účinné kontrolné opatrenia pre populácie Aedes aegypti.Potenciálnymi kandidátmi v tomto ohľade sú EO, ich zložky a ich kombinácie.Preto sa táto štúdia pokúsila identifikovať účinné synergické kombinácie kľúčových rastlinných zlúčenín EO z piatich rastlín s insekticídnymi vlastnosťami (tj mäta, bazalka posvätná, eukalyptus bodkovaný, Allium sulfur a melaleuca) proti Aedes aegypti.
Všetky vybrané EO preukázali potenciálnu larvicídnu aktivitu proti Aedes aegypti s 24-hodinovou LC50 v rozsahu od 0,42 do 163,65 ppm.Najvyššia larvicídna aktivita bola zaznamenaná pre mätu piepornú (Mp) EO s hodnotou LC50 0,42 ppm po 24 hodinách, po ktorej nasledoval cesnak (As) s hodnotou LC50 16,19 ppm po 24 hodinách (tabuľka 1).
S výnimkou Ocimum Sainttum, Os EO, všetky ostatné štyri skrínované EO vykazovali zjavné alercídne účinky s hodnotami LC50 v rozmedzí od 23,37 do 120,16 ppm počas 24-hodinovej doby expozície.Thymophilus striata (Cl) EO bol najúčinnejší pri usmrcovaní dospelých s hodnotou LC50 23,37 ppm do 24 hodín po expozícii, nasledovaný Eucalyptus maculata (Em), ktorý mal hodnotu LC50 101,91 ppm (tabuľka 1).Na druhej strane hodnota LC50 pre Os ešte nebola stanovená, pretože najvyššia miera úmrtnosti 53% bola zaznamenaná pri najvyššej dávke (doplnkový obrázok 3).
Dve hlavné zložky v každom EO sa identifikovali a vybrali na základe výsledkov databázy NIST knižnice, percenta plochy GC chromatogramu a výsledkov MS spektier (tabuľka 2).Pre EO As boli hlavnými identifikovanými zlúčeninami dialyldisulfid a diallyltrisulfid;pre EO Mp boli hlavnými identifikovanými zlúčeninami karvón a limonén, pre EO Em boli hlavnými identifikovanými zlúčeninami eudesmol a eukalyptol;Pre EO Os boli hlavnými identifikovanými zlúčeninami eugenol a metyleugenol a pre EO Cl boli hlavnými identifikovanými zlúčeninami eugenol a a-pinén (obrázok 1, doplnkové obrázky 5–8, doplnková tabuľka 1–5).
Výsledky hmotnostnej spektrometrie hlavných terpenoidov vybraných silíc (A-diallyldisulfid; B-diallyltrisulfid; C-eugenol; D-metyleugenol; E-limonén; F-aromatický ceperón; G-α-pinén; H-cineol R-eudamol).
Celkovo deväť zlúčenín (diallyldisulfid, diallyltrisulfid, eugenol, metyleugenol, karvón, limonén, eukalyptol, eudesmol, α-pinén) bolo identifikovaných ako účinné zlúčeniny, ktoré sú hlavnými zložkami EO a boli individuálne biotestované proti Aedes aegypti u lariev. etapy..Zlúčenina eudesmol mala najvyššiu larvicídnu aktivitu s hodnotou LC50 2,25 ppm po 24 hodinách expozície.Zistilo sa tiež, že zlúčeniny diallyldisulfid a diallyltrisulfid majú potenciálne larvicídne účinky so strednými subletálnymi dávkami v rozsahu 10–20 ppm.Stredná larvicídna aktivita bola opäť pozorovaná pre zlúčeniny eugenol, limonén a eukalyptol s hodnotami LC50 63,35 ppm, 139,29 ppm.a 181,33 ppm po 24 hodinách (tabuľka 3).Ani pri najvyšších dávkach sa však nezistil žiadny významný larvicídny potenciál metyleugenolu a karvónu, takže hodnoty LC50 neboli vypočítané (tabuľka 3).Syntetický larvicíd Temephos mal priemernú letálnu koncentráciu 0,43 ppm proti Aedes aegypti počas 24 hodín expozície (tabuľka 3, doplnková tabuľka 6).
