I et tidligere projekt, der testede lokale fødevareforarbejdningsanlæg for myg i Thailand, viste det sig, at æteriske olier (EO'er) fra Cyperus rotundus, galangarod og kanel havde god myggedræbende aktivitet mod Aedes aegypti. I et forsøg på at reducere brugen af traditionelle ...insekticiderog forbedre kontrollen af resistente myggepopulationer, havde dette studie til formål at identificere den potentielle synergisme mellem ethylenoxids adulticidale virkninger og permethrins toksicitet for Aedes-myg. aegypti, herunder pyrethroidresistente og følsomme stammer.
At evaluere den kemiske sammensætning og dræbende aktivitet af EO ekstraheret fra jordstængler af C. rotundus og A. galanga og bark af C. verum mod den modtagelige stamme Muang Chiang Mai (MCM-S) og den resistente stamme Pang Mai Dang (PMD-R). ) Voksen aktiv Ae. Aedes aegypti. Et voksent bioassay af EO-permethrin-blandingen blev også udført på disse Aedes-myg for at forstå dens synergistiske aktivitet. aegypti-stammer.
Kemisk karakterisering ved hjælp af GC-MS analytisk metode viste, at 48 forbindelser blev identificeret fra EO'erne fra C. rotundus, A. galanga og C. verum, hvilket tegner sig for henholdsvis 80,22%, 86,75% og 97,24% af de samlede komponenter. Cyperen (14,04%), β-bisabolen (18,27%) og cinnamaldehyd (64,66%) er hovedkomponenterne i henholdsvis cyperusolie, galangaolie og balsamicoolie. I biologiske drabsanalyser af voksne dyr var C. rotundus, A. galanga og C. verum EV'er effektive til at dræbe Ae. aegypti. MCM-S og PMD-R LD50-værdierne var henholdsvis 10,05 og 9,57 μg/mg hunner, 7,97 og 7,94 μg/mg hunner og 3,30 og 3,22 μg/mg hunner. Effektiviteten af MCM-S og PMD-R Ae i drab af voksne Aedes-myg i disse EO'er var tæt på piperonylbutoxid (PBO-værdier, LD50 = henholdsvis 6,30 og 4,79 μg/mg hunner), men ikke så udtalt som permethrin (LD50-værdier = henholdsvis 0,44 og 3,70 ng/mg hunner). Kombinationsbioassays fandt dog synergi mellem EO og permethrin. Signifikant synergisme med permethrin mod to stammer af Aedes-myg, Aedes aegypti, blev observeret i EM af C. rotundus og A. galanga. Tilsætningen af C. rotundus- og A. galanga-olier reducerede signifikant LD50-værdierne for permethrin på MCM-S fra 0,44 til henholdsvis 0,07 ng/mg og 0,11 ng/mg hos hunner, med synergiforhold (SR)-værdier på henholdsvis 6,28 og 4,00. Derudover reducerede EO'er fra C. rotundus og A. galanga også signifikant LD50-værdierne for permethrin på PMD-R fra henholdsvis 3,70 til 0,42 ng/mg og 0,003 ng/mg hos kvinder, med SR-værdier på henholdsvis 8,81 og 1233,33.
Synergistisk effekt af en EO-permethrin-kombination til at forstærke voksentoksicitet mod to stammer af Aedes-myg. Aedes aegypti viser en lovende rolle for ethylenoxid som synergist i at forstærke antimyg-effekten, især hvor traditionelle forbindelser er ineffektive eller uegnede.
Aedes aegypti-myggen (Diptera: Culicidae) er den primære vektor for denguefeber og andre infektiøse virussygdomme såsom gul feber, chikungunya og Zika-virus, og udgør en enorm og vedvarende trussel mod mennesker [1, 2]. Denguevirus er den mest alvorlige patogene hæmoragiske feber, der rammer mennesker, med anslået 5-100 millioner tilfælde årligt og mere end 2,5 milliarder mennesker verden over i risiko [3]. Udbrud af denne infektionssygdom lægger en enorm byrde på befolkningerne, sundhedssystemerne og økonomierne i de fleste tropiske lande [1]. Ifølge det thailandske sundhedsministerium var der 142.925 tilfælde af denguefeber og 141 dødsfald rapporteret på landsplan i 2015, mere end tre gange antallet af tilfælde og dødsfald i 2014 [4]. Trods historiske beviser er denguefeber blevet udryddet eller kraftigt reduceret af Aedes-myggen. Efter bekæmpelse af Aedes aegypti [5] steg infektionsraterne dramatisk, og sygdommen spredte sig over hele verden, delvist på grund af årtiers global opvarmning. Eliminering og bekæmpelse af Aedes aegypti er relativt vanskelig, fordi det er en husmygvektor, der parrer sig, spiser, hviler og lægger æg i og omkring menneskelig beboelse i løbet af dagen. Derudover har denne myg evnen til at tilpasse sig miljøændringer eller forstyrrelser forårsaget af naturlige begivenheder (såsom tørke) eller menneskelige bekæmpelsesforanstaltninger og kan vende tilbage til sit oprindelige antal [6, 7]. Da vacciner mod denguefeber først for nylig er blevet godkendt, og der ikke findes nogen specifik behandling for denguefeber, afhænger forebyggelse og reduktion af risikoen for dengue-smitte udelukkende af at kontrollere mygvektorerne og eliminere menneskelig kontakt med vektorerne.
