RESISTÊNCIA DOS INSETOS AOS INSETICIDAS

Quando um trabalho de combate a insetos, aracnídeos, ratos e camundongos não dá o resultado esperado é comum relacionar a não conformidade com resistência destes sinantrópicos ao inseticida ou raticida. Ou então que o produto usado não é o mesmo que usavam antes, ou seja, a empresa fez alguma alteração no produto.

Dificilmente a prestadora de serviço relaciona esta não conformidade com falhas humanas: a escolha do equipamento mais adequado, o tipo de formulação usada, a qualidade do produto usado (fabricante inidôneo), procedimento operacional e vistoria prévia mal feita são algumas situações que impedem uma resposta adequada.

Hoje vamos abordar a questão da resistência para que fique bem claro que a resistência é um fator bem mais complexo que se imagina e não acontece de forma tão simples como alguns acreditam.

Resistência a inseticidas é o caso de adaptação evolutiva mais rápido já observado, e documentado.

Apesar do número de mecanismos conhecidos que justifiquem este fenômeno ser limitado, a diversidade das famílias gênicas envolvidas no metabolismo de inseticidas deve ter uma contribuição importante para o aparecimento de resistência a estes.

A resistência a inseticidas em culicídios vetores é um fenômeno cada vez mais documentado na literatura científica. No Brasil, sabe-se que diversas populações de Ades aegypti de diferentes regiões geográficas apresentam algum nível de resistência aos inseticidas utilizados em seu controle.

Resistência é a capacidade de alguns indivíduos da população da praga em sobreviver a doses do inseticida que seriam letais para a maioria dos indivíduos da população.

 A resistência é uma característica genética, no qual alguns indivíduos são dotados de mecanismos capazes de evitar ou impedir que os inseticidas atuem no processo de intoxicação, estes mecanismos são encontrados de forma espontânea na população de insetos e estão presentes, mesmo sem a exposição do inseto a qualquer componente químico ou agrotóxico.

Outro fato importante é que, sendo a resistência uma característica genética ela é transmitida de pais para filhos.

A resistência é reflexo do uso contínuo de um mesmo inseticida ou de inseticidas de grupos químicos e modo de ação semelhantes, seu uso sequencial faz com que os indivíduos suscetíveis ao produto sejam mortos e os resistentes sobrevivam, multiplicando-se.

Por isto é fundamental entender o mecanismo de ação dos inseticidas para não usar inseticidas que tem o mesmo nicho de ação como piretróides e éter difenílico (etofenproxy) uma vez que ambos atuam no mesmo sítio – canais de Na.

  

O uso constante de um mesmo grupo de inseticida pode tornar o ambiente mais favorável aos insetos que carregam o gene de resistência àquele inseticida, por isto é justificável mudar periodicamente de grupo químico ou usar mistura de inseticidas. 

O ideal é usar inseticidas que atuem em diferentes nichos como piretróides que atuam nos canais de Na e neonicotinóides que atuam nas sinapses.

A questão é que não temos como saber se determinado inseto em determinado local está resistente. Isto só pode ser feito em laboratório especilizado.

Podemos até encontrar trabalhos científicos que digam que tal inseto está resistente a tal grupo químico, mas a questão é que esta informação vale para o local onde foi testado, não serve para outros locais.

Quando se sabe da resistência podemos usar outro grupo químico ou fazer uso de produtos não químicos tais como inibidores de quitina, juvenóides e outros.

Uma das melhores maneiras para minimizar o problema da resistência a inseticidas é a adoção de estratégias de manejo que visem à redução no uso de inseticidas, minimizando assim a pressão de seleção e, consequentemente, a seleção de populações resistentes aos produtos químicos.

Também podemos usar estratégias ambientais evitando locais de criação destes insetos. troca de grupos químicos, uso de misturas de inseticidas, uso de inseticidas hormonais, botânicos ou entomopatogênicos.

