Dėkojame, kad apsilankėte Nature.com. Jūsų naudojama naršyklės versija turi ribotą CSS palaikymą. Norėdami gauti geriausius rezultatus, rekomenduojame naudoti naujesnę naršyklės versiją (arba išjungti suderinamumo režimą „Internet Explorer“). Tuo tarpu, siekdami užtikrinti nuolatinį palaikymą, svetainę rodome be stiliaus ar „JavaScript“.
Augalinės kilmės insekticidinių junginių deriniai gali pasireikšti sinergetine arba antagonistine sąveika prieš kenkėjus. Atsižvelgiant į spartų Aedes uodų platinamų ligų plitimą ir didėjantį Aedes uodų populiacijų atsparumą tradiciniams insekticidams, buvo sukurti dvidešimt aštuoni terpenų junginių, pagrįstų augalų eteriniais aliejais, deriniai ir išbandyti prieš Aedes aegypti lervų ir suaugusių uodų stadijas. Iš pradžių buvo įvertinti penkių augalų eterinių aliejų (EO) larvicidinis ir suaugėlių veiksmingumas, ir, remiantis GC-MS rezultatais, kiekviename EO buvo nustatyti du pagrindiniai junginiai. Buvo įsigyti pagrindiniai identifikuoti junginiai: dialilo disulfidas, dialilo trisulfidas, karvonas, limonenas, eugenolis, metileugenolis, eukaliptolis, eudesmolis ir uodų alfa-pinenas. Tada buvo paruošti šių junginių dvejetainiai deriniai, naudojant subletalines dozes, ir buvo išbandytas bei nustatytas jų sinerginis ir antagonistinis poveikis. Geriausios larvicidinės kompozicijos gaunamos sumaišant limoneną su dialilo disulfidu, o geriausios suaugėlių uodų kompozicijos – sumaišant karvoną su limonenu. Komerciniu būdu naudojamas sintetinis larvicidas „Temphos“ ir vaistas nuo suaugusiųjų parazitų malationas buvo išbandyti atskirai ir dvejetainiuose deriniuose su terpenoidais. Rezultatai parodė, kad veiksmingiausias buvo temefoso ir dialilo disulfido bei malationo ir eudesmolio derinys. Šie stiprūs deriniai turi potencialo naudoti prieš Aedes aegypti.
Augalų eteriniai aliejai (EO) yra antriniai metabolitai, turintys įvairių bioaktyviųjų junginių, ir tampa vis svarbesne alternatyva sintetiniams pesticidams. Jie ne tik yra ekologiški ir patogūs naudoti, bet ir skirtingų bioaktyviųjų junginių mišinys, o tai taip pat sumažina atsparumo vaistams išsivystymo tikimybę1. Naudodami GC-MS technologiją, tyrėjai ištyrė įvairių augalų eterinių aliejų sudedamąsias dalis ir nustatė daugiau nei 3000 junginių iš 17 500 aromatinių augalų2, kurių dauguma buvo ištirti dėl insekticidinių savybių ir, kaip pranešama, turi insekticidinį poveikį3,4. Kai kuriuose tyrimuose pabrėžiama, kad pagrindinio junginio komponento toksiškumas yra toks pat arba didesnis nei jo neapdoroto etileno oksido. Tačiau atskirų junginių naudojimas vėl gali atverti galimybes atsparumui išsivystyti, kaip yra cheminių insekticidų atveju5,6. Todėl šiuo metu daugiausia dėmesio skiriama etileno oksido pagrindu pagamintų junginių mišinių rengimui, siekiant pagerinti insekticidinį veiksmingumą ir sumažinti atsparumo tikimybę tikslinių kenkėjų populiacijose. Atskiri EO esantys aktyvūs junginiai gali turėti sinergetinį arba antagonistinį poveikį deriniuose, atspindint bendrą EO aktyvumą – šis faktas buvo gerai pabrėžtas ankstesnių tyrėjų atliktuose tyrimuose7,8. Vektorių kontrolės programa taip pat apima EO ir jo komponentus. Eterinių aliejų uodus naikinantis aktyvumas buvo plačiai tirtas Culex ir Anopheles uodams. Keliais tyrimais bandyta sukurti veiksmingus pesticidus, derinant įvairius augalus su komerciniais sintetiniais pesticidais, siekiant padidinti bendrą toksiškumą ir sumažinti šalutinį poveikį9. Tačiau tokių junginių tyrimai prieš Aedes aegypti išlieka reti. Medicinos mokslo pažanga ir vaistų bei vakcinų kūrimas padėjo kovoti su kai kuriomis vektorių platinamomis ligomis. Tačiau skirtingų viruso serotipų, kuriuos platina uodas Aedes aegypti, buvimas lėmė vakcinacijos programų nesėkmę. Todėl, kai atsiranda tokių ligų, vektorių kontrolės programos yra vienintelė galimybė užkirsti kelią ligos plitimui. Dabartinėmis aplinkybėmis Aedes aegypti kontrolė yra labai svarbi, nes tai yra pagrindinis įvairių virusų ir jų serotipų, sukeliančių dengo karštligę, Zikos karštligę, dengo hemoraginę karštligę, geltonąją karštligę ir kt., pernešėjas. Svarbiausia atkreipti dėmesį į tai, kad beveik visų vektorių platinamų Aedes platinamų ligų atvejų skaičius Egipte ir visame pasaulyje kasmet didėja. Todėl, atsižvelgiant į tai, reikia skubiai sukurti aplinkai nekenksmingas ir veiksmingas Aedes aegypti populiacijų kontrolės priemones. Potencialūs kandidatai šiuo atžvilgiu yra eteriniai organiniai junginiai, jų sudedamosios dalys ir jų deriniai. Todėl šiame tyrime bandyta nustatyti veiksmingus pagrindinių augalinių eterinių organinių junginių iš penkių augalų, turinčių insekticidinių savybių (pvz., mėtų, šventojo baziliko, dėmėtojo eukalipto, česnako ir melaleukos), sinergetinius derinius prieš Aedes aegypti.