Især brugen af kemikalier til mygbekæmpelse spiller nu en vigtig rolle i folkesundheden som en vigtig del af omfattende integreret vektorhåndtering. De mest populære kemiske metoder omfatter brugen af lavtoksiske insekticider, der virker mod myggelarver (larvicider) og voksne myg (adidocider). Larvebekæmpelse gennem kildereduktion og regelmæssig brug af kemiske larvicider såsom organofosfater og insektvækstregulatorer anses for vigtig. De negative miljøpåvirkninger forbundet med syntetiske pesticider og deres arbejdskrævende og komplekse vedligeholdelse er dog fortsat en stor bekymring [8, 9]. Traditionel aktiv vektorbekæmpelse, såsom voksenbekæmpelse, er fortsat det mest effektive middel til bekæmpelse under virusudbrud, fordi det kan udrydde infektionsvektorer hurtigt og i stor skala, samt reducere levetiden og langdistancen for lokale vektorpopulationer [3], 10]. Fire klasser af kemiske insekticider: organochloriner (kun benævnt DDT), organofosfater, carbamater og pyrethroider danner grundlag for vektorbekæmpelsesprogrammer, hvor pyrethroider betragtes som den mest succesfulde klasse. De er yderst effektive mod forskellige leddyr og har lav effektivitet. toksicitet for pattedyr. I øjeblikket udgør syntetiske pyrethroider størstedelen af kommercielle pesticider og tegner sig for omkring 25% af det globale pesticidmarked [11, 12]. Permethrin og deltamethrin er bredspektrede pyrethroidinsekticider, der er blevet brugt verden over i årtier til at bekæmpe en række skadedyr af landbrugsmæssig og medicinsk betydning [13, 14]. I 1950'erne blev DDT valgt som det foretrukne kemikalie til Thailands nationale folkesundhedsprogram for mygbekæmpelse. Efter den udbredte brug af DDT i malaria-endemiske områder udfasede Thailand gradvist brugen af DDT mellem 1995 og 2000 og erstattede det med to pyrethroider: permethrin og deltamethrin [15, 16]. Disse pyrethroidinsekticider blev introduceret i begyndelsen af 1990'erne for at bekæmpe malaria og denguefeber, primært gennem behandlinger med sengenet og brug af termisk tåge og spray med ultralav toksicitet [14, 17]. De har dog mistet effektivitet på grund af stærk mygeresistens og manglende offentlig overholdelse på grund af bekymringer om folkesundheden og miljøpåvirkningen af syntetiske kemikalier. Dette udgør betydelige udfordringer for succesen med programmer til bekæmpelse af trusselsvektorer [14, 18, 19]. For at gøre strategien mere effektiv er rettidige og passende modforanstaltninger nødvendige. Anbefalede håndteringsprocedurer omfatter substitution af naturlige stoffer, rotation af kemikalier fra forskellige klasser, tilsætning af synergister og blanding af kemikalier eller samtidig anvendelse af kemikalier fra forskellige klasser [14, 20, 21]. Derfor er der et presserende behov for at finde og udvikle et miljøvenligt, bekvemt og effektivt alternativ og synergist, og denne undersøgelse sigter mod at imødekomme dette behov.
Naturligt afledte insekticider, især dem baseret på plantekomponenter, har vist potentiale i evalueringen af nuværende og fremtidige alternativer til myggebekæmpelse [22, 23, 24]. Adskillige undersøgelser har vist, at det er muligt at bekæmpe vigtige myggevektorer ved at bruge planteprodukter, især æteriske olier (EO'er), som dræbere af voksne mygger. Adulticidale egenskaber mod nogle vigtige myggearter er blevet fundet i mange vegetabilske olier såsom selleri, spidskommen, zedoaria, anis, pipepeber, timian, Schinus terebinthifolia, Cymbopogon citratus, Cymbopogon schoenanthus, Cymbopogon giganteus, Chenopodium ambrosioides, Cochlospermum planchonii, Eucalyptus ter eticornis., Eucalyptus citriodora, Cananga odorata og Petroselinum Criscum [25,26,27,28,29,30]. Ethylenoxid bruges nu ikke kun alene, men også i kombination med ekstraherede plantestoffer eller eksisterende syntetiske pesticider, hvilket producerer varierende grader af toksicitet. Kombinationer af traditionelle insekticider såsom organofosfater, carbamater og pyrethroider med ethylenoxid/planteekstrakter virker synergistisk eller antagonistisk i deres toksiske virkninger og har vist sig at være effektive mod sygdomsvektorer og skadedyr [31,32,33,34,35]. Imidlertid er de fleste undersøgelser af de synergistiske toksiske virkninger af kombinationer af fytokemikalier med eller uden syntetiske kemikalier blevet udført på landbrugsinsekter og skadedyr snarere end på medicinsk vigtige myg. Desuden har det meste af arbejdet med de synergistiske virkninger af plantesyntetiske insekticidkombinationer mod myggevektorer fokuseret på den larvicide effekt.
I et tidligere studie udført af forfatterne som en del af et igangværende forskningsprojekt, der screenede intimidicider fra indfødte fødevareplanter i Thailand, blev det konstateret, at ethylenoxider fra Cyperus rotundus, galangarod og kanel havde potentiel aktivitet mod voksne Aedes-myg. Egypten [36]. Derfor havde dette studie til formål at evaluere effektiviteten af æteriske olier isoleret fra disse lægeplanter mod Aedes-myg. aegypti, herunder pyrethroidresistente og -følsomme stammer. Den synergistiske effekt af binære blandinger af ethylenoxid og syntetiske pyrethroider med god effekt hos voksne er også blevet analyseret for at reducere brugen af traditionelle insekticider og øge resistensen over for myggevektorer, især mod Aedes-myg. Aedes aegypti. Denne artikel rapporterer den kemiske karakterisering af effektive æteriske olier og deres potentiale til at forstærke toksiciteten af syntetisk permethrin mod Aedes-myg. aegypti i pyrethroidfølsomme stammer (MCM-S) og resistente stammer (PMD-R).
Jordstængler af C. rotundus og A. galanga og bark af C. verum (fig. 1), der anvendes til udvinding af æterisk olie, blev købt fra leverandører af urtemedicin i Chiang Mai-provinsen, Thailand. Den videnskabelige identifikation af disse planter blev opnået gennem samråd med Mr. James Franklin Maxwell, herbariumbotaniker, Institut for Biologi, College of Science, Chiang Mai University (CMU), Chiang Mai-provinsen, Thailand, og videnskabsmand Wannari Charoensap; på Institut for Farmaci, College of Farmaci, Carnegie Mellon University, opbevares prøver af hver plante af Ms. Voucher på Institut for Parasitologi på Carnegie Mellon University School of Medicine til senere brug.