Para os insetos em que o uso de inseticidas é necessário para garantir a saúde da população, deve se evitar o uso repetitivo de produtos com mesmo princípio ativo ou modo de ação. A rotação ou mistura de produtos químicos com diferentes modos de ação é uma estratégia fundamental para minimizar o problema da resistência (Ver Porque fazer rodízio de inseticidas publicado em 02/01/2012 – matiassinantropicos)

 Os cromossomas são os responsáveis pela transmissão das características hereditárias de uma geração para outra, ou seja, nós somos o resultado da coleção de cromossomas que temos. Os cromossomas são constituídos de partículas denominadas genes. 

                                                       Cromossomas da espécie humana

Os cromossomas tem a capacidade de se autorreproduzir gerando duas cópias exatamente iguais.

 Entretanto observam-se variabilidades entre os indivíduos de mesma geração ou de gerações sucessivas. Essa variabilidade decorre, principalmente, de fatores hereditários.

Quando a variabilidade ocorre por alteração nos genes temos uma mutação. Esta mutação pode ocorrer em células somáticas e sexuais, ou seja, excluindo-se as células sexuais (espermatozoides e óvulos) todas as demais são denominadas somáticas.

Quando a mutação ocorre nas células somáticas (todas as células do corpo exceto as sexuais) por exemplo, por ação de raio-x esta alteração não será transmitida aos seus descendentes. Isto ocorrerá apenas quando a mutação ocorrer nas células sexuais.

O DNA é formado por duas fitas ligadas entre si por 4 bases nitrogenadas: Adenina, Timina, Citosina e Guanina, sendo que a Adenina só se liga à Timina e a Citosina só se liga à Guanina.

A descoberta do funcionamento dos cromossomas através de suas unidades de DNA é recente. Há tempos o homem empreende esforços para identificar as causas de seus males. Desde a teoria humoral da Idade Média, quando se acreditava que as doenças eram causadas pelo desequilíbrio dos fluidos ou humores internos, passando pela identificação das bactérias, no século XVII, e dos vírus, no século XIX, até a descoberta da estrutura e do funcionamento do DNA, no século XX.

Os cromossomas são estruturas que se localizam dentro do núcleo das celulas e contem os genes que são formadas por diferentes sequencias de bases nitrogenadas, ou seja de DNA. O gene é um pedaço da cadeia de DNA. 

Genoma é o conjunto básico de cromossomos que aparece nos gametas; na espécie humana é formado por 23 cromossomos em cada gameta (espermatozóide e óvulo), nos quais estão localizados todos os genes da espécie.

O maior cromossomo humano, o de número 1, apresenta um DNA com 250 milhões de pares de bases, enquanto o cromossomo Y, o menor desse genoma, tem 50 milhões de pares de bases.

O genoma humano apresenta 3 bilhões de pares de bases que representam 100.000 genes; assim, o comprimento médio de um gene é de 3.000 pares de bases.

Cada espécie tem um determinado número de cromossomas, sendo que as células sexuais tem a metade para que durante a formação de um novo ser eles se juntem para formar o número de cromossomas característicos da espécie. 

Por exemplo, a espécie humana tem 46 cromossomas nas células somáticas (chamadas de diplóides e representada por 2n) e 23 nas células sexuais (chamas de haplóides e representada por n). 

Quando se dá a fecundação vem 23 cromossomas no espermatozóide e 23 no óvulo para formar um novo indivíduo com 46 cromossomas.

A espécie huma tem ao redor de 20.000 a 23.000 genes e cada gene é formado por uma sequência de 4 bases nitrogenadas.

O conjunto de cromossomas de uma dada espécie é chamado de genoma e cada cromossoma tem diferentes número de genes, se somarmos todos os genes de uma célula diplóide (somática) teremos 6 bilhões de genes e as células haplóides (sexuais) teremos 3 bilhões de genes.

Sequencias genômicas são grandes mensagens codificadas que descrevema maior parte das estruturas de todos os organismos  vivos conhecidos. 

Para entendermos melhor esta capacidade de armazenamento de informações codificadas no genoma humano Diogo Porto em sua tese para obtenção do título de Doutor em Informática, 2016, Universidade de Aveiro, fez o seguinte experimento.