Visi atrinkti EO pasižymėjo potencialiu larvicidiniu aktyvumu prieš Aedes aegypti, o 24 val. LC50 svyravo nuo 0,42 iki 163,65 ppm. Didžiausias larvicidinis aktyvumas užfiksuotas pipirmėčių (Mp) EO, kurio LC50 vertė po 24 val. buvo 0,42 ppm, po to sekė česnakas (As), kurio LC50 vertė po 24 val. buvo 16,19 ppm (1 lentelė).
Išskyrus Ocimum Sainttum, Os EO, visi kiti keturi tirti EO parodė akivaizdų alerginį poveikį, o LC50 vertės per 24 valandų ekspozicijos laikotarpį svyravo nuo 23,37 iki 120,16 ppm. Thymophilus striata (Cl) EO buvo veiksmingiausias suaugusių individų naikinimui, jo LC50 vertė per 24 valandas nuo ekspozicijos siekė 23,37 ppm, po jo sekė Eucalyptus maculata (Em), kurio LC50 vertė buvo 101,91 ppm (1 lentelė). Kita vertus, Os LC50 vertė dar nenustatyta, nes didžiausias mirtingumas – 53 % – buvo užfiksuotas esant didžiausiai dozei (3 papildomas paveikslas).
Du pagrindiniai kiekvieno EO sudedamieji junginiai buvo identifikuoti ir atrinkti remiantis NIST bibliotekos duomenų bazės rezultatais, GC chromatogramos ploto procentine dalimi ir MS spektrų rezultatais (2 lentelė). Pagrindiniai EO As identifikuoti junginiai buvo dialilo disulfidas ir dialilo trisulfidas; EO Mp pagrindiniai identifikuoti junginiai buvo karvonas ir limonenas, EO Em pagrindiniai identifikuoti junginiai buvo eudesmolis ir eukaliptolis; EO Os pagrindiniai identifikuoti junginiai buvo eugenolis ir metileugenolis, o EO Cl pagrindiniai identifikuoti junginiai buvo eugenolis ir α-pinenas (1 pav., papildomi 5–8 pav., papildoma 1–5 lentelė).
Pasirinktų eterinių aliejų pagrindinių terpenoidų (A-dialilo disulfido; B-dialilo trisulfido; C-eugenolio; D-metileugenolio; E-limoneno; F-aromatinio ceperono; G-α-pineno; H-cineolio; R-eudamolio) masių spektrometrijos rezultatai.
Iš viso devyni junginiai (dialilo disulfidas, dialilo trisulfidas, eugenolis, metileugenolis, karvonas, limonenas, eukaliptolis, eudesmolis, α-pinenas) buvo identifikuoti kaip veiksmingi junginiai, kurie yra pagrindiniai EO komponentai, ir buvo individualiai biologiškai ištirti prieš Aedes aegypti lervų stadijose. Junginys eudesmolis pasižymėjo didžiausiu larvicidiniu aktyvumu, kurio LC50 vertė po 24 valandų buvo 2,25 ppm. Taip pat nustatyta, kad junginiai dialilo disulfidas ir dialilo trisulfidas gali turėti larvicidinį poveikį, o vidutinės subletalinės dozės svyruoja nuo 10 iki 20 ppm. Vidutinis larvicidinis aktyvumas vėl pastebėtas junginiams eugenoliui, limonenui ir eukaliptoliui, kurių LC50 vertės po 24 valandų buvo atitinkamai 63,35 ppm, 139,29 ppm ir 181,33 ppm (3 lentelė). Tačiau net ir esant didžiausioms metileugenolio ir karvono dozėms, reikšmingo larvicidinio potencialo nenustatyta, todėl LC50 vertės nebuvo apskaičiuotos (3 lentelė). Sintetinio larvicido Temephos vidutinė mirtina koncentracija prieš Aedes aegypti per 24 valandų ekspoziciją buvo 0,43 ppm (3 lentelė, 6 papildoma lentelė).
Septyni junginiai (dialilo disulfidas, dialilo trisulfidas, eukaliptolis, α-pinenas, eudesmolis, limonenas ir karvonas) buvo identifikuoti kaip pagrindiniai veiksmingo EO junginiai ir individualiai ištirti prieš suaugusius Egipto Aedes uodus. Remiantis Probit regresine analize, nustatyta, kad eudesmolis turi didžiausią potencialą, kurio LC50 vertė yra 1,82 ppm, po jo seka eukaliptolis, kurio LC50 vertė yra 17,60 ppm per 24 valandų ekspoziciją. Likę penki tirti junginiai buvo vidutiniškai kenksmingi suaugusiesiems, jų LC50 vertė svyravo nuo 140,79 iki 737,01 ppm (3 lentelė). Sintetinis organofosforo malationas buvo silpnesnis nei eudesmolis ir stipresnis nei kiti šeši junginiai, jo LC50 vertė per 24 valandų ekspoziciją buvo 5,44 ppm (3 lentelė, 6 papildoma lentelė).
