In einem früheren Projekt, in dem lokale Lebensmittelverarbeitungsbetriebe in Thailand auf Mücken getestet wurden, wurde festgestellt, dass die ätherischen Öle (EOs) von Cyperus rotundus, Galgant und Zimt eine gute anti-Mücken-Wirkung gegen Aedes aegypti aufweisen. In dem Versuch, den Einsatz traditionellerInsektizideund die Kontrolle resistenter Mückenpopulationen zu verbessern, zielte diese Studie darauf ab, den potenziellen Synergismus zwischen der adultiziden Wirkung von Ethylenoxid und der Toxizität von Permethrin für Aedes-Mücken zu ermitteln. aegypti, einschließlich Pyrethroid-resistenter und -empfindlicher Stämme.
Ziel war es, die chemische Zusammensetzung und die abtötende Wirkung von EO, extrahiert aus den Rhizomen von C. rotundus und A. galanga sowie der Rinde von C. verum, gegenüber dem anfälligen Stamm Muang Chiang Mai (MCM-S) und dem resistenten Stamm Pang Mai Dang (PMD-R) zu bewerten. ) Ausgewachsene aktive Ae. Aedes aegypti. Um die synergistische Wirkung zu verstehen, wurde an diesen adulten Aedes-aegypti-Stämmen auch ein Bioassay der EO-Permethrin-Mischung durchgeführt.
Die chemische Charakterisierung mittels GC-MS-Analyse ergab, dass 48 Verbindungen aus den EOs von C. rotundus, A. galanga und C. verum identifiziert wurden, die 80,22 %, 86,75 % bzw. 97,24 % der Gesamtkomponenten ausmachen. Cyperen (14,04 %), β-Bisabolen (18,27 %) und Zimtaldehyd (64,66 %) sind die Hauptbestandteile von Cyperusöl, Galgantöl bzw. Balsamicoöl. In biologischen Abtötungstests für adulte Insekten waren die EVs von C. rotundus, A. galanga und C. verum wirksam bei der Abtötung von Ae. Die LD50-Werte für aegypti, MCM-S und PMD-R lagen bei 10,05 und 9,57 µg/mg Weibchen, 7,97 und 7,94 µg/mg Weibchen sowie 3,30 und 3,22 µg/mg Weibchen. Die Wirksamkeit von MCM-S und PMD-R Ae bei der Abtötung von adulten Mücken. aegypti in diesen EOs lag nahe an Piperonylbutoxid (PBO-Werte, LD50 = 6,30 bzw. 4,79 µg/mg Weibchen), war jedoch nicht so ausgeprägt wie bei Permethrin (LD50-Werte = 0,44 bzw. 3,70 ng/mg Weibchen). Kombinierte Bioassays zeigten jedoch eine Synergie zwischen EO und Permethrin. Signifikante Synergie mit Permethrin gegen zwei Stämme von Aedes-Mücken. Aedes aegypti wurde im EM von C. rotundus und A. galanga nachgewiesen. Die Zugabe von C. rotundus- und A. galanga-Ölen senkte die LD50-Werte von Permethrin auf MCM-S signifikant von 0,44 auf 0,07 ng/mg bzw. 0,11 ng/mg bei weiblichen Tieren, mit Synergie-Ratio-Werten (SR) von 6,28 bzw. 4,00. Darüber hinaus senkten C. rotundus- und A. galanga-EOs die LD50-Werte von Permethrin auf PMD-R ebenfalls signifikant von 3,70 auf 0,42 ng/mg bzw. 0,003 ng/mg bei weiblichen Tieren, mit SR-Werten von 8,81 bzw. 1233,33.
Synergistische Wirkung einer EO-Permethrin-Kombination zur Erhöhung der Toxizität bei adulten Mücken gegen zwei Stämme der Aedes-Mücke. Aedes aegypti zeigt eine vielversprechende Rolle von Ethylenoxid als Synergist bei der Steigerung der Wirksamkeit gegen Mücken, insbesondere dort, wo herkömmliche Verbindungen unwirksam oder ungeeignet sind.
