Avaliação do potencial larvicida e mecanismos de toxicidade do óleo essencial de Eucalyptus staigeriana contra o mosquito Aedes aegypti

Abstract

A busca por metodologias para a eliminação das larvas do mosquito Aedes aegypti é uma estratégia utilizada por vários pesquisadores. Extratos ou óleos essenciais de plantas surgem como uma alternativa aos inseticidas sintéticos, a fim de diminuir a velocidade de seleção de populações resistentes aos inseticidas químicos, organofosforados e piretróides. Diversos estudos já foram realizados e descritos na literatura, demonstrando os efeitos dos extratos obtidos com vegetais do gênero Eucalyptus sobre vários organismos, incluindo mosquitos e suas larvas. Entretanto, estudos com a espécie Eucalyptus staigeriana sobre o efeito larvicida em larvas do mosquito A. aegypti não foi ainda descrito. Portanto, o objetivo deste trabalho foi de avaliar experimentalmente o efeito larvicida do óleo essencial comercial de E. staigeriana, solução aquosa, em larvas de terceiro/quarto ínstar de A. aegypti, bem como a toxicidade aguda, utilizando-se bioindicadores de níveis tróficos diferentes como: microalgas e fungos. Também teve como objetivo de caracterizar os efeitos biológicos utilizando biomarcadores de alterações metabólicas, como as enzimas: desidrogenase láctica (LDH), fosfatase alcalina (FA), colinesterase (COL) e de estresse oxidativo, tais como: glutationa reduzida (GSH) e catalase (CAT) e os níveis de proteínas totais. Através de análises histológicas foram analisadas e caracterizadas as alterações morfológicas no tubo digestório mediano das larvas de A. aegypti, expostas a solução aquosa de E. staigeriana, bem como o controle, em jejum e alimentado. As concentrações utilizadas do óleo essencial de E. staigeriana foram de 100, 74, 49 e 30µg/mL, para atividade larvicida, já para os teste de toxicidade aguda foram de 100, 67, 50, 25 e 12µg/mL. Os bioindicadores utilizados foram a microalga Scenedesmus subspicatus e o fungo Fusarium oxysporum. O extrato aquoso de E. staigeriana se mostrou-se eficaz como larvicida, sendo encontrada a CE50 de 45,92 µg/mL. Com relação à toxicidade aguda em S. subpicatus o extrato aquoso E. staigeriana mostrou de média a alta toxicidade, sendo que para o F. oxysporium não mostrou toxicidade. A redução da atividade de LDH para larvas expostas a solução aquosa mostrou ser um efeito metabólico, indicando, portanto, que a mortalidade não foi decorrente de possível hipóxia. A FA teve sua atividade reduzida, provavelmente, em função das alterações morfológicas relativas ao sistema digestório. A COL teve sua atividade elevada, mostrando aparentemente, num primeiro momento, que o extrato aquoso não é um larvicida neurotóxico. O aumento significativo de GSH em relação ao controle indica um mecanismo de adaptação a um estresse oxidativo. A CAT mostrou-se com atividade elevada no tempo de 48 horas, em todas as concentrações testadas. Provavelmente isso se deve à exposição ao óleo, ou ainda por significar que o óleo de alguma maneira faz o papel do alimento, já que no controle alimentado sua atividade também aumentou ao longo do experimento. O perfil de alteração nos níveis de proteínas totais com o tempo foi diferente em cada uma das concentrações, ou seja, não foi observada uma tendência claramente definida de variação. Nas analises histológicas observamos alterações ao longo do intestino mediano da larva de A. aegypti, nas concentrações avaliadas e nos diferentes tempos de exposição, alterações tais como: modificações na forma das células, aumento das invaginações no tecido epitelial, grande quantidade de vacúolos e aumento de secreção apócrina.<br>

Abstract: The search for methods to eliminate the mosquito larvae of Aedes aegypti is a strategy used by many researchers. Extracts of essential oils from plants emerge as an alternative to chemical insecticides in order to reduce the natural selection of resistant populations to chemical pesticides, organophosphates and pyrethroids. Several studies have already been carried out and described in the literature, demonstrating the effects of the extracts obtained from vegetables of Eucalyptus genus on various organisms, including mosquitoes and their larvae. However, studies with Eucalyptus staigeriana as a larvicide for mosquito larvae of A. aegypti has not yet been described. Therefore, the aim of this study was to experimentally evaluate the larvicidal effect of commercial essential oil of Eucalyptus staigeriana, aqueous solution, in larvae of the third / fourth instar of Aedes aegypti, as well as its acute toxicity, using bio-indicators of different trophic levels as microalgae and fungi. Also characterizing the biological effects using metabolic change biomarkers such as the enzymes lactate dehydrogenase (LDH), alkaline phosphatase (ALP), cholinesterase (COL) and oxidative stress such as reduced glutathione (GSH) and catalase (CAT) and total protein levels. Additionally, morphological changes in the median digestive tube of Aedes aegypti larvae exposed to aqueous extract of E. staigeriana and control were analyzed and characterized through histological analyzes, in fasting and fed conditions. The concentrations of the essential oil of E. staigeriana that were used: 100, 74, 49 and 30µg / ml for larvicidal activity, while for acute toxicity test was 100, 67, 50, 25 and 12µg / ml. The bio-indicators used were the microalgae Scenedesmus subspicatus and the fungus Fusarium oxysporum. The aqueous extract of E. staigeriana proved to be effective as larvicide, and the 45.92 mg / mL EC50 was found. Regarding the acute toxicity for S. subpicatus the aqueous extract E. staigeriana showed high toxicity, and for F. oxysporium showed no toxicity. The reduction of LDH activity in larvae exposed to the aqueous extract showed to be a metabolic effect, thus indicating that mortality was not possible due to hypoxia. The FA activity was reduced probably due to the morphological changes related to the digestive system. The COL exhibited high activity, showing apparently that the aqueous extract is not a neurotoxic larvicide. The significant increase of GSH compared to the control indicated a mechanism of adaptation to oxidative stress. CAT showed high activity at time of 48 hours in all tested concentrations; probably this is due to exposure to oil, or it means that the oil promoted the same effect that the food may do, since in the control group of larvae which was fed its activity also increased throughout the experiment. The change in profile of total protein levels during the exposure time was different in each one of the concentrations, ie, there was no clearly defined variation tendency. Histological analyzes demonstrated changes over the median intestine of A. aegypti larvae in all the evaluated concentrations and different exposure times, changes such as alterations in cell shape, increased invaginations in epithelial tissue, lots of vacuoles, increase of apocrine secretion.