COMO AGEM OS INSETICIDAS NOS INSETOS - PARTE 1

Em geral considera-se que o  mecanismo de ação dos inseticidas atua sobre os insetos do mesmo modo como atua sobre os animais superiores.

Os insetos possuem um organismo menos complicado que os mamíferos; não possuem pulmões, fígado e sistema cardiovascular; possuem apenas um tipo de nervo bioquímico, enquanto os mamíferos possuem três. Ainda conseguem uma alta resistência a anoxia (falta de oxigênio no cérebro).

 

A classificação dos inseticidas de acordo com os sintomas produzidos nos insetos é difícil de ser obtida. A natureza do inseto, o modo de penetração e a quantidade de inseticida consumido pelo organismo, altera bastante a resposta da ação inseticida.

De um modo geral pode se estabelecer que os inseticidas orgânicos sintéticos atuam sobre o sistema nervoso do inseto e os sintomas apresentados obedecem a quatro estágios: excitação, convulsão, paralisia e morte.

A maioria dos inseticidas atuam sobre o sistema nervoso. Tal fato deve-se a uma sensibilidade especial, pois mesmo com o rompimento temporário do sistema nervoso, os danos são irreversíveis.

A célula nervosa é denominada Neurônio e apresenta um filamento longo, Axônio, através do qual o impulso nervoso é transmitido de neurônio a neurônio até atingir um músculo, glândula ou a pele.

O ponto de contato entre neurônios é a sinapse. Para que o impulso nervoso seja transmitido e determine uma reação é necessário que esse impulso passe através de várias sinapses.

Nestas sinapses há uma determinada substância química que permite esta transmissão, chamadas de neurotransmissor como a acetilcolina.

Podemos dizer que a transmissão do impulso nervoso passa por dois processos diferentes. Um elétrico que é através do axônio e um químico através da sinapse.

A transmissão química do impulso nervoso se dá na sinapse que é o ponto de encontro de um neurônio emissor e um neurônio receptor que tem estes nomes por causa do direção do impulso nervoso.

Até este ponto a transmissão se dá por impulso elétrico. A partir deste momento, na sinapse, a fim de passar de um neurônio para outro, entram em atividades neuroreceptores químicos que permitem o deslocamento do impulso nervoso de um neurônio para outro.

Um neurônio não chegar a ficar em contato com outro neurônio. Existe um espaço entre eles chamado de espaço ou fenda sinaptica que é onde os neurotransmissores realizam sua atividade.

 

 

 

O mecanismo de ação dos inseticidas sobre estes neurotransmissores é uma forma de classifica-los.

1. NEUROTÓXICOS QUE ATUAM NA TRANSMISSÃO SINÁPTICA

      - INIBIDORES DA ENZIMA ACETILCOLINESTERASE (AChE) –

 Os impulsos nervosos são transmitidos de um neurônio a outro até chegar na célula a ser excitada, pode ser uma célular muscular, glandular ou outra. Estes impulsos são transmitidos através de uma enzima-neurotransmissora, a Acetilcolina (ACh) que sai do neurônio para a sinapse permitindo a transmissão do impulso.

 

 

 

Após esta excitação ser realizada a Acetilcolina precisa retornar para o interior do neurônio onde a célula nervosa volta ao estado de repouso podendo, novamente, ser excitada.

Quem faz este retorno é outra enzima a Acetilcolinesterase que quebra a Acetilcolina em Colina + Acetato. Dentro do neurônio se unem novamente em Acetilcolina ficando pronta para nova transmissão.

Os organofosforados e carbamatos atuam ligando-se à enzima Anticolinesterase inibindo sua ação resultando em acúmulo de Acetilcolina na sinapse causando hiperexcitabilidade devido à transmissão contínua e descontrolada de impulsos nervosos: incluem tremores, convulsões e, eventualmente, colapso do sistema nervoso central e morte.

Há uma paralisação dos músculos, principalmente os intercostais, impedindo a respiração e provocando a morte devido à ausência de oxigênio no cérebro.

De forma semelhante a outros inseticidas, os carbamatos aumentam a taxa respiratória em 4 - 5 vêzes o normal, dando também uma perda de água e é determinado pela intensa hiperatividade dos insetos. Há uma verdadeira exaustão do organismo sendo primeiramente consumidos os carbohidratos e posteriormente as gorduras

Nos organofosforados, a ligação é bem mais forte e praticamente irreversível enquanto que nos carbamatos ela é reversível, podendo haver uma recuperação do inseto.