Ele pegou o genoma humano de referência (GRC v38) que foi compactado com sucesso para aproximadamente 5,2 vezes (razoavelmente menos que 550 MB) em 155 minutos usando um computador de mesa com 6,4 GB de RAM.

Como cada par de bases pode ser codificado por 2 bits, isso significa aproximadamente 750 megabytes de dados ou seja 750 megabytes de informações genéticas herdadas e passadas para as gerações sucessivas.

 

A existência da vida depende de duas moléculas o DNA e o RNA.

Tanto DNA quanto RNA são formados por moléculas menores chamadas de nucleotídeos.

O nucleotídeo é um conjunto formado pela associação de 3 moléculas – uma base nitrogenada, um grupamento fosfato e um glicídio (açúcar) que pode ser a ribose ou desoxirribose.

O DNA é encontrado no núcleo das células e nas mitocôndrias enquanto o RNA é produzido no núcleo, mas migra para as organelas que estão no citoplasma.

Assim, é por meio dessas moléculas que os seres vivos transmitem suas informações, das mais básicas às mais importantes para a manutenção da própria vida.

No processo reprodutivo, inclusive, a mistura de características tem como principal agente o DNA, uma vez que os gametas carregam informações de ambos os pais, resultando em um indivíduo único.

Em uma molécula de ácido nucléico, centenas e às vezes milhares de nucleotídeos se encadeiam, originando um longo filamento simples ou duplo.

As moléculas que apresentam um único filamento são as do grupo dos ácidos ribonucléicos, representados todos pela sigla RNA, enquanto que as que possuem duplo filamento, isto é, dupla cadeia polinucleotídica, pertencem ao grupo dos ácidos desoxirribonucléicos, conhecidos pela sigla DNA.

Cada conjunto de três bases nitrogenadas constitui um aminoácido ou códon e o conjunto de aminoácidos forma uma proteína específica que vai definir uma característica do indivíduo (altura, cor da pele, cor dos olhos, número de dedos, cor do cabelo, posição dos órgãos, etc.).

Então na molécula de DNA encontramos os genes com as características do organismo.

Todas as informações estão codificadas por uma sequência de bases nitrogenadas no próprio gene, e é a partir dessa sequência de bases que se dá a construção de uma proteína específica. 

Se, por algum motivo, houver alteração na sequência de bases nitrogenadas do DNA, também haverá alteração na sequência de aminoácidos que forma a proteína, e consequentemente nas propriedades da proteína e no indivíduo.

Na verdade, a alteração que ocorreu na sequência de bases do DNA foi uma mutação, e ela pode ser suficiente para provocar o surgimento de uma característica nova no organismo.

Dessa forma, podemos concluir que a mutação é uma mudança brusca que ocorre ao acaso no material genético e que pode ser transmitida aos descendentes.

Algumas vezes estas mutações podem ser desencadeadas por fatores ambientais atuando sobre as células sexuais e/ou somáticas.

Em geral, observam-se alterações genéticas mais graves em pacientes que recebem drogas potentes ou radiação como tratamento médico e em trabalhadores que fabricam ou manuseiam produtos químicos em variadas operações. 

Alguns efeitos podem não ser identificados logo de início, incluindo mutações em genes específicos que podem, eventualmente, levar a câncer na pessoa exposta ou a defeitos congênitos em seus descendentes. 

O uso de fatores desencadeantes como cigarro, drogas, bebidas alcoólicas pela gestante podem ter influência no código genético do futuro ser, ou seja, mutação.

As mudanças no material genético são extremamente importantes, pois é o DNA que carrega as informações necessárias para a síntese de proteinas. Algumas modificações nos genes afetam diretamente a proteína a ser sintetizada, resultando no surgimento de uma característica não esperada.

As mutações ocorrem de maneira aleatória, ou seja, não surgem como forma de suprir uma necessidade do organismo ou até mesmo para prejudicá-lo de alguma forma. Por ocorrerem ao acaso, as mutações geram diferentes respostas no organismo, afetando de forma positiva, negativa ou não causando nenhuma mudança.