Sedem zlúčenín (diallyldisulfid, diallyltrisulfid, eukalyptol, α-pinén, eudesmol, limonén a karvón) bolo identifikovaných ako hlavné zlúčeniny účinného EO a boli individuálne testované proti dospelým egyptským komárom rodu Aedes.Podľa regresnej analýzy Probit sa zistilo, že najvyšší potenciál má Eudesmol s hodnotou LC50 1,82 ppm, po ktorom nasleduje eukalyptol s hodnotou LC50 17,60 ppm pri 24-hodinovom expozičnom čase.Zvyšných päť testovaných zlúčenín bolo stredne škodlivých pre dospelých s LC50 v rozmedzí od 140,79 do 737,01 ppm (tabuľka 3).Syntetický organofosforový malatión bol menej účinný ako eudesmol a vyšší ako ostatných šesť zlúčenín, s hodnotou LC50 5,44 ppm počas 24-hodinovej doby expozície (tabuľka 3, doplnková tabuľka 6).
Vybralo sa sedem účinných zlúčenín olova a organofosforový tamephosát na formulovanie binárnych kombinácií ich dávok LC50 v pomere 1:1.Celkovo bolo pripravených 28 binárnych kombinácií a testovaných na ich larvicídnu účinnosť proti Aedes aegypti.Zistilo sa, že deväť kombinácií je synergických, 14 kombinácií bolo antagonistických a päť kombinácií nebolo larvicídnych.Spomedzi synergických kombinácií bola najúčinnejšia kombinácia dialyldisulfidu a temofolu so 100 % mortalitou pozorovanou po 24 hodinách (tabuľka 4).Podobne zmesi limonénu s dialyldisulfidom a eugenolu s tymetfosom vykazovali dobrý potenciál s pozorovanou mortalitou lariev 98,3 % (tabuľka 5).Zvyšné 4 kombinácie, konkrétne eudesmol plus eukalyptol, eudesmol plus limonén, eukalyptol plus alfa-pinén, alfa-pinén plus temefos, tiež vykazovali významnú larvicídnu účinnosť, pričom pozorovaná úmrtnosť presahovala 90 %.Predpokladaná úmrtnosť sa blíži k 60-75%.(Tabuľka 4).Avšak kombinácia limonénu s α-pinénom alebo eukalyptom vykazovala antagonistické reakcie.Podobne sa zistilo, že zmesi Temefosu s eugenolom alebo eukalyptom alebo eudesmolom alebo dialyltrisulfidom majú antagonistické účinky.Podobne kombinácia diallyldisulfidu a diallyltrisulfidu a kombinácia ktorejkoľvek z týchto zlúčenín s eudesmolom alebo eugenolom sú antagonistické vo svojom larvicídnom účinku.Antagonizmus bol hlásený aj pri kombinácii eudesmolu s eugenolom alebo α-pinénom.
Zo všetkých 28 binárnych zmesí testovaných na kyslú aktivitu pre dospelých bolo 7 kombinácií synergických, 6 nemalo žiadny účinok a 15 bolo antagonistických.Zistilo sa, že zmesi eudesmolu s eukalyptom a limonénu s karvónom sú účinnejšie ako iné synergické kombinácie s mierou úmrtnosti po 24 hodinách 76 % a 100 % (tabuľka 5).Bolo pozorované, že malatión vykazuje synergický účinok so všetkými kombináciami zlúčenín okrem limonénu a dialyltrisulfidu.Na druhej strane bol zistený antagonizmus medzi dialyldisulfidom a dialyltrisulfidom a ich kombináciou s eukalyptom alebo eukalyptolom, alebo karvónom alebo limonénom.Podobne kombinácie α-pinénu s eudesmolom alebo limonénom, eukalyptolu s karvónom alebo limonénom a limonénu s eudesmolom alebo malatiónom vykazovali antagonistické larvicídne účinky.Pre zvyšných šesť kombinácií nebol významný rozdiel medzi očakávanou a pozorovanou mortalitou (tabuľka 5).
Na základe synergických účinkov a subletálnych dávok bola nakoniec vybraná a ďalej testovaná ich larvicídna toxicita proti veľkému počtu komárov Aedes aegypti.Výsledky ukázali, že pozorovaná mortalita lariev pri použití binárnych kombinácií eugenol-limonén, diallyldisulfid-limonén a diallyldisulfid-timephos bola 100 %, zatiaľ čo očakávaná mortalita lariev bola 76,48 %, 72,16 % a 63,4 % (tabuľka 6)..Kombinácia limonénu a eudesmolu bola relatívne menej účinná, s 88 % mortalitou lariev pozorovanou počas 24-hodinovej doby expozície (tabuľka 6).Stručne povedané, štyri vybrané binárne kombinácie tiež preukázali synergické larvicídne účinky proti Aedes aegypti, keď sa aplikovali vo veľkom meradle (tabuľka 6).