Die Aedes aegypti-Mücke (Diptera: Culicidae) ist der Hauptüberträger des Denguefiebers und anderer viraler Infektionserkrankungen wie Gelbfieber, Chikungunya und Zika-Virus und stellt eine enorme und anhaltende Bedrohung für den Menschen dar [1, 2]. Das Denguevirus ist das schwerwiegendste pathogene hämorrhagische Fieber, das den Menschen befällt. Jährlich treten schätzungsweise 5 bis 100 Millionen Fälle auf, und weltweit sind mehr als 2,5 Milliarden Menschen gefährdet [3]. Ausbrüche dieser Infektionskrankheit stellen eine enorme Belastung für die Bevölkerung, die Gesundheitssysteme und die Volkswirtschaften der meisten tropischen Länder dar [1]. Nach Angaben des thailändischen Gesundheitsministeriums wurden im Jahr 2015 landesweit 142.925 Denguefieber-Fälle und 141 Todesfälle gemeldet, mehr als dreimal so viele Fälle und Todesfälle wie im Jahr 2014 [4]. Trotz historischer Beweise wurde das Denguefieber durch die Aedes-Mücke ausgerottet oder stark reduziert. Nach der Eindämmung von Aedes aegypti [5] stiegen die Infektionsraten dramatisch an und die Krankheit verbreitete sich weltweit, teilweise bedingt durch die jahrzehntelange globale Erwärmung. Die Eliminierung und Kontrolle von Ae. aedes aegypti ist relativ schwierig, da es sich um eine heimische Mücke handelt, die sich als Überträger der Krankheit paart, frisst, ruht und tagsüber in und um menschliche Siedlungen Eier legt. Zudem besitzt diese Mücke die Fähigkeit, sich an Umweltveränderungen oder Störungen durch Naturereignisse (wie Dürre) oder menschliche Kontrollmaßnahmen anzupassen und kann zu ihrer ursprünglichen Population zurückkehren [6, 7]. Da Impfstoffe gegen Denguefieber erst vor kurzem zugelassen wurden und es keine spezifische Behandlung für Denguefieber gibt, hängt die Prävention und Verringerung des Risikos einer Dengue-Übertragung voll und ganz von der Kontrolle der Mückenüberträger und der Vermeidung des menschlichen Kontakts mit den Überträgern ab.
Insbesondere der Einsatz chemischer Mittel zur Mückenbekämpfung spielt heute eine wichtige Rolle im öffentlichen Gesundheitswesen als wichtiger Bestandteil eines umfassenden integrierten Vektormanagements. Zu den gängigsten chemischen Methoden gehört der Einsatz wenig toxischer Insektizide, die sowohl Mückenlarven (Larvizide) als auch adulte Mücken (Adidozide) bekämpfen. Die Larvenbekämpfung durch Quellenreduzierung und den regelmäßigen Einsatz chemischer Larvizide wie Organophosphate und Insektenwachstumsregulatoren wird als wichtig erachtet. Die negativen Umweltauswirkungen synthetischer Pestizide und ihre arbeitsintensive und komplexe Anwendung bleiben jedoch ein großes Problem [8, 9]. Die traditionelle aktive Vektorkontrolle, wie die Kontrolle adulter Mücken, bleibt das wirksamste Mittel zur Bekämpfung von Virusausbrüchen, da sie Krankheitsüberträger schnell und großflächig ausrotten und gleichzeitig die Lebensdauer und Langlebigkeit lokaler Vektorpopulationen verkürzen kann [3, 10]. Vier Klassen chemischer Insektizide: Organochlorverbindungen (nur als DDT bezeichnet), Organophosphate, Carbamate und Pyrethroide bilden die Grundlage von Vektorkontrollprogrammen, wobei Pyrethroide als die erfolgreichste Klasse gelten. Sie sind hochwirksam gegen verschiedene Arthropoden und wenig toxisch für Säugetiere. Derzeit machen synthetische Pyrethroide den Großteil der kommerziellen Pestizide aus und halten etwa 25 % des weltweiten Pestizidmarktes [11, 12]. Permethrin und Deltamethrin sind Breitband-Pyrethroid-Insektizide, die seit Jahrzehnten weltweit zur Kontrolle einer Vielzahl von Schädlingen von landwirtschaftlicher und medizinischer Bedeutung eingesetzt werden [13, 14]. In den 1950er Jahren wurde DDT als Chemikalie der Wahl für Thailands nationales Gesundheitsprogramm zur Mückenbekämpfung ausgewählt. Nach der weitverbreiteten Verwendung von DDT in Malaria-Endemiegebieten wurde der Einsatz von DDT in Thailand zwischen 1995 und 2000 schrittweise eingestellt und durch zwei Pyrethroide ersetzt: Permethrin und Deltamethrin [15, 16]. Diese Pyrethroid-Insektizide wurden Anfang der 1990er Jahre eingeführt, um Malaria und Denguefieber einzudämmen, hauptsächlich durch Moskitonetzbehandlungen und den Einsatz von thermischen Nebeln und Sprays mit extrem geringer Toxizität [14, 17]. Sie haben jedoch aufgrund starker Resistenzen der Mücken und mangelnder Akzeptanz in der Bevölkerung aufgrund von Bedenken hinsichtlich der öffentlichen Gesundheit und der Umweltauswirkungen synthetischer Chemikalien an Wirksamkeit verloren. Dies stellt eine erhebliche Herausforderung für den Erfolg von Programmen zur Bekämpfung von Bedrohungsvektoren dar [14, 18, 19]. Um die Strategie effektiver zu gestalten, sind rechtzeitige und angemessene Gegenmaßnahmen erforderlich. Zu den empfohlenen Managementverfahren gehören der Ersatz natürlicher Substanzen, der Wechsel von Chemikalien verschiedener Klassen, die Zugabe von Synergisten und das Mischen von Chemikalien oder die gleichzeitige Anwendung von Chemikalien verschiedener Klassen [14, 20, 21]. Daher besteht ein dringender Bedarf an der Suche und Entwicklung einer umweltfreundlichen, praktischen und wirksamen Alternative und eines Synergisten. Ziel dieser Studie ist es, diesem Bedarf gerecht zu werden.