Septyni stiprūs švino junginiai ir organofosforo tamefosatas buvo atrinkti siekiant suformuoti dvejetainius jų LC50 dozių derinius santykiu 1:1. Iš viso buvo paruošti 28 dvejetainiai deriniai ir ištirti jų larvicidinį veiksmingumą prieš Aedes aegypti. Nustatyta, kad devyni deriniai yra sinergetiniai, 14 derinių – antagonistiniai, o penki deriniai nebuvo larvicidiniai. Iš sinergetinių derinių veiksmingiausias buvo dialilo disulfido ir temofolio derinys, kurio metu po 24 valandų stebėtas 100 % mirtingumas (4 lentelė). Panašiai limoneno ir dialilo disulfido bei eugenolio ir timefoso mišiniai pasižymėjo geru potencialu, o stebėtas lervų mirtingumas siekė 98,3 % (5 lentelė). Likę 4 deriniai, būtent eudesmolis ir eukaliptolas, eudesmolis ir limonenas, eukaliptolas ir alfa-pinenas, alfa-pinenas ir temefosas, taip pat pasižymėjo reikšmingu larvicidiniu veiksmingumu, o stebėtas mirtingumas viršijo 90 %. Tikimasi, kad mirtingumas yra artimas 60–75 % (4 lentelė). Tačiau limoneno ir α-pineno arba eukalipto derinys parodė antagonistines reakcijas. Taip pat nustatyta, kad Temephos mišiniai su eugenoliu, eukaliptu, eudesmoliu arba dialilo trisulfidu turi antagonistinį poveikį. Taip pat dialilo disulfido ir dialilo trisulfido derinys ir bet kurio iš šių junginių derinys su eudesmoliu arba eugenoliu pasižymi antagonistiniu larvicidiniu poveikiu. Antagonizmas taip pat pastebėtas vartojant eudesmolio su eugenoliu arba α-pinenu.
Iš visų 28 binarinių mišinių, ištirtų suaugusiųjų rūgštiniam aktyvumui nustatyti, 7 deriniai buvo sinergetiniai, 6 neturėjo jokio poveikio, o 15 buvo antagonistiniai. Eudesmolio ir eukalipto bei limoneno ir karvono mišiniai buvo veiksmingesni už kitus sinergetinius derinius, o mirtingumas po 24 valandų buvo atitinkamai 76 % ir 100 % (5 lentelė). Pastebėta, kad malationas pasižymi sinergetiniu poveikiu su visais junginių deriniais, išskyrus limoneną ir dialilo trisulfidą. Kita vertus, nustatytas antagonizmas tarp dialilo disulfido ir dialilo trisulfido bei bet kurio iš jų derinio su eukaliptu, eukaliptu, karvonu arba limonenu. Panašiai α-pineno ir eudesmolio arba limoneno, eukaliptolio ir karvono arba limoneno bei limoneno ir eudesmolio arba malationo deriniai parodė antagonistinį larvicidinį poveikį. Likusiems šešiems deriniams reikšmingo skirtumo tarp laukiamo ir stebėto mirtingumo nebuvo (5 lentelė).
Remiantis sinergetiniu poveikiu ir subletalinėmis dozėmis, galiausiai buvo atrinkti ir toliau tirtas jų larvicidinis toksiškumas prieš daugelį Aedes aegypti uodų. Rezultatai parodė, kad stebimas lervų mirtingumas, naudojant dvejetainius eugenolio-limoneno, dialilo disulfido-limoneno ir dialilo disulfido-timefoso derinius, buvo 100 %, o tikėtinas lervų mirtingumas buvo atitinkamai 76,48 %, 72,16 % ir 63,4 % (6 lentelė). Limoneno ir eudesmolio derinys buvo santykinai mažiau veiksmingas – per 24 valandų poveikio laikotarpį stebėtas 88 % lervų mirtingumas (6 lentelė). Apibendrinant galima teigti, kad keturi atrinkti dvejetainiai deriniai, taikomi dideliu mastu, taip pat parodė sinergetinį larvicidinį poveikį prieš Aedes aegypti (6 lentelė).
Suaugusių Aedes aegypti populiacijoms kontroliuoti suaugusių vabzdžių adultocidiniam biologiniam tyrimui buvo pasirinkti trys sinergetiniai deriniai. Norėdami parinkti derinius testavimui su didelėmis vabzdžių kolonijomis, pirmiausia sutelkėme dėmesį į du geriausius sinergetinius terpenų derinius, būtent karvoną su limonenu ir eukaliptolį su eudesmoliu. Antra, geriausias sinergetinis derinys buvo pasirinktas iš sintetinio organofosfato malationo ir terpenoidų derinio. Manome, kad malationo ir eudesmolio derinys yra geriausias derinys testavimui su didelėmis vabzdžių kolonijomis dėl didžiausio stebėto mirtingumo ir labai mažų kandidatų ingredientų LC50 verčių. Malationas pasižymi sinergizmu kartu su α-pinenu, dialilo disulfidu, eukaliptu, karvonu ir eudesmoliu. Tačiau jei pažvelgtume į LC50 vertes, eudesmolis turi mažiausią vertę (2,25 ppm). Apskaičiuotos malationo, α-pineno, dialilo disulfido, eukaliptolio ir karvono LC50 vertės buvo atitinkamai 5,4, 716,55, 166,02, 17,6 ir 140,79 ppm. Šios vertės rodo, kad malationo ir eudesmolio derinys yra optimalus dozės atžvilgiu. Rezultatai parodė, kad karvono ir limoneno bei eudesmolio ir malationo derinių stebėtas mirtingumas buvo 100 %, palyginti su laukiamu 61–65 % mirtingumu. Kitas derinys, eudesmolis ir eukaliptolis, parodė 78,66 % mirtingumo rodiklį po 24 valandų poveikio, palyginti su laukiamu 60 % mirtingumo rodikliu. Visi trys pasirinkti deriniai parodė sinergetinį poveikį net ir dideliu mastu taikant prieš suaugusius Aedes aegypti (6 lentelė).