Na kontrolu veľkých populácií dospelých Aedes aegypti sa vybrali tri synergické kombinácie pre dospelocídny biologický test.Aby sme vybrali kombinácie na testovanie na veľkých kolóniách hmyzu, najprv sme sa zamerali na dve najlepšie synergické kombinácie terpénov, konkrétne karvón plus limonén a eukalyptol plus eudesmol.Po druhé, najlepšia synergická kombinácia bola vybraná z kombinácie syntetického organofosfátového malatiónu a terpenoidov.Veríme, že kombinácia malatiónu a eudesmolu je najlepšou kombináciou na testovanie na veľkých kolóniách hmyzu vďaka najvyššej pozorovanej úmrtnosti a veľmi nízkym hodnotám LC50 kandidátskych zložiek.Malatión vykazuje synergizmus v kombinácii s α-pinénom, dialyldisulfidom, eukalyptom, karvónom a eudesmolom.Ale ak sa pozrieme na hodnoty LC50, najnižšiu hodnotu má Eudesmol (2,25 ppm).Vypočítané hodnoty LC50 malatiónu, α-pinénu, dialyldisulfidu, eukalyptolu a karvónu boli 5,4, 716,55, 166,02, 17,6 a 140,79 ppm.resp.Tieto hodnoty naznačujú, že kombinácia malatiónu a eudesmolu je z hľadiska dávkovania optimálnou kombináciou.Výsledky ukázali, že kombinácie karvón plus limonén a eudesmol plus malatión mali 100 % pozorovanú mortalitu v porovnaní s očakávanou mortalitou 61 % až 65 %.Ďalšia kombinácia, eudesmol plus eukalyptol, vykazovala úmrtnosť 78,66 % po 24 hodinách expozície v porovnaní s očakávanou úmrtnosťou 60 %.Všetky tri vybrané kombinácie preukázali synergické účinky aj pri aplikácii vo veľkom meradle proti dospelým Aedes aegypti (tabuľka 6).
V tejto štúdii vybrané rastlinné EO, ako sú Mp, As, Os, Em a Cl, vykazovali sľubné letálne účinky na larválne a dospelé štádiá Aedes aegypti.Mp EO mal najvyššiu larvicídnu aktivitu s hodnotou LC50 0,42 ppm, po ktorej nasledovali As, Os a Em EOs s hodnotou LC50 menej ako 50 ppm po 24 hodinách.Tieto výsledky sú v súlade s predchádzajúcimi štúdiami komárov a iných dvojkrídlových múch10,11,12,13,14.Hoci je larvicídna sila Cl nižšia ako ostatné esenciálne oleje, s hodnotou LC50 163,65 ppm po 24 hodinách, jeho potenciál pre dospelých je najvyšší s hodnotou LC50 23,37 ppm po 24 hodinách.Mp, As a Em EO tiež vykazovali dobrý alercídny potenciál s hodnotami LC50 v rozmedzí 100–120 ppm po 24 hodinách expozície, ale boli relatívne nižšie ako ich larvicídna účinnosť.Na druhej strane EO Os preukázal zanedbateľný alercídny účinok aj pri najvyššej terapeutickej dávke.Výsledky teda naznačujú, že toxicita etylénoxidu pre rastliny sa môže líšiť v závislosti od vývojového štádia komárov15.Závisí to aj od rýchlosti prenikania EO do tela hmyzu, ich interakcie so špecifickými cieľovými enzýmami a od detoxikačnej schopnosti komára v každom vývojovom štádiu16.Veľký počet štúdií ukázal, že hlavná zložka je dôležitým faktorom v biologickej aktivite etylénoxidu, pretože tvorí väčšinu celkových zlúčenín3,12,17,18.Preto sme uvažovali o dvoch hlavných zlúčeninách v každom EO.Na základe výsledkov GC-MS boli ako hlavné zlúčeniny EO As identifikované diallyldisulfid a diallyltrisulfid, čo je v súlade s predchádzajúcimi správami19, 20, 21.Hoci predchádzajúce správy naznačovali, že mentol bol jednou z jeho hlavných zlúčenín, karvón a limonén boli opäť identifikované ako hlavné zlúčeniny Mp EO22,23.Profil zloženia Os EO ukázal, že eugenol a metyleugenol sú hlavné zlúčeniny, čo je podobné zisteniam predchádzajúcich výskumníkov16,24.Eukalyptol a eukalyptol boli hlásené ako hlavné zlúčeniny prítomné v oleji z listov Em, čo je v súlade so zisteniami niektorých výskumníkov25,26 ale v rozpore so zisteniami Olalade et al.27.Dominancia cineolu a α-pinénu bola pozorovaná v esenciálnom oleji melaleuca, čo je podobné ako v predchádzajúcich štúdiách28,29.Boli zaznamenané vnútrodruhové rozdiely v zložení a koncentrácii esenciálnych olejov extrahovaných