Planteprøverne blev skyggetørret individuelt i 3-5 dage i et åbent rum med aktiv ventilation og en omgivelsestemperatur på ca. 30 ± 5 °C for at fjerne fugtindhold før ekstraktion af naturlige æteriske olier (EO'er). I alt 250 g af hvert tørt plantemateriale blev mekanisk formalet til et groft pulver og brugt til at isolere æteriske olier (EO'er) ved dampdestillation. Destillationsapparatet bestod af en elektrisk varmekappe, en 3000 ml rundbundet kolbe, en ekstraktionssøjle, en kondensator og en Cool Ace-enhed (Eyela Cool Ace CA-1112 CE, Tokyo Rikakikai Co. Ltd., Tokyo, Japan). Tilsæt 1600 ml destilleret vand og 10-15 glasperler til kolben, og opvarm den derefter til ca. 100 °C ved hjælp af en elektrisk varmelegeme i mindst 3 timer, indtil destillationen er afsluttet, og der ikke produceres mere EO. EO-laget blev separeret fra den vandige fase ved hjælp af en skilletragt, tørret over vandfrit natriumsulfat (Na2SO4) og opbevaret i en forseglet brun flaske ved 4°C, indtil den kemiske sammensætning og voksenaktiviteten var undersøgt.
Den kemiske sammensætning af æteriske olier blev analyseret samtidig med bioassayet for det voksne stof. Kvalitativ analyse blev udført ved hjælp af et GC-MS-system bestående af en Hewlett-Packard (Wilmington, CA, USA) 7890A gaskromatograf udstyret med en enkelt quadrupol masseselektiv detektor (Agilent Technologies, Wilmington, CA, USA) og en MSD 5975C (EI). (Agilent Technologies).
Kromatografisk kolonne – DB-5MS (30 m × ID 0,25 mm × filmtykkelse 0,25 µm). Den samlede GC-MS-kørselstid var 20 minutter. Analysebetingelserne er, at injektor- og overføringsledningstemperaturerne er henholdsvis 250 og 280 °C; ovntemperaturen er indstillet til at stige fra 50 °C til 250 °C med en hastighed på 10 °C/min, bærergassen er helium; flowhastighed 1,0 ml/min; injektionsvolumen er 0,2 µL (1/10 volumen% i CH2Cl2, splitforhold 100:1); Et elektronioniseringssystem med en ioniseringsenergi på 70 eV anvendes til GC-MS-detektion. Optagelsesområdet er 50-550 atommasseenheder (amu), og scanningshastigheden er 2,91 scanninger pr. sekund. Relative procentdele af komponenterne udtrykkes som procentdele normaliseret efter topareal. Identifikation af EO-ingredienser er baseret på deres retentionsindeks (RI). RI blev beregnet ved hjælp af ligningen fra Van den Dool og Kratz [37] for n-alkan-serien (C8-C40) og sammenlignet med retentionsindekser fra litteraturen [38] og biblioteksdatabaser (NIST 2008 og Wiley 8NO8). Identiteten af de viste forbindelser, såsom struktur og molekylformel, blev bekræftet ved sammenligning med tilgængelige autentiske prøver.
Analytiske standarder for syntetisk permethrin og piperonylbutoxid (PBO, positiv kontrol i synergistudier) blev købt fra Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA). Verdenssundhedsorganisationens (WHO) testkit til voksne og diagnostiske doser af permethrin-imprægneret papir (0,75%) blev kommercielt købt fra WHO's Vector Control Center i Penang, Malaysia. Alle andre anvendte kemikalier og reagenser var af analytisk kvalitet og blev købt fra lokale institutioner i Chiang Mai-provinsen, Thailand.
De myg, der blev brugt som testorganismer i den voksne bioassay, var frit parrende laboratoriemyg af typen Aedes aegypti, inklusive den modtagelige Muang Chiang Mai-stamme (MCM-S) og den resistente Pang Mai Dang-stamme (PMD-R). Stammen MCM-S blev opnået fra lokale prøver indsamlet i Muang Chiang Mai-området, Chiang Mai-provinsen, Thailand, og har været opbevaret i entomologirummet på afdelingen for parasitologi, CMU School of Medicine, siden 1995 [39]. PMD-R-stammen, som viste sig at være resistent over for permethrin, blev isoleret fra markmyg, der oprindeligt blev indsamlet fra Ban Pang Mai Dang, Mae Tang-distriktet, Chiang Mai-provinsen, Thailand, og har været opbevaret på samme institut siden 1997 [40]. PMD-R-stammer blev dyrket under selektionstryk for at opretholde resistensniveauer ved intermitterende eksponering for 0,75% permethrin ved hjælp af WHO-detektionskittet med nogle modifikationer [41]. Hver stamme af Ae. Aedes aegypti blev koloniseret individuelt i et patogenfrit laboratorium ved 25 ± 2 °C og 80 ± 10 % relativ luftfugtighed og en lys/mørke-fotoperiode på 14:10 timer. Cirka 200 larver blev opbevaret i plastikbakker (33 cm lange, 28 cm brede og 9 cm høje) fyldt med postevand med en tæthed på 150-200 larver pr. bakke og fodret to gange dagligt med steriliserede hundekiks. Voksne orme blev opbevaret i fugtige bure og kontinuerligt fodret med en 10 % vandig sukroseopløsning og en 10 % multivitaminsirupopløsning. Hunmyg suger regelmæssigt blod for at lægge æg. Hunner på to til fem dage gamle, der ikke er blevet blodfodret, kan anvendes kontinuerligt i eksperimentelle biologiske assays med voksne myg.
Et dosis-mortalitetsrespons-bioassay af EO blev udført på voksne hunmyg af typen Aedes, aegypti, MCM-S og PMD-R ved hjælp af en topisk metode modificeret i henhold til WHO's standardprotokol for følsomhedstestning [42]. EO fra hver plante blev serielt fortyndet med et passende opløsningsmiddel (f.eks. ethanol eller acetone) for at opnå en gradueret serie af 4-6 koncentrationer. Efter anæstesi med kuldioxid (CO2) blev myggene vejet individuelt. De bedøvede myg blev derefter holdt ubevægelige på tørt filterpapir på en specialfremstillet kold plade under et stereomikroskop for at forhindre reaktivering under proceduren. For hver behandling blev 0,1 μl EO-opløsning påført hunnens øvre pronotum ved hjælp af en Hamilton håndholdt mikrodispenser (700 Series Microliter™, Hamilton Company, Reno, NV, USA). 25 hunner blev behandlet med hver koncentration, med en dødelighed fra 10% til 95% for mindst 4 forskellige koncentrationer. Myg behandlet med opløsningsmiddel fungerede som kontrol. For at forhindre kontaminering af testprøverne skal filterpapiret udskiftes med nyt filterpapir for hver testet EO. Doser anvendt i disse bioassays udtrykkes i mikrogram EO pr. milligram levende kvindelig kropsvægt. Voksen PBO-aktivitet blev også vurderet på en lignende måde som EO, hvor PBO blev brugt som en positiv kontrol i synergistiske eksperimenter. Behandlede myg i alle grupper blev placeret i plastikkrus og fik 10% sukrose plus 10% multivitaminsirup. Alle bioassays blev udført ved 25 ± 2 °C og 80 ± 10% relativ luftfugtighed og gentaget fire gange med kontrolpersoner. Dødeligheden i løbet af den 24-timers opvækstperiode blev kontrolleret og bekræftet af myggens manglende respons på mekanisk stimulering og derefter registreret baseret på gennemsnittet af fire replikater. Eksperimentelle behandlinger blev gentaget fire gange for hver testprøve ved hjælp af forskellige batches af myg. Resultaterne blev opsummeret og brugt til at beregne den procentvise dødelighed, som blev brugt til at bestemme den 24-timers dødelige dosis ved probitanalyse.