Natürlich gewonnene Insektizide, insbesondere solche auf Basis pflanzlicher Bestandteile, haben bei der Bewertung aktueller und zukünftiger Alternativen zur Mückenbekämpfung Potenzial gezeigt [22, 23, 24]. Mehrere Studien haben gezeigt, dass es möglich ist, wichtige Mückenüberträger durch den Einsatz pflanzlicher Produkte, insbesondere ätherischer Öle (EOs), als Mittel zur Bekämpfung adulter Mücken unter Kontrolle zu halten. In vielen Pflanzenölen wurden adultizide Eigenschaften gegen einige wichtige Mückenarten nachgewiesen, beispielsweise in Sellerie-, Kreuzkümmel-, Zederöl-, Anis-, Pfeifenpfeffer-, Thymian-, Schinus terebinthifolia-, Cymbopogon citratus-, Cymbopogon schoenanthus-, Cymbopogon giganteus-, Chenopodium ambrosioides-, Cochlospermum planchonii-, Eucalyptus ter eticornis-, Eucalyptus citriodora-, Cananga odorata- und Petroselinum Criscum-Ölen [25,26,27,28,29,30]. Ethylenoxid wird heute nicht nur allein, sondern auch in Kombination mit extrahierten Pflanzenstoffen oder bestehenden synthetischen Pestiziden eingesetzt und führt zu unterschiedlich starker Toxizität. Kombinationen traditioneller Insektizide wie Organophosphate, Carbamate und Pyrethroide mit Ethylenoxid/Pflanzenextrakten wirken synergistisch oder antagonistisch in ihrer toxischen Wirkung und haben sich als wirksam gegen Krankheitsüberträger und Schädlinge erwiesen [31,32,33,34,35]. Die meisten Studien zu den synergistischen toxischen Wirkungen von Kombinationen sekundärer Pflanzenstoffe mit oder ohne synthetische Chemikalien wurden jedoch an landwirtschaftlichen Insektenüberträgern und Schädlingen und nicht an medizinisch relevanten Mücken durchgeführt. Darüber hinaus konzentrierten sich die meisten Arbeiten zu den synergistischen Effekten von Kombinationen pflanzlicher und synthetischer Insektizide gegen Mückenüberträger auf die larvizide Wirkung.
In einer früheren Studie, die von den Autoren als Teil eines laufenden Forschungsprojekts zum Screening von Intimiziden aus einheimischen Nahrungspflanzen in Thailand durchgeführt wurde, wurde festgestellt, dass Ethylenoxide aus Cyperus rotundus, Galgant und Zimt eine potenzielle Wirksamkeit gegen adulte Aedes-Mücken haben. Ägypten [36]. Ziel dieser Studie war es daher, die Wirksamkeit von aus diesen Heilpflanzen isolierten ätherischen Ölen gegen Aedes-Mücken zu bewerten. aegypti, einschließlich pyrethroidresistenter und -empfindlicher Stämme. Der synergistische Effekt binärer Mischungen von Ethylenoxid und synthetischen Pyrethroiden mit guter Wirksamkeit bei adulten Mücken wurde ebenfalls analysiert, um den Einsatz traditioneller Insektizide zu reduzieren und die Resistenz gegen Mückenvektoren, insbesondere gegen Aedes, zu erhöhen. Aedes aegypti. Dieser Artikel beschreibt die chemische Charakterisierung wirksamer ätherischer Öle und ihr Potenzial, die Toxizität von synthetischem Permethrin gegen Aedes-Mücken zu erhöhen. aegypti bei pyrethroidempfindlichen Stämmen (MCM-S) und resistenten Stämmen (PMD-R).