z rovnakého rastlinného druhu na rôznych miestach a boli tiež pozorované v tejto štúdii, ktoré sú ovplyvnené geografickými podmienkami rastu rastlín, časom zberu, vývojovým štádiom alebo vekom rastlín.výskyt chemotypov atď.22,30,31,32.Kľúčové identifikované zlúčeniny boli potom zakúpené a testované na ich larvicídne účinky a účinky na dospelých komárov Aedes aegypti.Výsledky ukázali, že larvicídna aktivita dialyldisulfidu bola porovnateľná s aktivitou surového EO As.Aktivita dialyltrisulfidu je však vyššia ako aktivita EO As.Tieto výsledky sú podobné tým, ktoré získali Kimbaris a kol.33 na Culex philippines.Tieto dve zlúčeniny však nevykazovali dobrú autocídnu aktivitu proti cieľovým komárom, čo je v súlade s výsledkami Plata-Rueda et al 34 o Tenebrio molitor.Os EO je účinný proti štádiu lariev Aedes aegypti, ale nie proti štádiu dospelých jedincov.Zistilo sa, že larvicídna aktivita hlavných jednotlivých zlúčenín je nižšia ako u surového Os EO.To naznačuje úlohu iných zlúčenín a ich interakcií v surovom etylénoxide.Samotný metyleugenol má zanedbateľnú aktivitu, zatiaľ čo samotný eugenol má miernu larvicídnu aktivitu.Tento záver na jednej strane potvrdzuje35,36 a na druhej strane je v rozpore so závermi skorších výskumníkov37,38.Rozdiely vo funkčných skupinách eugenolu a metyleugenolu môžu viesť k rôznym toxicitám pre rovnaký cieľový hmyz39.Zistilo sa, že limonén má miernu larvicídnu aktivitu, zatiaľ čo účinok karvónu bol nevýznamný.Podobne relatívne nízka toxicita limonénu pre dospelý hmyz a vysoká toxicita karvónu podporujú výsledky niektorých predchádzajúcich štúdií40, ale protirečia iným41.Prítomnosť dvojitých väzieb v intracyklických aj exocyklických polohách môže zvýšiť výhody týchto zlúčenín ako larvicídov3,41, zatiaľ čo karvón, ktorý je ketónom s nenasýtenými alfa a beta uhlíkmi, môže vykazovať vyšší potenciál toxicity u dospelých42.Jednotlivé charakteristiky limonénu a karvónu sú však oveľa nižšie ako celkový EO Mp (tabuľka 1, tabuľka 3).Spomedzi testovaných terpenoidov sa zistilo, že eudesmol má najväčšiu larvicídnu aktivitu a aktivitu pre dospelých jedincov s hodnotou LC50 pod 2,5 ppm, čo z neho robí sľubnú zlúčeninu na kontrolu komárov rodu Aedes.Jeho výkon je lepší ako výkon celého EO Em, aj keď to nie je v súlade so zisteniami Cheng et al.40.Eudesmol je seskviterpén s dvoma izoprénovými jednotkami, ktorý je menej prchavý ako okysličené monoterpény, ako je eukalyptus, a preto má väčší potenciál ako pesticíd.Samotný eukalyptol má väčšiu aktivitu pre dospelých ako larvicídnu aktivitu a výsledky predchádzajúcich štúdií to podporujú aj vyvracajú37,43,44.Samotná aktivita je takmer porovnateľná s aktivitou celého EO Cl.Ďalší bicyklický monoterpén, α-pinén, má na Aedes aegypti menší účinok ako larvicídny účinok na Aedes aegypti, čo je opak účinku plného EO Cl.Celková insekticídna aktivita terpenoidov je ovplyvnená ich lipofilitou, prchavosťou, uhlíkovým vetvením, projekčnou plochou, povrchom, funkčnými skupinami a ich polohami45,46.Tieto zlúčeniny môžu pôsobiť tak, že ničia bunkové akumulácie, blokujú respiračnú aktivitu, prerušujú prenos nervových impulzov atď. 47 Zistilo sa, že syntetický organofosfát Temephos má najvyššiu larvicídnu aktivitu s hodnotou LC50 0,43 ppm, čo je v súlade s Lekovými údajmi - Utala48.Aktivita syntetického organofosforového malatiónu u dospelých bola hlásená pri 5,44 ppm.Hoci tieto dva organofosfáty vykazovali priaznivé reakcie proti laboratórnym kmeňom Aedes aegypti, rezistencia komárov na tieto zlúčeniny bola hlásená v rôznych častiach sveta49.Nenašli sa však žiadne podobné správy o vývoji rezistencie na rastlinné lieky50.Rastlinné látky sa teda považujú za potenciálne alternatívy k chemickým pesticídom v programoch kontroly vektorov.