Šiame tyrime atrinkti augalų EO, tokie kaip Mp, As, Os, Em ir Cl, parodė daug žadantį mirtiną poveikį Aedes aegypti lervų ir suaugusių vabzdžių stadijoms. Mp EO pasižymėjo didžiausiu larvicidiniu aktyvumu, kurio LC50 vertė buvo 0,42 ppm, po jo sekė As, Os ir Em EO, kurių LC50 vertė po 24 val. buvo mažesnė nei 50 ppm. Šie rezultatai atitinka ankstesnius uodų ir kitų dvisparnių musių tyrimus10,11,12,13,14. Nors Cl larvicidinis veiksmingumas yra mažesnis nei kitų eterinių aliejų, kurio LC50 vertė po 24 valandų yra 163,65 ppm, jo suaugusiųjų potencialas yra didžiausias – LC50 vertė po 24 valandų yra 23,37 ppm. Mp, As ir Em EO taip pat pasižymėjo geru alercidiniu potencialu, kai LC50 vertės po 24 val. buvo 100–120 ppm intervale, tačiau šios vertės buvo santykinai mažesnės už jų larvicidinį veiksmingumą. Kita vertus, EO Os parodė nežymų alerginį poveikį net ir esant didžiausiai terapinei dozei. Taigi rezultatai rodo, kad etileno oksido toksiškumas augalams gali skirtis priklausomai nuo uodų vystymosi stadijos15. Jis taip pat priklauso nuo EO įsiskverbimo į vabzdžio organizmą greičio, jų sąveikos su specifiniais tiksliniais fermentais ir uodo detoksikacijos pajėgumo kiekviename vystymosi etape16. Daugybė tyrimų parodė, kad pagrindinis komponentas yra svarbus etileno oksido biologinio aktyvumo veiksnys, nes jis sudaro didžiąją dalį visų junginių3,12,17,18. Todėl kiekviename EO mes atsižvelgėme į du pagrindinius junginius. Remiantis GC-MS rezultatais, dialilo disulfidas ir dialilo trisulfidas buvo identifikuoti kaip pagrindiniai EO As junginiai, o tai atitinka ankstesnes ataskaitas19,20,21. Nors ankstesnėse ataskaitose buvo nurodyta, kad mentolis yra vienas iš pagrindinių jo junginių, karvonas ir limonenas vėl buvo identifikuoti kaip pagrindiniai Mp EO junginiai22,23. Os EO sudėties profilis parodė, kad pagrindiniai junginiai yra eugenolis ir metileugenolis, o tai panašu į ankstesnių tyrėjų išvadas16,24. Eukaliptolis ir eukaliptolis buvo nurodyti kaip pagrindiniai junginiai, esantys Em lapų aliejuje, o tai atitinka kai kurių tyrėjų išvadas25,26, bet prieštarauja Olalade ir kt. išvadoms27. Melaleukos eteriniame aliejuje pastebėta cineolio ir α-pineno dominavimas, o tai panašu į ankstesnių tyrimų rezultatus28,29. Buvo pranešta apie eterinių aliejų, išgautų iš tos pačios augalų rūšies skirtingose vietose, sudėties ir koncentracijos vidurūšinius skirtumus, kurie taip pat buvo pastebėti šiame tyrime. Juos lemia geografinės augalų augimo sąlygos, derliaus nuėmimo laikas, vystymosi stadija ar augalo amžius, chemotipų išvaizda ir kt.22,30,31,32. Pagrindiniai identifikuoti junginiai buvo įsigyti ir ištirti dėl jų larvicidinio poveikio ir poveikio suaugusiems Aedes aegypti uodams. Rezultatai parodė, kad dialilo disulfido larvicidinis aktyvumas buvo panašus į neapdoroto EO As. Tačiau dialilo trisulfido aktyvumas yra didesnis nei EO As. Šie rezultatai yra panašūs į Kimbaris ir kt. 33 gautus tyrimus su Culex philippines. Tačiau šie du junginiai nepasižymėjo geru autocidiniu aktyvumu prieš tikslinius uodus, o tai atitinka Plata-Rueda ir kt. 34 rezultatus su Tenebrio molitor. Os EO yra veiksmingas prieš Aedes aegypti lervų stadiją, bet ne prieš suaugusius uodus. Nustatyta, kad pagrindinių atskirų junginių larvicidinis aktyvumas yra mažesnis nei neapdoroto Os EO. Tai rodo kitų junginių vaidmenį ir jų sąveiką neapdorotame etileno okside. Vien metileugenolis pasižymi nežymiu aktyvumu, o vien eugenolis – vidutiniu larvicidiniu aktyvumu. Ši išvada, viena vertus, patvirtina,35,36, o kita vertus, prieštarauja ankstesnių tyrėjų išvadoms37,38. Eugenolio ir metileugenolio funkcinių grupių skirtumai gali lemti skirtingą toksiškumą tam pačiam vabzdžiui-insektantui39. Nustatyta, kad limonenas pasižymi vidutiniu larvicidiniu aktyvumu, o karvono poveikis buvo nereikšmingas. Panašiai, santykinai mažas limoneno toksiškumas suaugusiems vabzdžiams ir didelis karvono toksiškumas patvirtina kai kurių ankstesnių tyrimų rezultatus40, tačiau prieštarauja kitiems41. Dvigubų jungčių buvimas tiek intraciklinėse, tiek eksociklinėse pozicijose gali padidinti šių junginių, kaip larvicidų, naudą3,41, o karvonas, kuris yra ketonas