Esta reversibilidade pode ocorrer pela capacidade que os insetos tem de permanecer um certo tempo em anóxia, período em que a reversão do efeito inseticida pode vir a ocorrer pela detoxificação rápida.

2. INSETICIDAS QUE ATUAM NOS RECEPTORES DE ACETILCOLINA

- AGONISTAS (ANÁLOGOS) DA ACETILCOLINA  (ACh)-

 É o grupo dos neonicotinóides descobertos a partir da molécula de nicotina (Imidaclopride, Acetamipride, Nitempiram, Tiametoxam, Clotianidina, Dinotefurano e Tiaclopride)

Os neonicotinóides imitam o efeito da Acetilcolina e competem com ela. Esta ligação é persistente pois os neonicotinóides são insensíveis à ação da acetilcolinesterase (AChE). A acetilcolinesterase degrada moléculas de acetilcolina mas não consegue degradar as moléculas de neonicotinóides. 

Desta forma mantem ativação permanente da acetilcolina causando  hiperexcitabilidade do sistema nervoso central devido à transmissão contínua e descontrolada de impulsos nervosos. 

Embora atuem de modo totalmente distinto dos organofosforados e carbamatos, os sintomas resultantes da intoxicação são semelhantes e incluem tremores, convulsões e, eventualmente, colapso do sistema nervoso central e morte.

 

 

 

3. INSETICIDAS QUE ATUAM NOS RECEPTORES GABA

ANTAGONISTAS DE CANAIS DE CLORO MEDIADOS POR GABA (FENILPIRAZÓIS EX. FIPRONIL)

 Sabe-se que antagonizam a ação do neurotransmissor inibitório, GABA (ácido gama amino butírico) impedindo que após a transmissão de um impulso nervoso, se desencadeie o processo de inibição restabelecendo o repouso do SNC.

Em uma situação normal o GABA permite um aumento na permeabilidade da membrana aos íons cloro para dentro da célula nervosa, o que desencadeia o mecanismo de retorno ao repouso do sistema nervoso após ser excitado.

Os fenilpirazóis afetam este mecanismo, impedindo a entrada dos íons Cl^- no neurônio e assim antagonizando (= revertendo) o efeito "calmante" de GABA. 

O bloqueio da ação inibitória provocado por estes inseticidas resulta em hiperexcitabilidade do SNC.  Os sintomas de intoxicação se assemelham aos fosforados e carbamatos.

 

 

 

4. INSETICIDAS QUE ATUAM NA ACETILCOLINA E NOS RECEPTORES GABA

As Spinosinas foram descobertas em 1975 por Lacey e Goodfellow que descreveram isolados de cana de açucar triturado onde se desenvolviam hifas rosa-amarelado com esporos revestido por filamentos em uma destilaria de rum desativada nas Ilhas Virgens, Caribe.

 São bactérias do grupo dos Actinomicetos também chamados de Actinobactérias que se apresentam com uma organização filamentosa, ramificada produzindo esporos semelhantes aos conídios de fungos, mas não são fungos.

 
Muitas vezes são classificados como fungos por estas características.

Spinosad é um inseticida baseado na fermentação da bactéria Saccharopolyspora spinosa.

Têm um novo modo de ação baseado na segmentação das ligações nos receptores de acetilcolina diferente das atividades dos outros inseticidas, pois causam rompimento da neurotransmissão de acetilcolina.

 

Também tem efeitos secundários sobre o ácido gama-amino-butírico (GABA).

Spinosad não provoca resistência cruzada a qualquer outro inseticida conhecido.

 5. NEUROTÓXICOS  QUE ATUAM NA TRANSMISSÃO AXÔNICA

- MODULADORES DE CANAIS DE SÓDIO (PIRETRÓIDES) –

Existem dois tipos de piretróides, os do tipo I (ex. permetrina),  que à semelhança do DDT apresentam um coeficiente de temperatura negativo, ou seja, a atividade inseticida destes produtos aumenta à medida que a temperatura diminui.  Ao contrário, os piretróides do tipo II  (ex.  Cipermetrina, deltametrina, etc.) tem um coeficiente de temperatura positivo. 

A célula nervosa é controlada eletricamente e sua polarização e despolarização está na dependência da entrada e saída de Na e K. Quando a célula é excitada este impulso nervoso se transmite pelas alterações, dentro e fora do axônio, das cargas negativas e positivas.