Larvicídny účinok sa testoval na 28 binárnych kombináciách (1:1) pripravených zo silných terpenoidov a terpenoidov s tymetfosom a zistilo sa, že 9 kombinácií je synergických, 14 antagonistických a 5 antagonistických.Bez efektu.Na druhej strane, v biologickom teste účinnosti u dospelých sa zistilo, že 7 kombinácií je synergických, 15 kombinácií bolo antagonistických a 6 kombinácií nemalo žiadny účinok.Dôvod, prečo určité kombinácie vytvárajú synergický účinok, môže byť spôsobený tým, že kandidátske zlúčeniny interagujú súčasne v rôznych dôležitých dráhach alebo sekvenčná inhibícia rôznych kľúčových enzýmov konkrétnej biologickej dráhy51.Zistilo sa, že kombinácia limonénu s dialyldisulfidom, eukalyptom alebo eugenolom je synergická v aplikáciách v malom aj veľkom meradle (tabuľka 6), zatiaľ čo jeho kombinácia s eukalyptom alebo a-pinénom má antagonistické účinky na larvy.V priemere sa limonén javí ako dobrý synergista, pravdepodobne kvôli prítomnosti metylových skupín, dobrej penetrácii do stratum corneum a odlišnému mechanizmu účinku52,53.Už skôr bolo hlásené, že limonén môže spôsobiť toxické účinky prenikaním do kutikuly hmyzu (kontaktná toxicita), ovplyvňovaním tráviaceho systému (antifeedant) alebo ovplyvňovaním dýchacieho systému (fumigačná aktivita), 54 kým fenylpropanoidy, ako je eugenol, môžu ovplyvňovať metabolické enzýmy 55. Preto kombinácie zlúčenín s rôznymi mechanizmami účinku môžu zvýšiť celkový letálny účinok zmesi.Zistilo sa, že eukalyptol je synergický s dialyldisulfidom, eukalyptom alebo a-pinénom, ale iné kombinácie s inými zlúčeninami boli buď nelarvicídne alebo antagonistické.Skoré štúdie ukázali, že eukalyptol má inhibičnú aktivitu na acetylcholínesterázu (AChE), ako aj na oktaamínové a GABA receptory56.Keďže cyklické monoterpény, eukalyptol, eugenol atď. môžu mať rovnaký mechanizmus účinku ako ich neurotoxická aktivita,57 čím sa minimalizujú ich kombinované účinky prostredníctvom vzájomnej inhibície.Podobne sa zistilo, že kombinácia Temefosu s dialyldisulfidom, α-pinénom a limonénom je synergická, čo podporuje predchádzajúce správy o synergickom účinku medzi rastlinnými produktmi a syntetickými organofosfátmi58.
Zistilo sa, že kombinácia eudesmolu a eukalyptolu má synergický účinok na larválne a dospelé štádiá Aedes aegypti, pravdepodobne v dôsledku ich rôznych spôsobov účinku v dôsledku ich rôznych chemických štruktúr.Eudesmol (seskviterpén) môže ovplyvniť dýchací systém59 a eukalyptol (monoterpén) môže ovplyvniť acetylcholínesterázu60.Spoločná expozícia zložiek dvom alebo viacerým cieľovým miestam môže zvýšiť celkový letálny účinok kombinácie.V biologických testoch látok pre dospelých sa zistilo, že malatión je synergický s karvónom alebo eukalyptolom alebo eukalyptolom alebo dialyldisulfidom alebo a-pinénom, čo naznačuje, že je synergický s pridaním limonénu a di.Dobrí synergickí kandidáti na alercídy pre celé portfólio terpénových zlúčenín, s výnimkou alyltrisulfidu.Thangam a Kathiresan61 tiež uviedli podobné výsledky synergického účinku malatiónu s bylinnými extraktmi.Táto synergická reakcia môže byť spôsobená kombinovanými toxickými účinkami malatiónu a fytochemikálií na detoxikačné enzýmy hmyzu.Organofosfáty ako malatión vo všeobecnosti pôsobia inhibíciou esteráz a monooxygenáz cytochrómu P45062,63,64.Preto kombinácia malatiónu s týmito mechanizmami účinku a terpénov s rôznymi mechanizmami účinku môže zvýšiť celkový letálny účinok na komáre.