su nesočiaisiais alfa ir beta anglies atomais, gali turėti didesnį toksiškumo potencialą suaugusiems42. Tačiau individualios limoneno ir karvono savybės yra daug mažesnės nei bendras EO Mp (1 lentelė, 3 lentelė). Iš tirtų terpenoidų nustatyta, kad eudesmolis pasižymi didžiausiu larvicidiniu ir suaugusių vabzdžių aktyvumu, o LC50 vertė yra mažesnė nei 2,5 ppm, todėl tai yra perspektyvus junginys Aedes uodų kontrolei. Jo veikimas yra geresnis nei viso EO Em, nors tai neatitinka Cheng ir kt. išvadų.40 Eudesmolis yra seskviterpenas su dviem izopreno vienetais, kuris yra mažiau lakus nei deguonimi prisotinti monoterpenai, tokie kaip eukaliptas, todėl turi didesnį pesticido potencialą. Pats eukaliptolis pasižymi didesniu suaugusiųjų nei larvicidiniu aktyvumu, ir ankstesnių tyrimų rezultatai tai patvirtina ir paneigia37,43,44. Vien tik aktyvumas yra beveik palyginamas su viso EO Cl. Kitas biciklinis monoterpenas, α-pinenas, turi mažesnį suaugusiųjų poveikį Aedes aegypti nei larvicidinį poveikį, kuris yra priešingas viso EO Cl poveikiui. Bendrą terpenoidų insekticidinį aktyvumą įtakoja jų lipofilumas, lakumas, anglies atomų išsišakojimai, projekcijos plotas, paviršiaus plotas, funkcinės grupės ir jų padėtys45,46. Šie junginiai gali veikti naikindami ląstelių sankaupas, blokuodami kvėpavimo veiklą, nutraukdami nervinių impulsų perdavimą ir kt.47. Nustatyta, kad sintetinis organofosfatas Temephos pasižymi didžiausiu larvicidiniu aktyvumu, kurio LC50 vertė yra 0,43 ppm, o tai atitinka Leko duomenis - Utala48. Sintetinio organofosfato malationo suaugusiųjų aktyvumas buvo 5,44 ppm. Nors šie du organofosfatai parodė teigiamą atsaką į laboratorines Aedes aegypti padermes, skirtingose pasaulio dalyse buvo pranešta apie uodų atsparumą šiems junginiams49. Tačiau panašių pranešimų apie atsparumo vaistažolių vaistams išsivystymą nerasta50. Todėl botaniniai preparatai laikomi potencialiomis cheminių pesticidų alternatyvomis vektorių kontrolės programose.
Larvicidinis poveikis buvo ištirtas su 28 binariniais deriniais (1:1), paruoštais iš stiprių terpenoidų ir terpenoidų su timetfosu, ir 9 deriniai buvo sinergetiniai, 14 antagonistiniai ir 5 antagonistiniai. Poveikio nebuvo. Kita vertus, suaugusiųjų stiprumo biologiniame tyrime 7 deriniai buvo sinergetiniai, 15 derinių buvo antagonistiniai, o 6 deriniai neturėjo jokio poveikio. Priežastis, kodėl tam tikri deriniai sukelia sinergetinį poveikį, gali būti dėl kandidatų junginių vienalaikės sąveikos skirtinguose svarbiuose keliuose arba dėl nuoseklaus skirtingų pagrindinių konkretaus biologinio kelio fermentų slopinimo51. Nustatyta, kad limoneno derinys su dialilo disulfidu, eukaliptu arba eugenoliu yra sinergetinis tiek mažo, tiek didelio masto taikymuose (6 lentelė), o jo derinys su eukaliptu arba α-pinenu turėjo antagonistinį poveikį lervoms. Vidutiniškai limonenas atrodo esąs geras sinergistas, galbūt dėl metilo grupių buvimo, gero įsiskverbimo į raginį sluoksnį ir skirtingo veikimo mechanizmo52,53. Anksčiau buvo pranešta, kad limonenas gali sukelti toksinį poveikį prasiskverbdamas pro vabzdžių odeles (kontaktinis toksiškumas), paveikdamas virškinimo sistemą (apsaugo nuo maitinimosi) arba kvėpavimo sistemą (fumigacijos aktyvumas),54 o fenilpropanoidai, tokie kaip eugenolis, gali paveikti medžiagų apykaitos fermentus55. Todėl junginių, turinčių skirtingą veikimo mechanizmą, deriniai gali padidinti bendrą mirtiną mišinio poveikį. Nustatyta, kad eukaliptolis veikia sinergiškai su dialilo disulfidu, eukaliptu arba α-pinenu, tačiau kiti deriniai su kitais junginiais buvo arba nelarvicidiniai, arba antagonistiniai. Ankstyvieji tyrimai parodė, kad eukaliptolis slopina acetilcholinesterazę (AChE), taip pat oktaamino ir GABA receptorius56. Kadangi cikliniai monoterpenai, eukaliptolis, eugenolis ir kt. gali turėti tokį patį veikimo mechanizmą kaip ir jų neurotoksinis aktyvumas,57 tokiu būdu sumažinant jų bendrą poveikį dėl abipusio slopinimo. Taip pat nustatyta, kad Temephos derinys su dialilo disulfidu, α-pinenu ir limonenu yra sinerginis, patvirtinantis ankstesnius pranešimus apie sinergetinį poveikį tarp vaistažolių produktų ir sintetinių organofosfatų58.