Den synergistiske anticidale effekt af EO og permethrin blev vurderet ved hjælp af en lokal toksicitetsassayprocedure [42] som tidligere beskrevet. Brug acetone eller ethanol som opløsningsmiddel til at fremstille permethrin ved den ønskede koncentration, såvel som en binær blanding af EO og permethrin (EO-permethrin: permethrin blandet med EO ved LD25-koncentration). Testkit (permethrin og EO-permethrin) blev evalueret mod MCM-S- og PMD-R-stammer af Ae. Aedes aegypti. Hver af 25 hunmyg fik fire doser permethrin for at teste dens effektivitet i at dræbe voksne myg, hvor hver behandling blev gentaget fire gange. For at identificere kandidat-EO-synergister blev 4 til 6 doser EO-permethrin administreret til hver af 25 hunmyg, hvor hver behandling blev gentaget fire gange. PBO-permethrinbehandling (permethrin blandet med LD25-koncentration af PBO) fungerede også som en positiv kontrol. Doserne anvendt i disse bioassays er udtrykt i nanogram testprøve pr. milligram levende hunkropsvægt. Fire eksperimentelle evalueringer for hver myggestamme blev udført på individuelt opdrættede partier, og dødelighedsdata blev samlet og analyseret ved hjælp af Probit for at bestemme en 24-timers dødelig dosis.
Dødeligheden blev justeret ved hjælp af Abbott-formlen [43]. De justerede data blev analyseret ved hjælp af Probit-regressionsanalyse ved hjælp af computerstatistikprogrammet SPSS (version 19.0). Letale værdier på 25%, 50%, 90%, 95% og 99% (LD25, LD50, LD90, LD95 og LD99) blev beregnet ved hjælp af de tilsvarende 95% konfidensintervaller (95% CI). Signifikansmålinger og forskelle mellem testprøverne blev vurderet ved hjælp af chi-kvadrat-testen eller Mann-Whitney U-testen inden for hvert biologisk assay. Resultaterne blev betragtet som statistisk signifikante ved P.< 0,05. Modstandskoefficienten (RR) estimeres på LD50-niveau ved hjælp af følgende formel [12]:
RR > 1 angiver modstand, og RR ≤ 1 angiver følsomhed. Synergiforholdet (SR) for hver synergistkandidat beregnes som følger [34, 35, 44]:
Denne faktor opdeler resultaterne i tre kategorier: en SR-værdi på 1 ± 0,05 anses for ikke at have nogen tydelig effekt, en SR-værdi på > 1,05 anses for at have en synergistisk effekt, og en SR-værdi på ... En lysegul flydende olie kan opnås ved dampdestillation af jordstænglerne fra C. rotundus og A. galanga samt barken fra C. verum. Udbytter beregnet på tørvægt var henholdsvis 0,15 %, 0,27 % (w/w) og 0,54 % (v/v) (w) (Tabel 1). GC-MS-undersøgelse af den kemiske sammensætning af olier fra C. rotundus, A. galanga og C. verum viste tilstedeværelsen af 19, 17 og 21 forbindelser, som tegnede sig for henholdsvis 80,22, 86,75 og 97,24 % af alle komponenter (Tabel 2). C. lucidum rhizomolieforbindelser består hovedsageligt af cyperonen (14,04%), efterfulgt af carralen (9,57%), α-capsellan (7,97%) og α-capsellan (7,53%). Den vigtigste kemiske komponent i galangarod rhizomolie er β-bisabolen (18,27%), efterfulgt af α-bergamoten (16,28%), 1,8-cineol (10,17%) og piperonol (10,09%). Mens cinnamaldehyd (64,66%) blev identificeret som hovedkomponenten i C. verum barkolie, blev cinnamic acetate (6,61%), α-copaen (5,83%) og 3-phenylpropionaldehyd (4,09%) betragtet som mindre vigtige ingredienser. De kemiske strukturer af cypern, β-bisabolen og cinnamaldehyd er de vigtigste forbindelser i henholdsvis C. rotundus, A. galanga og C. verum, som vist i figur 2.
Resultater fra tre OO'er vurderede voksenpersoners aktivitet mod Aedes-myg. aegypti-myg er vist i tabel 3. Alle EO'er viste sig at have letale effekter på MCM-S Aedes-myg ved forskellige typer og doser. Aedes aegypti. Den mest effektive EO er C. verum, efterfulgt af A. galanga og C. rotundus med LD50-værdier på henholdsvis 3,30, 7,97 og 10,05 μg/mg MCM-S-hunner, lidt højere end 3,22 (U = 1), Z = -0,775, P = 0,667), 7,94 (U = 2, Z = 0, P = 1) og 9,57 (U = 0, Z = -1,549, P = 0,333) μg/mg PMD-R hos kvinder. Dette svarer til, at PBO har en lidt højere effekt på PMD-R hos voksne end MSM-S-stammen, med LD50-værdier på henholdsvis 4,79 og 6,30 μg/mg hunner (U = 0, Z = -2,021, P = 0,057). Det kan beregnes, at LD50-værdierne for C. verum, A. galanga, C. rotundus og PBO mod PMD-R er cirka 0,98, 0,99, 0,95 og 0,76 gange lavere end dem mod MCM-S, henholdsvis. Dette indikerer således, at følsomheden over for PBO og EO er relativt ens mellem de to Aedes-stammer. Selvom PMD-R var mere følsom end MCM-S, var følsomheden af Aedes aegypti ikke signifikant. Derimod adskilte de to Aedes-stammer sig meget i deres følsomhed over for permethrin aegypti (Tabel 4). PMD-R udviste signifikant resistens over for permethrin (LD50-værdi = 0,44 ng/mg hos kvinder) med en højere LD50-værdi på 3,70 sammenlignet med MCM-S (LD50-værdi = 0,44 ng/mg hos kvinder) ng/mg hos kvinder (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029). Selvom PMD-R er meget mindre følsom over for permethrin end MCM-S, er dens følsomhed over for PBO og C. verum-, A. galanga- og C. rotundus-olier lidt højere end MCM-S.