Através do processo evolutivo, os genes mutaram muitas vezes, dando origem a várias formas diferentes até as formas atuais. Algumas pereceram no meio do caminho, ou por não se adaptarem ao meio ou por terem sofrido mutações letais.

A evolução humana descrita pelo biólogo britânico Charles Darwin, como a adaptação ao ambiente é um processo mutagênico onde as espécies não foram evoluindo de uma forma hierárquica e direta assim representada erroneamente pela figura de 06 indivíduos.

Na passagem de um para outro variações foram acontecendo onde uns desapareceram e outro evoluiram. A figura original era composta de 15 indivíduos. Não que o homem tenha se originado diretamente de macacos, mas foram variações que foram acontecendo no decdorrer do tempo onde retirando aqueles que não se adaptaram da a impressão de tudo ter acontecido em uma linha reta.

Este processom evolutivo, seleção do melhor adaptado, é uma consequência de mutações que trouxeram benefícios para melhor se adaptar ao ambiente que se apresentava.

É o que se chama de pressão ambiental ou pressão seletiva. Se uma determinada mutação é benéfica a pressão ambiental vai acabar selecionando este que apresenta esta variação melhor adaptada.

Existem mutações benéficas, maléficas, algumas que tem pouca importância e outras pela perda de função como a perda do dente sizo, aumento da espessura óssea, olhos azuis, cabelo ruivo, sindrome de Down, daltonismo são alguns exemplos.

UM exemplo recente de mutação benéfica foi publicada agora em setembro no Journal of Anatomy pesquisadores das Universidades Flinder e Adelaide da Australia revelam que há um aumento significativo na prevalência da artéria mediana, que fornece sangue para o antebraço e a mão humana.

Ela é formada no útero, mas desaparece assim que a artéria radial e ulnar, se desenvolvem e por isto a maioria dos adultos não tem uma artéria mediana.

O novo estudo, entretanto, descobriu que um número cada vez maior de pessoas não "perdem" a artéria mediana, ficando com os três vasos.

Esta artéria "extra" oferece benefícios porque aumenta o suprimento geral de sangue e pode ser usada como substituto em procedimentos cirúrgicos em outras partes do corpo humano. 

Por ex., mutações que condicionam resistência de bactérias a determinados antibióticos são vantajosas em meios supridos com esse elemento, mas sem nenhuma vantagem em meios desprovidos dos mesmos.

Também podemos ver pelo lado de mutação gerando resistência a determinado inseticida por alteração na camada de cutícula que será transmitido para gerações sucessivas por serem mutações nos cromossomas, na cadeia de DNA.

Ou seja, podemos dizer que as mutações podem ser consideradas vantajosas ou não, no sentido de que qualquer alteração que ajude um indivíduo a viver mais facilmente é vantajosa e vice-versa. Neste sentido a adaptação ao ambiente é fundamental.   

Isto quer dizer que a pressão ambiental é que fará com que este indivíduo que sofreu tal mutação será ou não beneficiado. Por exemplo, digamos que um inseto sofreu mutação que desencadeou uma camada de quitina mais grossa e impermeável e ele vive em um ambiente onde se usa determinado inseticida que para seu efeito tóxico se manifestar precisa ser absorvido pela derme.

Neste mutante o inseticida não terá efeito, mas terá efeito naqueles em que a mutação não ocorreu.

Agora, se neste ambiente em que o inseto mutante vive não usarem inseticidas com este mecanismo de penetração a mutação não acarretará nenhuma vantagem sobre o mutante. Por exemplo, inseticida aplicado na forma de termonebulização onde seu efeito se dá pela inalação.      

Diz-se que um inseto é susceptível a um determinado grupo de inseticida quando ele sofre a ação tóxica deste inseticida de acordo com a dose preconizada em bula.

Quando uma determinada população de insetos apresenta um aumento de tolerância a um inseticida considerado eficaz, pode-se dizer que ela se tornou resistente.  

