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https://repositorio.inpa.gov.br/handle/1/40793
Título: | ÓLEOS ESSENCIAIS DE PIPER TUBERCULATUM E PIPER BRACHYPETIOLATUM (PIPERACEAE) NO CONTROLE DE AEDES AEGYPTI LINNAEUS, 1762 (DIPTERA: CULICIDAE) EM CONDIÇÕES DE LABORATÓRIO |
Autor: | Lima, Suelen Costa |
Orientador: | Roque, Rosemary |
Coorientador: | De Oliveira, Andre |
Data do documento: | 27-Mar-2025 |
Programa: | Entomologia |
Abstract: | Dengue is one of the most concerning arboviral diseases in the world, affecting millions of people annually. In 2024, the Pan American Health Organization (PAHO) reported over 10,239,883 probable cases in Brazil. The rise in temperatures and rainfall across the country, associated with the El Niño phenomenon, has favored the proliferation of Aedes aegypti, the main arbovirus vector in Brazil. This mosquito exhibits a high capacity for adaptation to urban environments and has developed resistance to synthetic chemical insecticides, such as pyrethroids, organophosphates, and carbamates. This resistance is associated with genetic mutations and biochemical defense mechanisms, particularly those mediated by enzymes such as acetylcholinesterase (AChE), which reduce the effectiveness of these compounds. Furthermore, the continuous use of these insecticides at increasingly higher concentrations has caused environmental impacts, especially affecting non-target aquatic organisms. On the other hand, essential oils (EOs) have emerged as a natural chemical control alternative against the vector. In this study, we investigated the larvicidal activity and mechanisms of action of EOs extracted from Piper tuberculatum and Piper brachypetiolatum, as well as their main constituents, β-caryophyllene and (E)-nerolidol, against A. aegypti and non-target aquatic organisms. EO extraction from the leaves of these plants yielded 0.45 ± 0.7% for P. tuberculatum and 1.5 ± 0.7% for P. brachypetiolatum, with β-caryophyllene (54.8%) and (E)-nerolidol (64.32%) identified as the major constituents, respectively. The EOs and their major compounds demonstrated significant larvicidal activity, with LC₅₀ values of 15.51 μg/mL for P. brachypetiolatum, 48.61 μg/mL for P. tuberculatum, 57.20 μg/mL for β-caryophyllene, and 9.50 μg/mL for (E)-nerolidol. Exposure of larvae to these substances resulted in oxidative stress, as evidenced by the increased production of reactive oxygen and nitrogen species (RONS). P. tuberculatum and β-caryophyllene, tested at 100 μg/mL, induced oxidative stress levels of 405.6 ± 11% and 330.7 ± 6%, respectively. P. brachypetiolatum and (E)-nerolidol, evaluated at 30 mg/L, exhibited stress values of 449.7 ± 18% and 365.7 ± 11%, respectively, which were directly associated with elevated ROS production. The EOs and their constituents inhibited acetylcholinesterase (AChE) activity, impairing neuromuscular transmission and resulting in larval paralysis and death. The IC₅₀ values were 57.78 μg/mL for P. tuberculatum, 71.97 μg/mL for β-caryophyllene, 44.97 mg/L for P. brachypetiolatum, and 11.07 mg/L for (E)-nerolidol. Ecotoxicity tests showed that the EOs and their compounds were non-toxic to non-target aquatic species such as Diplonychus indicus, Toxorhynchites haemorrhoidalis, and Anisops bouvieri, ensuring 100% survival of these organisms. In contrast, the synthetic insecticide α-cypermethrin caused 100% mortality in these species, highlighting the environmental harm of conventional insecticides. Therefore, the results suggest that the EOs of P. tuberculatum and P. brachypetiolatum, along with their major constituents, are promising larvicidal agents for controlling A. aegypti, combining high efficacy with low environmental toxicity. |
Resumo: | A dengue é uma das arboviroses mais preocupantes do mundo, afetando milhões de pessoas anualmente. Em 2024, a Organização Pan-Americana da Saúde (OPAS) registrou mais de 10.239.883 casos prováveis no Brasil. O aumento das temperaturas e das chuvas no país, associado ao fenômeno El Niño, favorece a proliferação do Aedes aegypti, principal vetor de arbovirose no Brasil. Esse mosquito possui alta capacidade de adaptação ao ambiente urbano, além de selecionar resistência a inseticidas químicos sintéticos, como piretróides, organofosforados e carbamatos. Tal resistência está associada a mutações genéticas e mecanismos bioquímicos de defesa, mediados por enzimas como acetilcolinesterase (AChE), que reduzem a eficácia desses compostos. Além disso, o uso contínuo desses inseticidas em concentrações cada vez mais elevadas tem causado impactos ambientais, afetando organismos aquáticos não-alvo. Por outro lado, os óleos essenciais (OEs) surgem como controle químico natural contra vetor. Neste estudo, investigou-se a atividade larvicida e os mecanismos de ação dos OEs de Piper tuberculatum e Piper brachypetiolatum, bem como de seus principais compostos, β-cariofileno e (E)-Nerolidol, contra A. aegypti e organismos aquáticos não alvo. A extração dos OEs das folhas dessas plantas resultou em rendimentos de 0,45 ± 0,7% para P. tuberculatum e 1,5 ± 0,7% para P. brachypetiolatum, destacando-se β-cariofileno (54,8%) e (E)-Nerolidol (64,32%), respectivamente como os principais constituintes. Os OEs e seus compostos majoritários demonstraram atividade larvicida significativa, com CL50 de 15,51 μg/mL para P. brachypetiolatum, 48,61 μg/mL para P. tuberculatum, 57,20 μg/mL para β-cariofileno e 9,50 μg/mL para (E)-Nerolidol. A exposição das larvas a essas substâncias resultou em estresse oxidativo, evidenciado pela elevada produção de espécies reativas de oxigênio e nitrogênio (RONS), P. tuberculatum e β-cariofileno, avaliados a 100 μg/mL, apresentaram níveis de estresse oxidativo de 405,6 ± 11% e 330,7 ± 6%, respectivamente. Já P. brachypetiolatum e (E)-Nerolidol, testados a 30 mg/L, apresentaram valores entre 449,7 ± 18% e 365,7 ± 11%, sendo essa atividade diretamente relacionada à elevada produção de ROS. Os OEs e seus constituintes inibiram a atividade da acetilcolinesterase (AChE), comprometendo a transmissão neuromuscular e levando à paralisia e morte das larvas, os valores de IC50 foram 57,78 μg/mL para P. tuberculatum, 71,97 μg/mL para β-cariofileno, 44,97 mg/L para P. brachypetiolatum e 11,07 mg/L para (E)-Nerolidol. Os testes de ecotoxicidade indicaram que os OEs e seus compostos não apresentaram toxicidade contra animais aquáticos não-alvo, como Diplonychus indicus, Toxorhynchites haemorrhoidalis e Anisops bouvieri, garantindo 100% de sobrevivência dessas espécies. Em contraste, o inseticida sintético α-cipermetrina causou 100% de mortalidade nesses organismos, reforçando os impactos ambientais negativos dos inseticidas convencionais. Dessa forma, os resultados sugerem que os OEs de P. tuberculatum e P. brachypetiolatum, juntamente com seus compostos majoritários, são potenciais agentes larvicidas para o controle do A. aegypti, aliando alta eficácia e baixa toxicidade ambiental. |
Aparece nas coleções: | Doutorado - ENT |
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