Na druhej strane antagonizmus naznačuje, že vybrané zlúčeniny sú menej aktívne v kombinácii ako každá zlúčenina samostatne.Dôvodom antagonizmu v niektorých kombináciách môže byť to, že jedna zlúčenina modifikuje správanie druhej zlúčeniny zmenou rýchlosti absorpcie, distribúcie, metabolizmu alebo vylučovania.Prví výskumníci to považovali za príčinu antagonizmu v kombináciách liekov.Molekuly Možný mechanizmus 65. Podobne možné príčiny antagonizmu môžu súvisieť s podobnými mechanizmami účinku, kompetíciou základných zlúčenín o rovnaký receptor alebo cieľové miesto.V niektorých prípadoch sa môže vyskytnúť aj nekompetitívna inhibícia cieľového proteínu.V tejto štúdii dve organosírové zlúčeniny, diallyldisulfid a diallyltrisulfid, vykazovali antagonistické účinky, pravdepodobne v dôsledku konkurencie pre rovnaké cieľové miesto.Podobne tieto dve zlúčeniny síry vykazovali antagonistické účinky a nemali žiadny účinok v kombinácii s eudesmolom a α-pinénom.Eudesmol a alfa-pinén majú cyklickú povahu, zatiaľ čo dialyldisulfid a dialyltrisulfid sú alifatické.Na základe chemickej štruktúry by kombinácia týchto zlúčenín mala zvýšiť celkovú letálnu aktivitu, pretože ich cieľové miesta sú zvyčajne odlišné34, 47, ale experimentálne sme zistili antagonizmus, ktorý môže byť spôsobený úlohou týchto zlúčenín v niektorých neznámych organizmoch in vivo.systémy ako výsledok interakcie.Podobne kombinácia cineolu a a-pinénu vyvolala antagonistické reakcie, hoci výskumníci predtým uviedli, že tieto dve zlúčeniny majú rôzne ciele účinku47,60.Pretože obe zlúčeniny sú cyklické monoterpény, môžu existovať niektoré spoločné cieľové miesta, ktoré môžu súťažiť o väzbu a ovplyvňovať celkovú toxicitu študovaných kombinatorických párov.
Na základe hodnôt LC50 a pozorovanej mortality boli vybrané dve najlepšie synergické kombinácie terpénov, a to dvojice karvón + limonén a eukalyptol + eudesmol, ako aj syntetický organofosforový malatión s terpénmi.Optimálna synergická kombinácia zlúčenín malatiónu + eudesmolu bola testovaná v biologickom teste na insekticídy pre dospelých.Zamerajte sa na veľké kolónie hmyzu, aby ste potvrdili, či tieto účinné kombinácie môžu pôsobiť proti veľkému počtu jedincov v relatívne veľkých expozičných priestoroch.Všetky tieto kombinácie demonštrujú synergický účinok proti veľkým rojom hmyzu.Podobné výsledky sa získali pre optimálnu synergickú larvicídnu kombináciu testovanú proti veľkým populáciám lariev Aedes aegypti.Dá sa teda povedať, že účinná synergická larvicídna a dospelácka kombinácia rastlinných EO zlúčenín je silným kandidátom proti existujúcim syntetickým chemikáliám a môže sa ďalej použiť na kontrolu populácií Aedes aegypti.Na zníženie dávok tymetfosu alebo malatiónu podávaných komárom možno rovnako použiť účinné kombinácie syntetických larvicídov alebo adulticídov s terpénmi.Tieto silné synergické kombinácie môžu poskytnúť riešenia pre budúce štúdie o vývoji liekovej rezistencie u komárov rodu Aedes.