A resistência é controlada hereditariamente, obtida ao nível da população. Isso quer dizer que a constante eliminação de indivíduos susceptíveis resulta na concentração dos fatores hereditários que dão resistência às gerações que se sucedem. 

O inseticida age como uma força seletiva, pressão ambiental, que elimina os indivíduos mais fracos e permite aos mais resistentes reproduzirem-se, resultando no aumento da frequência de genes, que controlam a resistência.

É importante compreender que as populações "normais" de insetos variam em sua sensibilidade aos inseticidas como consequência de variações ambientais que interfiram na técnica de aplicação (p.ex. mudanças de temperatura) ou por diferenças fisiológicas entre os indivíduos (por seu sexo ou estado de nutrição). Apesar do inseticida não ter realizado sua ação tóxica não foi pela resistência.

As modificações da tolerância média que obedecem a essas causas devem distinguir-se da "verdadeira" resistência fisiológica. Esta última é uma característica inata, hereditária, transmitida como ocorre com outros caracteres corporais (por exemplo, a cor dos olhos nos homens). 

Os mecanismos fisiológicos englobam a diminuição da penetração e transporte do agente químico para o sistema nervoso, insensibilidade do sítio de ação e acréscimo da excreção. 

Quanto à resistência comportamental é normalmente resultante de efeitos irritantes e repelentes dos inseticidas sobre indivíduos fisiologicamente susceptíveis, onde os insetos modificam hábitos evitando áreas tratadas.

Em outras palavras, os insetos desenvolvem a capacidade metabólica de desintoxicar inseticidas, por meio de alterações estruturais ou bioquímicas nos sítios alvos de ação que dificultam ou impedem a ligação de inseticidas ao seu organismo, sendo estes os mecanismos de resistência mais comumente verificados nos insetos.

Portanto não é uma resposta individual a contatos subletais com os inseticidas; os indivíduos resistentes tampouco são maiores nem mais fortes que o normal. As cepas resistentes aparecem como consequência do emprego continuado de inseticidas que matam seletivamente um maior número de indivíduos "normais" e não os que possuem genes que conferem resistência.

 É importante lembrar que não é o uso constante de inseticida que cria a resistência nem mesmo subdosagem ou superdosagem. A resistência é um fenômeno natural que ocorre sempre em diferentes células de forma espontânea. Numa destas surge uma mutação que permite o inseto não sofrer a ação do veneno.

Entretanto o uso constante de determinado inseticida que for aplicado sobre populações de insetos que tem uma certa mutação será selecionado pois os que não tiverem esta mutação sofrerão a ação tóxica.    

Vários são os fatores que influem no desenvolvimento da resistência:

  (1) se a espécie tem um ciclo de vida curto, haverá provavelmente mais gerações por ano, de modo que os efeitos da seleção serão mais rápidos;

  (2) se a população da praga é relativamente estática e localizada, ou seja, não tem possibilidade de se movimentar para grandes distâncias, a seleção será mais eficaz do que se fosse uma espécie de movimento muito ativo, porque quando os indivíduos resistentes que sobreviverem terão maiores oportunidades de se cruzar com indivíduos não resistentes, diluindo o efeito da resistência;

 (3) quanto mais alta for a percentagem de mortalidade maior é a seleção de indivíduos resistentes;

 (4) se o inseticida só chega a uma parte da população, o efeito seletivo tende a diluir-se porque os exemplares sobreviventes se cruzam com indivíduos não resistentes que vem do exterior de zonas não controladas;

 (5) um outro fator é a persistência da ação do inseticida, poder residual. A curto prazo, isto explica porque os inseticidas de ação residual prolongada tem produzido alta frequência de resistência, já que a seleção se mantem durante semanas ou meses depois da aplicação.

Que fique bem claro, não é a residualidade que causou a resistência, mas é que como o inseticida fica mais tempo mna superfície mais insetos terão contato com ele e dentro deste aqueles que não são resistentes e por isto morrerão ficando os resistentes.

A longo prazo, o uso prolongado de um determinado inseticida, ano após ano, faz com que os genes que conferem resistência fiquem melhor estabelecidos na constituição genética da população pela morte dos susceptíveis e manuteção dos resistentes.       