Nustatyta, kad eudesmolio ir eukaliptolio derinys turi sinergetinį poveikį Aedes aegypti lervų ir suaugusių individų stadijoms, galbūt dėl skirtingų jų veikimo būdų, atsirandančių dėl skirtingos cheminės struktūros. Eudesmolis (seskviterpenas) gali paveikti kvėpavimo sistemą 59, o eukaliptolis (monoterpenas) gali paveikti acetilcholinesterazę 60. Sudedamųjų dalių sąlytis su dviem ar daugiau taikinių gali sustiprinti bendrą mirtiną derinio poveikį. Suaugusiųjų medžiagų biologiniuose tyrimuose nustatyta, kad malationas veikia sinergiškai su karvonu, eukaliptoliu, eukaliptoliu, dialilo disulfidu arba α-pinenu, o tai rodo, kad jis veikia sinergiškai su limonenu ir disulfidu. Geri sinergetiniai alercidiniai kandidatai visam terpenų junginių portfeliui, išskyrus alilo trisulfidą. Thangam ir Kathiresan 61 taip pat pranešė apie panašius malationo sinergetinio poveikio su žolelių ekstraktais rezultatus. Šis sinerginis atsakas gali būti susijęs su bendru malationo ir fitocheminių medžiagų toksiniu poveikiu vabzdžių detoksikacijos fermentams. Organiniai fosfatai, tokie kaip malationas, paprastai veikia slopindami citochromo P450 esterazes ir monooksigenazes62,63,64. Todėl malationo su šiais veikimo mechanizmais ir terpenų su skirtingais veikimo mechanizmais derinimas gali sustiprinti bendrą mirtiną poveikį uodams.
Kita vertus, antagonizmas rodo, kad pasirinkti junginiai derinyje yra mažiau aktyvūs nei kiekvienas junginys atskirai. Kai kurių derinių antagonizmo priežastis gali būti ta, kad vienas junginys keičia kito junginio elgesį, keisdamas absorbcijos, pasiskirstymo, metabolizmo ar išsiskyrimo greitį. Ankstyvieji tyrėjai tai laikė antagonizmo vaistų deriniuose priežastimi. Molekulės Galimas mechanizmas 65. Panašiai galimos antagonizmo priežastys gali būti susijusios su panašiais veikimo mechanizmais, sudedamųjų junginių konkurencija dėl to paties receptoriaus ar taikinio. Kai kuriais atvejais gali pasireikšti ir nekonkurencinis taikinio baltymo slopinimas. Šiame tyrime du organiniai sieros junginiai, dialilo disulfidas ir dialilo trisulfidas, parodė antagonistinį poveikį, galbūt dėl konkurencijos dėl tos pačios taikinio vietos. Panašiai šie du sieros junginiai parodė antagonistinį poveikį ir neturėjo jokio poveikio, kai buvo derinami su eudesmoliu ir α-pinenu. Eudesmolis ir alfa-pinenas yra ciklinio pobūdžio, o dialilo disulfidas ir dialilo trisulfidas yra alifatiniai. Remiantis chemine struktūra, šių junginių derinys turėtų padidinti bendrą letalinį aktyvumą, nes jų veikimo taikiniai paprastai skiriasi34,47, tačiau eksperimentiškai nustatėme antagonizmą, kuris gali būti susijęs su šių junginių vaidmeniu kai kuriuose nežinomuose organizmuose in vivo sistemose dėl sąveikos. Panašiai cineolio ir α-pineno derinys sukėlė antagonistinį atsaką, nors anksčiau tyrėjai pranešė, kad šie du junginiai veikia skirtingai47,60. Kadangi abu junginiai yra cikliniai monoterpenai, gali būti keletas bendrų veikimo taikinių, kurie gali konkuruoti dėl prisijungimo ir turėti įtakos bendram tirtų kombinatorinių porų toksiškumui.