Vajcia Aedes aegypti boli odobraté z Regionálneho medicínskeho výskumného centra, Dibrugarh, Indian Council of Medical Research a udržiavané pri kontrolovanej teplote (28 ± 1 °C) a vlhkosti (85 ± 5 %) na oddelení zoológie, Gauhati University pod nasledujúce podmienky: Arivoli boli opísané a kol.Po vyliahnutí boli larvy kŕmené potravou pre larvy (prášok zo psích sušienok a kvasnice v pomere 3:1) a dospelí jedinci boli kŕmení 10% roztokom glukózy.Počnúc 3. dňom po vylíhnutí sa dospelým samičkám komárov umožnilo sať krv albínov.Namočte filtračný papier do vody v pohári a vložte ho do klietky na znášanie vajec.
Vybrané vzorky rastlín a to listy eukalyptu (Myrtaceae), bazalky posvätnej (Lamiaceae), mäty (Lamiaceae), melaleuky (Myrtaceae) a cibúľ cibuľky (Amaryllidaceae).Zozbierané z Guwahati a identifikované Katedrou botaniky Univerzity Gauhati.Zozbierané vzorky rastlín (500 g) sa podrobili hydrodestilácii s použitím Clevengerovho prístroja počas 6 hodín.Extrahovaný EO sa zhromaždil v čistých sklenených fľaštičkách a skladoval pri 4 °C na ďalšie štúdium.
Larvicídna toxicita sa skúmala pomocou mierne upravených štandardných postupov Svetovej zdravotníckej organizácie67.Ako emulgátor použite DMSO.Každá koncentrácia EO bola na začiatku testovaná pri 100 a 1000 ppm, pričom v každom replikáte bolo vystavených 20 lariev.Na základe výsledkov sa použil koncentračný rozsah a úmrtnosť sa zaznamenala od 1 hodiny do 6 hodín (v 1 hodinových intervaloch) a 24 hodín, 48 hodín a 72 hodín po liečbe.Subletálne koncentrácie (LC50) boli stanovené po 24, 48 a 72 hodinách expozície.Každá koncentrácia sa testovala trojmo spolu s jednou negatívnou kontrolou (len voda) a jednou pozitívnou kontrolou (voda upravená DMSO).Ak dôjde k zakukleniu a viac ako 10 % lariev kontrolnej skupiny uhynie, pokus sa opakuje.Ak je miera úmrtnosti v kontrolnej skupine medzi 5-10 %, použite Abbottov korekčný vzorec 68.
Spôsob opísaný Ramarom a kol.69 sa použil na biologický test pre dospelých proti Aedes aegypti s použitím acetónu ako rozpúšťadla.Každý EO bol spočiatku testovaný proti dospelým komárom Aedes aegypti v koncentráciách 100 a 1000 ppm.Naneste 2 ml každého pripraveného roztoku na Whatmanovo číslo.1 ks filtračného papiera (veľkosť 12 x 15 cm2) a necháme 10 minút odparovať acetón.Ako kontrola sa použil filtračný papier ošetrený iba 2 ml acetónu.Po odparení acetónu sa upravený filtračný papier a kontrolný filtračný papier umiestnia do valcovej trubice (hlbokej 10 cm).Desať 3- až 4-dňových komárov, ktoré sa nekŕmili krvou, sa prenieslo do troch opakovaní každej koncentrácie.Na základe výsledkov predbežných testov boli testované rôzne koncentrácie vybraných olejov.Úmrtnosť bola zaznamenaná po 1 hodine, 2 hodinách, 3 hodinách, 4 hodinách, 5 hodinách, 6 hodinách, 24 hodinách, 48 hodinách a 72 hodinách po vypustení komárov.Vypočítajte hodnoty LC50 pre časy expozície 24 hodín, 48 hodín a 72 hodín.Ak úmrtnosť kontrolnej šarže presiahne 20 %, zopakujte celý test.Podobne, ak je miera úmrtnosti v kontrolnej skupine vyššia ako 5 %, upravte výsledky pre ošetrené vzorky pomocou Abbottovho vzorca68.
Plynová chromatografia (Agilent 7890A) a hmotnostná spektrometria (Accu TOF GCv, Jeol) sa uskutočnili na analýzu zložiek vybraných esenciálnych olejov.GC bola vybavená FID detektorom a kapilárnou kolónou (HP5-MS).Nosným plynom bolo hélium, prietoková rýchlosť bola 1 ml/min.Program GC nastavuje Allium sativum na 10:80-1M-8-220-5M-8-270-9M a Ocimum Sainttum na 10:80-3M-8-200-3M-10-275-1M-5 – 280, pre mätu 10:80-1M-8-200-5M-8-275-1M-5-280, pre eukalyptus 20,60-1M-10-200-3M-30-280, a pre červenú Pre tisíc vrstiev sú to oni 10: 60-1M-8-220-5M-8-270-3M.