Normalmente, a primeira indicação de resistência de uma praga é o fracasso das operações de controle.

 Sem dúvida, por duas razões não convém basear-se unicamente em dados deste tipo. Em primeiro lugar, o fracasso pode ter várias causas, como a má qualidade do produto, erros na sua preparação e/ou dose ou condições climáticas anormais que favoreçam uma extraordinária multiplicação e distribuição da praga.

Em segundo lugar, quando se vê o fracasso de uma operação e a resistência está estabelecida, a habilidade de detectar uma resistência é imprescindível para poder planejar medidas de urgência. Isto é feito com técnicas específicas e por pessoal habilitado.

Para que isto aconteça indivíduos serão coletados no local enviados para análise e identificação da resistência ou não,

Nas décadas recentes se tem investigado e aprendido muito sobre a natureza de diversos mecanismos de resistência. Geralmente estes se baseiam na detoxificação do inseticida por enzimas.

Algumas destas enzimas são relativamente específicas como por exemplo, a que converte o DDT em DDE. Outras são relativamente inespecíficas como, por exemplo, as que atacam a diversos inseticidas.

 Outros mecanismos se baseiam em modificações da cutícula, que dificulta a penetração de alguns inseticidas, outros apresentam modificações na enzima colinesterase ficando menos sensível aos inseticidas organofosforados e aos carbamatos.

 

TIPOS DE RESISTÊNCIA

 As observações realizadas permitem diferenciar 7 tipos de resistência.

 Comportamento

As características hereditárias ligadas ao comportamento dos indivíduos são selecionadas devido à ausência de contato com o inseticida. Por exemplo, pernilongos que não pousam nas paredes das casas previamente pulverizadas com inseticidas. Se o caráter é controlado hereditariamente, as gerações sucessivas conterão uma alta incidência desse fator hereditário.

 Estrutura

Quando a estrutura morfológica do inseto impede o contato do inseticida com a superfície do inseto (presença de pêlos, cerdas, etc). Também a espessura da cutícula tem influência;

Penetração

Está relacionada com a estrutura, inclue-se aqui também a alteração na composição química da cutícula, que diminue a permeabilidade;

Armazenamento

Quando a substância tóxica é armazenada em algum tecido não sensitivo e, em seguida, liberada gradualmente ou metabolizado a componentes não tóxicos. Supõe-se que o corpo gorduroso seja imprescindível ao armazenamento dos tóxicos;

 Excreção          

Quando o tóxico é rapidamente eliminado. Quando a velocidade de excreção é suficientemente rápida para impedir o acúmulo do tóxico ao nível prejudicial;

 

Desintoxicação

Quando o tóxico é realmente  metabolizado em produtos não tóxicos antes de atingir níveis tóxicos;

Diminuição de sensibilidade

Quando o sistema susceptível tornar-se mais tolerante ao tóxico , isto pode ser conseguido.

Resistência múltipla

Ocorre quando um indivíduo possui um ou mais mecanismo de resistência distintos que conferem o comportamento resistente a herbicidas com mecanismo de ação diferenciado.

Dupla resistência

Também chamada de resistência cruzada. Ocorre quando o inseto adquire resistência aos inseticidas ainda não empregados no seu controle.

Ocorre quando insetos são resistentes a dois ou mais herbicidas, devido a um só mecanismo de resistência, portanto, resistente a todos os herbicidas que apresentam um mesmo mecanismo de ação.

Quando ocorre resistência aos fosforados, pode haver dupla resistência com compostos de outros grupos, tais como carbamatos.

Os carbamatos também podem provocar resistência aos fosforados e clorados.         

Os organoclorados, geralmente, não induzem resistência aos organofosforados. A recíproca não é verdadeira, visto os organofosforados induzirem resistência aos organoclorados, bem como às piretrinas.

 Em trabalho feito em Culex quinquefasciatus verificou-se resistência cruzada entre organofosforado (malathion e fenitrothion) e carbamato (propoxur).