Som observeret i voksenpopulationens bioassay af EO-permethrin-kombinationen, viste binære blandinger af permethrin og EO (LD25) enten synergi (SR-værdi > 1,05) eller ingen effekt (SR-værdi = 1 ± 0,05). Komplekse voksne effekter af en EO-permethrin-blanding på eksperimentelle albinomyg. Aedes aegypti-stammerne MCM-S og PMD-R er vist i tabel 4 og figur 3. Tilsætning af C. verum-olie viste sig at reducere LD50 for permethrin en smule mod MCM-S og øge LD50 en smule mod PMD-R til henholdsvis 0,44-0,42 ng/mg hos kvinder og fra 3,70 til 3,85 ng/mg hos kvinder. I modsætning hertil reducerede tilsætning af C. rotundus- og A. galanga-olier signifikant LD50 for permethrin på MCM-S fra 0,44 til 0,07 (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029) og til 0,11 (U = 0). , Z) = -2,309, P = 0,029) ng/mg kvinder. Baseret på LD50-værdierne for MCM-S var SR-værdierne for EO-permethrin-blandingen efter tilsætning af C. rotundus- og A. galanga-olier henholdsvis 6,28 og 4,00. Følgelig faldt LD50 for permethrin mod PMD-R signifikant fra 3,70 til 0,42 (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029) og til 0,003 med tilsætning af C. rotundus- og A. galanga-olier (U = 0). (Z = -2,337, P = 0,029) ng/mg hun. SR-værdien af permethrin kombineret med C. rotundus mod PMD-R var 8,81, hvorimod SR-værdien af galangal-permethrin-blandingen var 1233,33. I forhold til MCM-S faldt LD50-værdien for den positive kontrol PBO fra 0,44 til 0,26 ng/mg (hunner) og fra 3,70 ng/mg (hunner) til 0,65 ng/mg (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029) og PMD-R (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029). SR-værdierne for PBO-permethrin-blandingen for stammerne MCM-S og PMD-R var henholdsvis 1,69 og 5,69. Disse resultater indikerer, at C. rotundus- og A. galanga-olier samt PBO forstærker permethrin-toksiciteten i større grad end C. verum-olie for stammerne MCM-S og PMD-R.
Voksenaktivitet (LD50) af EO, PBO, permethrin (PE) og deres kombinationer mod pyrethroidfølsomme (MCM-S) og resistente (PMD-R) stammer af Aedes-myg. Aedes aegypti
[45]. Syntetiske pyrethroider anvendes verden over til at bekæmpe næsten alle leddyr af landbrugsmæssig og medicinsk betydning. På grund af de skadelige konsekvenser af brugen af syntetiske insekticider, især med hensyn til udvikling og udbredt resistens hos myg, samt indvirkningen på langsigtet sundhed og miljø, er der nu et presserende behov for at reducere brugen af traditionelle syntetiske insekticider og udvikle alternativer [35, 46, 47]. Ud over at beskytte miljøet og menneskers sundhed omfatter fordelene ved botaniske insekticider høj selektivitet, global tilgængelighed og nem produktion og brug, hvilket gør dem mere attraktive til mygbekæmpelse [32,48, 49]. Udover at belyse de kemiske egenskaber ved effektive æteriske olier gennem GC-MS-analyse, vurderede denne undersøgelse også styrken af æteriske olier fra voksne dyr og deres evne til at forstærke toksiciteten af syntetisk permethrin aegypti i pyrethroidfølsomme stammer (MCM-S) og resistente stammer (PMD-R).
GC-MS-karakterisering viste, at cypern (14,04%), β-bisabolen (18,27%) og cinnamaldehyd (64,66%) var hovedkomponenterne i henholdsvis C. rotundus-, A. galanga- og C. verum-olier. Disse kemikalier har udvist forskellige biologiske aktiviteter. Ahn et al. [50] rapporterede, at 6-acetoxycyperen, isoleret fra rhizomet af C. rotundus, virker som en antitumorforbindelse og kan inducere caspase-afhængig apoptose i ovariecancerceller. β-Bisabolen, ekstraheret fra den æteriske olie af myrratræet, udviser specifik cytotoksicitet mod humane og musebrysttumorceller både in vitro og in vivo [51]. Cinnamaldehyd, udvundet fra naturlige ekstrakter eller syntetiseret i laboratoriet, er blevet rapporteret at have insekticide, antibakterielle, svampedræbende, antiinflammatoriske, immunmodulerende, anticancer- og antiangiogene aktiviteter [52].
Resultaterne af det dosisafhængige aktivitetsbioassay hos voksne viste et godt potentiale for de testede EO'er og viste, at Aedes-myggestammerne MCM-S og PMD-R havde lignende følsomhed over for EO og PBO. Aedes aegypti. En sammenligning af effektiviteten af EO og permethrin viste, at sidstnævnte har en stærkere allergidræbende effekt: LD50-værdier er 0,44 og 3,70 ng/mg hos hunner for stammerne MCM-S og PMD-R, henholdsvis. Disse fund understøttes af mange undersøgelser, der viser, at naturligt forekommende pesticider, især planteafledte produkter, generelt er mindre effektive end syntetiske stoffer [31, 34, 35, 53, 54]. Dette kan skyldes, at førstnævnte er en kompleks kombination af aktive eller inaktive ingredienser, mens sidstnævnte er en oprenset enkelt aktiv forbindelse. Imidlertid kan mangfoldigheden og kompleksiteten af naturlige aktive ingredienser med forskellige virkningsmekanismer forstærke den biologiske aktivitet eller hæmme udviklingen af resistens i værtspopulationer [55, 56, 57]. Mange forskere har rapporteret om det anti-myg potentiale af C. verum, A. galanga og C. rotundus og deres komponenter såsom β-bisabolen, cinnamaldehyd og 1,8-cineol [22, 36, 58, 59, 60,61, 62,63,64]. En gennemgang af litteraturen viste imidlertid, at der ikke har været tidligere rapporter om dets synergistiske effekt med permethrin eller andre syntetiske insekticider mod Aedes-myg, Aedes aegypti.