Remiantis LC50 vertėmis ir stebėtu mirtingumu, buvo atrinkti du geriausi sinergetiniai terpenų deriniai: karvono + limoneno ir eukaliptolio + eudesmolio poros, taip pat sintetinis organofosforo malationas su terpenais. Optimalus sinergetinis malationo + eudesmolio junginių derinys buvo išbandytas atliekant suaugusiųjų insekticidų biologinį tyrimą. Tiriant dideles vabzdžių kolonijas, buvo patvirtinta, ar šie veiksmingi deriniai gali veikti prieš didelį individų skaičių santykinai didelėse ekspozicijos erdvėse. Visi šie deriniai demonstruoja sinergetinį poveikį prieš didelius vabzdžių spiečius. Panašūs rezultatai gauti ir optimaliam sinergetiniam larvicidiniam deriniui, išbandytam prieš dideles Aedes aegypti lervų populiacijas. Taigi galima teigti, kad efektyvus sinergetinis larvicidinis ir adulticidinis augalų EO junginių derinys yra stiprus kandidatas prieš esamas sintetines chemines medžiagas ir gali būti toliau naudojamas Aedes aegypti populiacijoms kontroliuoti. Taip pat veiksmingi sintetinių larvicidų arba adulticidų su terpenais deriniai taip pat gali būti naudojami siekiant sumažinti timetfoso arba malationo dozes, skiriamas uodams. Šie stiprūs sinerginiai deriniai gali padėti atlikti būsimus tyrimus apie atsparumo vaistams evoliuciją Aedes uoduose.
Aedes aegypti kiaušinėliai buvo surinkti iš Regioninio medicinos tyrimų centro Dibrugarhe, Indijos medicinos tyrimų tarybos, ir laikomi kontroliuojamoje temperatūroje (28 ± 1 °C) ir drėgmėje (85 ± 5 %) Gauhati universiteto Zoologijos katedroje tokiomis sąlygomis: Arivoli buvo aprašyti ir kt. Išsiritusios lervos buvo šeriamos lervų maistu (šunų sausainių milteliai ir mielės santykiu 3:1), o suaugę uodai – 10 % gliukozės tirpalu. Nuo 3 dienos po išsiritimo suaugusioms uodų patelėms buvo leista čiulpti albinosių žiurkių kraują. Filtravimo popierių pamirkykite vandenyje stiklinėje ir įdėkite jį į kiaušinių dėjimo narvelį.
Atrinkti augalų mėginiai, būtent eukalipto lapai (Myrtaceae), šventasis bazilikas (Lamiaceae), mėta (Lamiaceae), melaleuka (Myrtaceae) ir česnako svogūnėliai (Amaryllidaceae). Surinkti Guvahatyje ir identifikuoti Gauhatio universiteto Botanikos katedros. Surinkti augalų mėginiai (500 g) buvo hidrodistiliuojami naudojant Clevenger aparatą 6 valandas. Ekstrahuotas EO buvo surinktas į švarius stiklinius buteliukus ir laikomas 4 °C temperatūroje tolesniems tyrimams.
Larvicidinis toksiškumas buvo tirtas naudojant šiek tiek modifikuotas standartines Pasaulio sveikatos organizacijos procedūras 67. Kaip emulsiklis buvo naudojamas DMSO. Kiekviena EO koncentracija iš pradžių buvo tiriama esant 100 ir 1000 ppm, kiekviename kartotinyje veikiant 20 lervų. Remiantis rezultatais, buvo taikomas koncentracijos diapazonas ir mirtingumas buvo registruojamas nuo 1 valandos iki 6 valandų (1 valandos intervalais) ir praėjus 24 valandoms, 48 valandoms ir 72 valandoms po apdorojimo. Subletalinės koncentracijos (LC50) buvo nustatytos po 24, 48 ir 72 valandų poveikio. Kiekviena koncentracija buvo tiriama trimis egzemplioriais kartu su viena neigiama kontrole (tik vanduo) ir viena teigiama kontrole (DMSO apdorotas vanduo). Jei įvyksta lėliukės susidarymas ir daugiau nei 10 % kontrolinės grupės lervų žūsta, eksperimentas kartojamas. Jei mirtingumas kontrolinėje grupėje yra nuo 5 iki 10 %, naudojama Abbotto korekcijos formulė 68.
Suaugusių uodų biologiniam tyrimui prieš Aedes aegypti, naudojant acetoną kaip tirpiklį, buvo naudojamas Ramar ir kt. aprašytas metodas69. Kiekvienas eterinis aliejus iš pradžių buvo tiriamas prieš suaugusius Aedes aegypti uodus, esant 100 ir 1000 ppm koncentracijoms. Užlašinkite 2 ml kiekvieno paruošto tirpalo ant 1 filtro popieriaus lapo (12 x 15 cm2 dydžio) ir leiskite acetonui išgaruoti 10 minučių. Kontroliniu mėginiu buvo naudojamas filtro popierius, apdorotas tik 2 ml acetono. Išgaravus acetonui, apdorotas filtro popierius ir kontrolinis filtro popierius dedami į cilindrinį mėgintuvėlį (10 cm gylio). Dešimt 3–4 dienų amžiaus krauju nemiegančių uodų buvo perkelti į tris kiekvienos koncentracijos mėginius. Remiantis preliminarių bandymų rezultatais, buvo tiriamos įvairios pasirinktų aliejų koncentracijos. Mirtingumas buvo registruojamas praėjus 1 valandai, 2 valandoms, 3 valandoms, 4 valandoms, 5 valandoms, 6 valandoms, 24 valandoms, 48 valandoms ir 72 valandoms po uodo paleidimo. Apskaičiuokite LC50 vertes 24 valandų, 48 valandų ir 72 valandų ekspozicijos laikams. Jei kontrolinės partijos mirtingumas viršija 20 %, pakartokite visą bandymą. Taip pat, jei kontrolinės grupės mirtingumas yra didesnis nei 5 %, apdorotų mėginių rezultatus pakoreguokite naudodami Abbotto formulę68.