Os piretróides (tipo I e II) mantem uma entrada permanente de Na na célula deixando-a  sempre excitada, não entrando em repouso sendo mais intenso no tipo II.

EVENTOS AXÔNICOS NA CONDUÇÃO DO ESTÍMULO EXCITATÓRIO

A membrana do axônio é permeável a K+ quando em repouso e impermeável a Na+, portanto a membrana do axônio permanece polarizada no estado de repouso com potencial próximo ao potencial de equilíbrio do K+ (-50 a -70 mV).

Mediante estímulo, os canais de K da membrana se fecham e os de Na se abrem permitindo um fluxo de Na para o interior da célula despolarizando-a até atingir um potencial próximo ao potencial de equilíbrio do Na.

Quando esse “potencial de ação” é atingido no desencadeamento de um estímulo, os canais de Na se fecham novamente e os K vão lentamente se abrindo até ser restabelecido o potencial elétrico de repouso (membrana polarizada).

A bomba de Na-K transporta o excesso de Na do interior para o exterior do axônio, e K do exterior para o interior do mesmo restabelecendo o equilíbrio químico da célula no estado de repouso.

O impulso transmitido se propaga ao longo do axônio até atingir a extremidade do mesmo, onde a transmissão passa de elétrica a química.

EVENTOS SINÁPTICOS NA CONDUÇÃO DO ESTÍMULO EXCITATÓRIO

Sinapse é a fenda que separa duas células nervosas intercomunicantes.

A transmissão do impulso nervoso deve atravessá-la para que se propague, o que é conseguido através da liberação de neurotransmissores na membrana pré-sináptica.

Esses neurotransmissores migram pela fenda sináptica e atingem receptores específicos na membrana pós-sináptica onde desencadeiam novos potenciais de ação.

Canais de Ca++ na membrana pré-sináptica modulam a liberação das vesículas com neurotransmissor na sinapse.

Principais neurotransmissores em insetos, de importância para o controle químico deles:

. Acetilcolina: neurotransmissor excitatório, presente no sistema nervoso central de insetos.

. Ácido gama aminobutírico (GABA): neurotransmissor inibitório, presente no sistema

nervoso central de insetos e junções neuromusculares.

 ESTÍMULO INIBITÓRIO:

Estímulo inibitório leva a uma hiperpolarização da membrana do axônio através do fluxo de íons Cl- para o interior da membrana do axônio via canais de Cl.

Efeito inibitório bloqueia o excitatório e o neurotransmissor envolvido em sinápses inibitórias é o GABA.

 Os neurotransmissores se difundem pela fenda Sináptica ligando-se em receptores específicos na Membrana Pós-Sináptica abrindo os Canais permitindo a entrada e saída de íons Na e K causando uma despolarização neste ponto que vai se deslocando por todo o neurônio até o próximo Botão Terminal, transmitindo assim, a mensagem através de novas ondas elétricas.

Os íons Na e K estão se deslocando de um local mais concentrado para um menos concentrado. Neste instante ocorre uma Despolarização da membrana pela maior entrada de Na e maior saída de K. Com isto o interior fica (+) e o exterior fica (-).

Inicialmente as forças que geram a entrada de Na para a célula são maiores que as forças que tendem a liberar K para o exterior da célula e posteriormente vão mudando conforme o Potencial de Membrana vai aumentando

Os canais de Na se abrem permitindo a entrada dele (-40mv). Logo depois os canais de K se abrem (-10mv). Quando chega em + 40mv os canais de Na se fecham e inicia o processo de Repolarização. Continua saindo K da célula e retorna ao Potencial de Repouso até os canais de K se fecharem e voltar a -70mv.

Os sintomas de intoxicação de insetos por piretróides desenvolvem-se rapidamente, resultando em transmissão de impulsos repetitivos e descontrolados, hiperexcitabilidade, perda de postura locomotora ("knockdown“), paralisia e morte.

 Estes sintomas de envenenamento demonstram que os piretróides atuam primeiramente no sistema neuromuscular.

A atividade letal dos piretróides parecem envolver ações no sistema nervoso central e periférico, enquanto que o efeito knockdown é provavelmente produzido por intoxicação periférica.

A incorporação do grupo ciano (como por exemplo, na cipermetrina, cialotrina, lambdacialotrina) está associado a um aumento da atividade inseticida.

Entretanto este radical é responsável por um fenômeno chamado Sensação Facial Dérmica caracterizada por uma sensação irritante, principalmente no rosto que desaparece em 24 horas e aliviada apenas com água fria.