I denne undersøgelse blev der observeret signifikante forskelle i permethrin-følsomhed mellem de to Aedes-stammer. Aedes aegypti. MCM-S er følsom over for permethrin, hvorimod PMD-R er langt mindre følsom over for det, med en resistensrate på 8,41. Sammenlignet med følsomheden af MCM-S er PMD-R mindre følsom over for permethrin, men mere følsom over for EO, hvilket giver grundlag for yderligere undersøgelser, der sigter mod at øge effektiviteten af permethrin ved at kombinere det med EO. Et synergistisk kombinationsbaseret bioassay for voksne effekter viste, at binære blandinger af EO og permethrin reducerede eller øgede dødeligheden hos voksne Aedes. Aedes aegypti. Tilsætning af C. verum-olie reducerede LD50 for permethrin en smule mod MCM-S, men øgede LD50 en smule mod PMD-R med SR-værdier på henholdsvis 1,05 og 0,96. Dette indikerer, at C. verum-olie ikke har en synergistisk eller antagonistisk effekt på permethrin, når den blev testet på MCM-S og PMD-R. I modsætning hertil viste C. rotundus- og A. galanga-olier en signifikant synergistisk effekt ved signifikant at reducere LD50-værdierne for permethrin på MCM-S eller PMD-R. Når permethrin blev kombineret med EO fra C. rotundus og A. galanga, var SR-værdierne for EO-permethrin-blandingen for MCM-S henholdsvis 6,28 og 4,00. Derudover steg SR-værdierne signifikant, når permethrin blev evalueret mod PMD-R i kombination med C. rotundus (SR = 8,81) eller A. galanga (SR = 1233,33). Det er værd at bemærke, at både C. rotundus og A. galanga forstærkede permethrins toksicitet mod PMD-R Ae. aegypti signifikant. Tilsvarende blev det konstateret, at PBO øgede permethrins toksicitet med SR-værdier på henholdsvis 1,69 og 5,69 for stammerne MCM-S og PMD-R. Da C. rotundus og A. galanga havde de højeste SR-værdier, blev de betragtet som de bedste synergister til at forstærke permethrins toksicitet på henholdsvis MCM-S og PMD-R.
Adskillige tidligere undersøgelser har rapporteret den synergistiske effekt af kombinationer af syntetiske insekticider og planteekstrakter mod forskellige myggearter. Et larvicidt bioassay mod Anopheles Stephensi undersøgt af Kalayanasundaram og Das [65] viste, at fenthion, et bredspektret organofosfat, var associeret med Cleodendron inerme, Pedalium murax og Parthenium hysterophorus. Der blev observeret signifikant synergi mellem ekstrakterne med en synergistisk effekt (SF) på henholdsvis 1,31, 1,38, 1,40, 1,48, 1,61 og 2,23. I en larvicid screening af 15 mangrovearter blev petroleumsetherekstrakt af mangrove-styltede rødder fundet at være mest effektivt mod Culex quinquefasciatus med en LC50-værdi på 25,7 mg/L [66]. Den synergistiske effekt af dette ekstrakt og det botaniske insekticid pyrethrum blev også rapporteret at reducere LC50 af pyrethrum mod C. quinquefasciatus-larver fra 0,132 mg/L til 0,107 mg/L, og derudover blev en SF-beregning på 1,23 anvendt i denne undersøgelse. 34,35,44]. Den kombinerede effektivitet af Solanum citronrodekstrakt og adskillige syntetiske insekticider (f.eks. fenthion, cypermethrin (et syntetisk pyrethroid) og timethphos (et organofosfor-larvicid)) mod Anopheles-myg blev evalueret. Stephensi [54] og C. quinquefasciatus [34]. Den kombinerede anvendelse af cypermethrin og gul frugtpetroleumsetherekstrakt viste en synergistisk effekt på cypermethrin i alle forhold. Det mest effektive forhold var den binære kombination på 1:1 med LC50- og SF-værdier på henholdsvis 0,0054 ppm og 6,83 i forhold til An. Stephen West [54]. Mens en 1:1 binær blanding af S. xanthocarpum og temephos var antagonistisk (SF = 0,6406), udviste S. xanthocarpum-fenthion-kombinationen (1:1) synergistisk aktivitet mod C. quinquefasciatus med en SF på 1,3125 [34]]. Tong og Blomquist [35] undersøgte virkningerne af planteethylenoxid på toksiciteten af carbaryl (et bredspektret carbamat) og permethrin for Aedes-myg. Aedes aegypti. Resultaterne viste, at ethylenoxid fra agar, sort peber, enebær, helichrysum, sandeltræ og sesam øgede toksiciteten af carbaryl for Aedes-myg. SR-værdier for aegypti-larver varierer fra 1,0 til 7,0. I modsætning hertil var ingen af EO'erne toksiske for voksne Aedes-myg. På nuværende tidspunkt er der ikke rapporteret synergistiske effekter for kombinationen af Aedes aegypti og EO-carbaryl. PBO blev brugt som en positiv kontrol for at forstærke carbaryls toksicitet mod Aedes-myg. SR-værdierne for Aedes aegypti-larver og voksne er henholdsvis 4,9-9,5 og 2,3. Kun binære blandinger af permethrin og EO eller PBO blev testet for larvicid aktivitet. EO-permethrin-blandingen havde en antagonistisk effekt, mens PBO-permethrin-blandingen havde en synergistisk effekt mod Aedes-myg. Larver af Aedes aegypti. Dosis-responsforsøg og SR-evaluering for PBO-permethrin-blandinger er dog endnu ikke udført. Selvom der er opnået få resultater vedrørende de synergistiske effekter af fytosyntetiske kombinationer mod myggevektorer, understøtter disse data de eksisterende resultater, som åbner mulighed for at tilføje synergister ikke kun for at reducere den påførte dosis, men også for at øge den dræbende effekt. Effektivitet af insekter. Derudover viste resultaterne af denne undersøgelse for første gang, at C. rotundus- og A. galanga-olier synergistisk udviser signifikant højere effekt mod pyrethroid-følsomme og pyrethroid-resistente stammer af Aedes-myg sammenlignet med PBO, når det kombineres med permethrintoksicitet. Aedes aegypti. Uventede resultater fra den synergistiske analyse viste imidlertid, at C. verum-olie havde den største anti-voksenaktivitet mod begge Aedes-stammer. Overraskende nok var den toksiske effekt af permethrin på Aedes aegypti utilfredsstillende. Variationer i toksiske effekter og synergistiske effekter kan delvist skyldes eksponering for forskellige typer og niveauer af bioaktive komponenter i disse olier.