Sudedamieji pasirinktų eterinių aliejų junginiai buvo analizuojami dujų chromatografijos (Agilent 7890A) ir masių spektrometrijos (Accu TOF GCv, Jeol) metodais. DC buvo aprūpintas FID detektoriumi ir kapiliarine kolonėle (HP5-MS). Nešiklio dujos buvo helis, srauto greitis – 1 ml/min. GC programa nustato *Allium sativum* į 10:80-1M-8-220-5M-8-270-9M, *Ocimum Sainttum* į 10:80-3M-8-200-3M-10-275-1M-5-280, mėtoms – 10:80-1M-8-200-5M-8-275-1M-5-280, eukaliptams – 20,60-1M-10-200-3M-30-280, o raudonajam – 10:60-1M-8-220-5M-8-270-3M. Tūkstančiam sluoksnių jie yra 10:60-1M-8-220-5M-8-270-3M.
Pagrindiniai kiekvieno EO junginiai buvo identifikuoti pagal ploto procentą, apskaičiuotą pagal GC chromatogramą ir masių spektrometrijos rezultatus (remiantis NIST 70 standartų duomenų baze).
Du pagrindiniai kiekvieno EO junginiai buvo atrinkti remiantis GC-MS rezultatais ir įsigyti iš „Sigma-Aldrich“, grynumo – 98–99 %, tolesniems biologiniams tyrimams. Junginių larvicidinis ir suaugusiųjų veiksmingumas prieš Aedes aegypti buvo tiriamas aukščiau. Dažniausiai naudojami sintetiniai larvicidai tamefosatas („Sigma Aldrich“) ir vaistas nuo suaugusiųjų malationas („Sigma Aldrich“) buvo analizuojami, siekiant palyginti jų veiksmingumą su pasirinktais EO junginiais, laikantis tos pačios procedūros.
Dvejetainiai pasirinktų terpenų junginių ir terpenų junginių su komerciniais organofosfatais (tilefosu ir malationu) mišiniai buvo paruošti sumaišant kiekvieno kandidato junginio LC50 dozę santykiu 1:1. Paruošti deriniai buvo išbandyti su Aedes aegypti lervų ir suaugusių individų stadijomis, kaip aprašyta aukščiau. Kiekvienas biologinis tyrimas buvo atliktas trimis egzemplioriais kiekvienam deriniui ir trimis egzemplioriais kiekviename derinyje esantiems atskiriems junginiams. Tikslinių vabzdžių žūtis buvo užregistruota po 24 valandų. Dvejetainio mišinio numatomą mirtingumo rodiklį apskaičiuokite pagal šią formulę.
kur E = numatomas Aedes aegypti uodų mirtingumas reaguojant į dvejetainį derinį, t. y. ryšį (A + B).
Kiekvieno dvejetainio mišinio poveikis buvo pažymėtas kaip sinerginis, antagonistinis arba jokio poveikio, remiantis χ2 verte, apskaičiuota pagal Pavlos52 aprašytą metodą. Apskaičiuokite kiekvieno derinio χ2 vertę pagal šią formulę.
Derinio poveikis buvo apibrėžtas kaip sinerginis, kai apskaičiuota χ2 reikšmė buvo didesnė už lentelės reikšmę atitinkamiems laisvės laipsniams (95 % patikimumo intervalas) ir jei nustatyta, kad stebimas mirtingumas viršija laukiamą mirtingumą. Panašiai, jei apskaičiuota bet kurio derinio χ2 reikšmė viršija lentelės reikšmę su tam tikrais laisvės laipsniais, bet stebimas mirtingumas yra mažesnis už laukiamą mirtingumą, gydymas laikomas antagonistiniu. O jei bet kuriame derinyje apskaičiuota χ2 reikšmė yra mažesnė už lentelės reikšmę atitinkamiems laisvės laipsniams, laikoma, kad derinys neturi jokio poveikio.
Bandymams prieš didelį skaičių vabzdžių buvo pasirinkti trys–keturi potencialiai sinergetiniai deriniai (100 lervų ir 50 larvicidinio bei suaugusių vabzdžių aktyvumo). Suaugę individai) tiriami taip, kaip aprašyta aukščiau. Kartu su mišiniais, atskiri juose esantys junginiai taip pat buvo tiriami su tokiu pat skaičiumi Aedes aegypti lervų ir suaugusių individų. Derinio santykis yra viena dalis vieno kandidato junginio LC50 dozės ir dalis kito sudedamojo junginio LC50 dozės. Suaugusiųjų aktyvumo biologiniame tyrime atrinkti junginiai buvo ištirpinti tirpiklyje acetone ir uždėti ant filtro popieriaus, suvynioto į 1300 cm3 cilindrinį plastikinį indą. Acetonas buvo garinamas 10 minučių, o suaugę individai paleisti. Panašiai ir larvicidiniame biologiniame tyrime LC50 kandidatų junginių dozės pirmiausia buvo ištirpintos vienoduose DMSO tūriuose, o tada sumaišytos su 1 litru vandens, laikomo 1300 cm3 plastikiniuose induose, o lervos paleistos.
71 užregistruoto mirtingumo duomenų tikimybinė analizė atlikta naudojant SPSS (16 versija) ir „Minitab“ programinę įrangą LC50 reikšmėms apskaičiuoti.
Įrašo laikas: 2024 m. liepos 1 d.