Hlavné zlúčeniny každého EO sa identifikovali na základe percent plochy vypočítanej z GC chromatogramu a výsledkov hmotnostnej spektrometrie (odkaz na databázu štandardov NIST 70).
Dve hlavné zlúčeniny v každom EO boli vybrané na základe výsledkov GC-MS a zakúpené od Sigma-Aldrich v 98–99% čistote pre ďalšie biologické testy.Zlúčeniny boli testované na larvicídnu a dospelú účinnosť proti Aedes aegypti, ako je opísané vyššie.Najbežnejšie používané syntetické larvicídy tamefosát (Sigma Aldrich) a liečivo malatión pre dospelých (Sigma Aldrich) boli analyzované na porovnanie ich účinnosti s vybranými zlúčeninami EO podľa rovnakého postupu.
Binárne zmesi vybraných terpénových zlúčenín a terpénových zlúčenín plus komerčné organofosfáty (tilephos a malatión) sa pripravili zmiešaním dávky LC50 každej kandidátskej zlúčeniny v pomere 1:1.Pripravené kombinácie sa testovali na larválnych a dospelých štádiách Aedes aegypti, ako je opísané vyššie.Každá biologická skúška sa uskutočnila trojmo pre každú kombináciu a trojmo pre jednotlivé zlúčeniny prítomné v každej kombinácii.Smrť cieľového hmyzu bola zaznamenaná po 24 hodinách.Vypočítajte očakávanú mieru úmrtnosti pre binárnu zmes pomocou nasledujúceho vzorca.
kde E = očakávaná miera úmrtnosti komárov Aedes aegypti v reakcii na binárnu kombináciu, tj spojenie (A + B).
Účinok každej binárnej zmesi bol označený ako synergický, antagonistický alebo žiadny účinok na základe hodnoty χ2 vypočítanej metódou opísanou Pavla52.Vypočítajte hodnotu χ2 pre každú kombináciu pomocou nasledujúceho vzorca.
Účinok kombinácie bol definovaný ako synergický, keď vypočítaná hodnota χ2 bola väčšia ako tabuľková hodnota pre zodpovedajúce stupne voľnosti (95 % interval spoľahlivosti) a ak sa zistilo, že pozorovaná mortalita prevyšuje očakávanú mortalitu.Podobne, ak vypočítaná hodnota χ2 pre akúkoľvek kombináciu presahuje tabuľkovú hodnotu s určitými stupňami voľnosti, ale pozorovaná mortalita je nižšia ako očakávaná mortalita, liečba sa považuje za antagonistickú.A ak je v akejkoľvek kombinácii vypočítaná hodnota χ2 menšia ako tabuľková hodnota v zodpovedajúcich stupňoch voľnosti, kombinácia sa považuje za neúčinnú.
Na testovanie proti veľkému počtu hmyzu sa vybrali tri až štyri potenciálne synergické kombinácie (100 lariev a 50 larvicídnej a dospelej hmyzej aktivity).Dospelí) postupujte ako je uvedené vyššie.Spolu so zmesami boli testované aj jednotlivé zlúčeniny prítomné vo vybraných zmesiach na rovnakom počte lariev a dospelých jedincov Aedes aegypti.Kombinačný pomer je jedna časť LC50 dávky jednej kandidátskej zlúčeniny a časť LC50 dávky druhej základnej zlúčeniny.V biologickom teste aktivity dospelých boli vybrané zlúčeniny rozpustené v rozpúšťadle acetón a aplikované na filtračný papier zabalený v 1300 cm3 valcovej plastovej nádobe.Acetón sa odparil počas 10 minút a dospelí sa uvoľnili.Podobne v larvicídnom biologickom teste sa dávky kandidátskych zlúčenín LC50 najskôr rozpustili v rovnakých objemoch DMSO a potom sa zmiešali s 1 litrom vody uloženej v 1300 cm3 plastových nádobách a larvy sa uvoľnili.
Pravdepodobnostná analýza 71 zaznamenaných údajov o úmrtnosti sa uskutočnila pomocou softvéru SPSS (verzia 16) a Minitab na výpočet hodnôt LC50.
Čas odoslania: Júl-01-2024