Trods bestræbelser på at forstå, hvordan man kan forbedre effektiviteten, forbliver de synergistiske mekanismer uklare. Mulige årsager til den forskellige effektivitet og det synergistiske potentiale kan omfatte forskelle i den kemiske sammensætning af de testede produkter og forskelle i myggemodtagelighed forbundet med resistensstatus og -udvikling. Der er forskelle mellem de vigtigste og mindre ethylenoxidkomponenter, der blev testet i denne undersøgelse, og nogle af disse forbindelser har vist sig at have frastødende og toksiske virkninger mod en række forskellige skadedyr og sygdomsvektorer [61,62,64,67,68]. Imidlertid blev de vigtigste forbindelser karakteriseret i C. rotundus-, A. galanga- og C. verum-olier, såsom cypern, β-bisabolen og cinnamaldehyd, ikke testet i denne artikel for deres anti-voksne og synergistiske aktiviteter mod henholdsvis Ae. Aedes aegypti. Derfor er fremtidige undersøgelser nødvendige for at isolere de aktive ingredienser, der er til stede i hver æterisk olie, og belyse deres insekticide effektivitet og synergistiske interaktioner mod denne myggevektor. Generelt afhænger insekticid aktivitet af virkningen og reaktionen mellem giftstoffer og insektvæv, hvilket kan forenkles og opdeles i tre faser: penetration i insektkroppens hud og målorganmembraner, aktivering (= interaktion med målet) og afgiftning af giftige stoffer [57, 69]. Derfor kræver insekticidsynergisme, der resulterer i øget effektivitet af toksiske kombinationer, mindst én af disse kategorier, såsom øget penetration, større aktivering af akkumulerede forbindelser eller mindre reduceret afgiftning af pesticidets aktive ingrediens. For eksempel forsinker energitolerance kutikulapenetration gennem en fortykket kutikula og biokemisk resistens, såsom forbedret insekticidmetabolisme observeret i nogle resistente insektstammer [70, 71]. Den betydelige effektivitet af EO'er i at øge permethrins toksicitet, især mod PMD-R, kan indikere en løsning på problemet med insekticidresistens ved at interagere med resistensmekanismer [57, 69, 70, 71]. Tong og Blomquist [35] understøttede resultaterne af denne undersøgelse ved at demonstrere en synergistisk interaktion mellem EO'er og syntetiske pesticider. aegypti er der tegn på hæmmende aktivitet mod afgiftende enzymer, herunder cytochrom P450 monooxygenaser og carboxylesteraser, som er tæt forbundet med udviklingen af resistens over for traditionelle pesticider. PBO siges ikke kun at være en metabolisk hæmmer af cytochrom P450 monooxygenase, men forbedrer også penetrationen af insekticider, som demonstreret ved dets anvendelse som en positiv kontrol i synergistiske studier [35, 72]. Interessant nok er 1,8-cineol, en af de vigtige komponenter, der findes i galangaolie, kendt for sine toksiske virkninger på insektarter [22, 63, 73] og er blevet rapporteret at have synergistiske virkninger inden for flere områder af biologisk aktivitetsforskning [74] ... 75, 76, 77]. Derudover har 1,8-cineol i kombination med forskellige lægemidler, herunder curcumin [78], 5-fluorouracil [79], mefenaminsyre [80] og zidovudin [81], også en permeationsfremmende effekt in vitro. Den mulige rolle af 1,8-cineol i synergistisk insekticid virkning er således ikke kun som en aktiv ingrediens, men også som en penetrationsforstærker. På grund af større synergisme med permethrin, især mod PMD-R, kan de synergistiske effekter af galangaolie og trichosantolie observeret i denne undersøgelse skyldes interaktioner med resistensmekanismer, dvs. øget permeabilitet for klor. Pyrethroider øger aktiveringen af akkumulerede forbindelser og hæmmer afgiftende enzymer såsom cytochrom P450 monooxygenaser og carboxylesteraser. Disse aspekter kræver dog yderligere undersøgelse for at belyse den specifikke rolle af EO og dets isolerede forbindelser (alene eller i kombination) i synergistiske mekanismer.
I 1977 blev der rapporteret om stigende niveauer af permethrinresistens i større vektorpopulationer i Thailand, og i løbet af de følgende årtier blev brugen af permethrin i vid udstrækning erstattet af andre pyrethroidkemikalier, især dem, der blev erstattet af deltamethrin [82]. Vektorresistens over for deltamethrin og andre klasser af insekticider er imidlertid ekstremt almindelig i hele landet på grund af overdreven og vedvarende brug [14, 17, 83, 84, 85, 86]. For at bekæmpe dette problem anbefales det at rotere eller genbruge kasserede pesticider, der tidligere var effektive og mindre giftige for pattedyr, såsom permethrin. Selvom brugen af permethrin er blevet reduceret i de seneste nationale regeringsprogrammer for myggebekæmpelse, kan permethrinresistens stadig findes i myggepopulationer. Dette kan skyldes mygs eksponering for kommercielle skadedyrsbekæmpelsesprodukter i husholdningen, som hovedsageligt består af permethrin og andre pyrethroider [14, 17]. En vellykket genanvendelse af permethrin kræver derfor udvikling og implementering af strategier til at reducere vektorresistens. Selvom ingen af de æteriske olier, der blev testet individuelt i dette studie, var lige så effektive som permethrin, resulterede samarbejde med permethrin i imponerende synergistiske effekter. Dette er en lovende indikation af, at interaktionen mellem EO og resistensmekanismer resulterer i, at kombinationen af permethrin og EO er mere effektiv end insekticidet eller EO alene, især mod PMD-R Ae. Aedes aegypti. Fordelene ved synergistiske blandinger med hensyn til øget effektivitet, på trods af brugen af lavere doser til vektorkontrol, kan føre til forbedret resistenshåndtering og reducerede omkostninger [33, 87]. Ud fra disse resultater er det glædeligt at bemærke, at A. galanga og C. rotundus EO'er var signifikant mere effektive end PBO til at synergisere permethrin-toksicitet i både MCM-S og PMD-R-stammer og er et potentielt alternativ til traditionelle ergogene hjælpemidler.
De udvalgte EO'er havde betydelige synergistiske effekter i forstærkningen af voksentoksicitet mod PMD-R. Ae. aegypti, især galangarolie, har en SR-værdi på op til 1233,33, hvilket indikerer, at EO har et bredt potentiale som synergist i forhold til at forbedre permethrins effektivitet. Dette kan stimulere brugen af et nyt aktivt naturprodukt, som tilsammen kan øge brugen af yderst effektive myggebekæmpelsesprodukter. Det afslører også potentialet for ethylenoxid som en alternativ synergist til effektivt at forbedre ældre eller traditionelle insekticider for at løse eksisterende resistensproblemer i myggepopulationer. Brug af let tilgængelige planter i myggebekæmpelsesprogrammer reducerer ikke kun afhængigheden af importerede og dyre materialer, men stimulerer også den lokale indsats for at styrke folkesundhedssystemerne.
Disse resultater viser tydeligt den betydelige synergistiske effekt, der produceres af kombinationen af ethylenoxid og permethrin. Resultaterne fremhæver ethylenoxids potentiale som en plantesynergist i myggebekæmpelse, hvilket øger permethrins effektivitet mod myg, især i resistente populationer. Fremtidig udvikling og forskning vil kræve synergistisk bioanalyse af galanga- og alpiniaolier og deres isolerede forbindelser, kombinationer af insekticider af naturlig eller syntetisk oprindelse mod flere arter og stadier af myg samt toksicitetstestning mod ikke-målorganismer. Praktisk anvendelse af ethylenoxid som en levedygtig alternativ synergist.
Verdenssundhedsorganisationen. Global strategi for forebyggelse og bekæmpelse af denguefeber 2012-2020. Genève: Verdenssundhedsorganisationen, 2012.
Weaver SC, Costa F., Garcia-Blanco MA, Ko AI, Ribeiro GS, Saade G., et al. Zika-virus: historie, fremkomst, biologi og kontrolmuligheder. Antiviral forskning. 2016;130:69–80.
Verdenssundhedsorganisationen. Denguefeber faktaark. 2016. http://www.searo.who.int/entity/vector_borne_tropical_diseases/data/data_factsheet/en/. Dato for adgang: 20. januar 2017
Sundhedsministeriet. Aktuel status for tilfælde af denguefeber og dengue hæmoragisk feber i Thailand. 2016. http://www.m-society.go.th/article_attach/13996/17856.pdf. Dato for adgang: 6. januar 2017
Ooi EE, Goh CT, Gabler DJ. 35 års forebyggelse og vektorkontrol af denguefeber i Singapore. Pludselig infektionssygdom. 2006;12:887–93.
Morrison AC, Zielinski-Gutierrez E, Scott TW, Rosenberg R. Identificer udfordringer og foreslå løsninger til bekæmpelse af Aedes aegypti-virusvektorer. PLOS Medicine. 2008;5:362–6.
Centers for Disease Control and Prevention. Denguefeber, entomologi og økologi. 2016. http://www.cdc.gov/dengue/entomologyecology/. Dato for adgang: 6. januar 2017
Ohimain EI, Angaye TKN, Bassey SE Sammenligning af larvicid aktivitet af blade, bark, stængler og rødder af Jatropa curcas (Euphorbiaceae) mod malariavektoren Anopheles gambiae. SZhBR. 2014;3:29-32.
Soleimani-Ahmadi M, Watandoust H, Zareh M. Habitatkarakteristika for Anopheles-larver i malariaområder i malariaudryddelsesprogrammet i det sydøstlige Iran. Asia Pacific J Trop Biomed. 2014;4(Suppl 1):S73–80.
Bellini R, Zeller H, Van Bortel W. Gennemgang af tilgange til vektorkontrol, forebyggelse og kontrol af udbrud af West Nile-virus og udfordringer, som Europa står over for. Parasites vector. 2014;7:323.
Muthusamy R., Shivakumar MS Selektion og molekylære mekanismer for cypermethrinresistens hos røde larver (Amsacta albistriga Walker). Biokemisk fysiologi af skadedyr. 2014;117:54–61.
Ramkumar G., Shivakumar MS Laboratorieundersøgelse af permethrinresistens og krydsresistens hos Culex quinquefasciatus over for andre insekticider. Palastor Research Center. 2015;114:2553–60.
Matsunaka S, Hutson DH, Murphy SD. Pesticidkemi: Menneskelig velfærd og miljø, bind 3: Virkningsmekanisme, metabolisme og toksikologi. New York: Pergamon Press, 1983.
Chareonviriyaphap T, Bangs MJ, Souvonkert V, Kongmi M, Korbel AV, Ngoen-Klan R. En gennemgang af insekticidresistens og adfærdsmæssig undgåelse af menneskelige sygdomsvektorer i Thailand. Parasites vector. 2013;6:280.
Chareonviriyaphap T, Aum-Aung B, Ratanatham S. Nuværende mønstre af insekticidresistens blandt mygvektorer i Thailand. Southeast Asia J Trop Med Public Health. 1999;30:184-94.
Chareonviriyaphap T, Bangs MJ, Ratanatham S. Malariastatus i Thailand. Southeast Asia J Trop Med Public Health. 2000;31:225–37.
Plernsub S, Saingamsuk J, Yanola J, Lumjuan N, Thippavankosol P, Walton S, Somboon P. Temporal hyppighed af F1534C og V1016G knockdown-resistensmutationer i Aedes aegypti-myg i Chiang Mai, Thailand, og mutationernes indvirkning på effektiviteten af termiske tågesprayer indeholdende pyrethroider. Aktatrop. 2016;162:125–32.
Vontas J, Kioulos E, Pavlidi N, Moru E, Della Torre A, Ranson H. Insekticidresistens i de vigtigste dengue-vektorer Aedes albopictus og Aedes aegypti. Biokemisk fysiologi af skadedyr. 2012;104:126-31.
Opslagstidspunkt: 8. juli 2024