Rhizome von C. rotundus und A. galanga sowie Rinde von C. verum (Abb. 1), die zur Extraktion ätherischer Öle verwendet wurden, wurden von Kräuterheilmittellieferanten in der thailändischen Provinz Chiang Mai erworben. Die wissenschaftliche Identifizierung dieser Pflanzen erfolgte in Absprache mit James Franklin Maxwell, Herbariumsbotaniker am Institut für Biologie des College of Science der Universität Chiang Mai (CMU), Provinz Chiang Mai, Thailand, und der Wissenschaftlerin Wannari Charoensap; im Institut für Pharmazie des College of Pharmacy der Carnegie Mellon University werden Exemplare jeder Pflanze von Frau Voucher im Institut für Parasitologie der medizinischen Fakultät der Carnegie Mellon University zur späteren Verwendung aufbewahrt.
Pflanzenproben wurden einzeln 3–5 Tage lang in einem offenen Raum mit aktiver Belüftung und einer Umgebungstemperatur von etwa 30 ± 5 °C im Schatten getrocknet, um den Feuchtigkeitsgehalt zu entfernen, bevor die natürlichen ätherischen Öle (EOs) extrahiert wurden. Insgesamt 250 g jedes trockenen Pflanzenmaterials wurden mechanisch zu einem groben Pulver gemahlen und verwendet, um ätherische Öle (EOs) durch Wasserdampfdestillation zu isolieren. Die Destillationsapparatur bestand aus einem elektrischen Heizmantel, einem 3000-ml-Rundkolben, einer Extraktionssäule, einem Kühler und einem Cool-Ace-Gerät (Eyela Cool Ace CA-1112 CE, Tokyo Rikakikai Co. Ltd., Tokio, Japan). Geben Sie 1600 ml destilliertes Wasser und 10–15 Glasperlen in den Kolben und erhitzen Sie ihn dann mit einem elektrischen Heizgerät mindestens 3 Stunden lang auf etwa 100 °C, bis die Destillation abgeschlossen ist und kein EO mehr produziert wird. Die EO-Schicht wurde mithilfe eines Scheidetrichters von der wässrigen Phase getrennt, über wasserfreiem Natriumsulfat (Na2SO4) getrocknet und in einer verschlossenen braunen Flasche bei 4 °C aufbewahrt, bis die chemische Zusammensetzung und die Aktivität im adulten Tier untersucht wurden.
Die chemische Zusammensetzung der ätherischen Öle wurde parallel zum Bioassay für die adulte Substanz ermittelt. Die qualitative Analyse erfolgte mit einem GC-MS-System bestehend aus einem Hewlett-Packard (Wilmington, CA, USA) 7890A Gaschromatographen mit einem Single-Quadrupol-Massenselektivdetektor (Agilent Technologies, Wilmington, CA, USA) und einem MSD 5975C (EI). (Agilent Technologies).
Chromatographische Säule – DB-5MS (30 m × ID 0,25 mm × Filmdicke 0,25 µm). Die gesamte GC-MS-Laufzeit betrug 20 Minuten. Die Analysebedingungen sind folgende: Injektor- und Transferleitungstemperatur betragen 250 bzw. 280 °C; die Ofentemperatur wird auf eine Erhöhung von 50 °C auf 250 °C mit einer Rate von 10 °C/min eingestellt; das Trägergas ist Helium; Flussrate 1,0 ml/min; Injektionsvolumen beträgt 0,2 µl (1/10 Vol.-% in CH2Cl2, Split-Verhältnis 100:1); Zur GC-MS-Detektion wird ein Elektronenionisationssystem mit einer Ionisierungsenergie von 70 eV verwendet. Der Erfassungsbereich liegt zwischen 50 und 550 atomarer Masseneinheit (amu), und die Scangeschwindigkeit beträgt 2,91 Scans pro Sekunde. Relative Prozentsätze der Komponenten werden als durch die Peakfläche normalisierte Prozentsätze ausgedrückt. Die Identifizierung der EO-Inhaltsstoffe erfolgt anhand ihres Retentionsindex (RI). Der RI wurde anhand der Gleichung von Van den Dool und Kratz [37] für die n-Alkanreihe (C8–C40) berechnet und mit Retentionsindizes aus der Literatur [38] und Bibliotheksdatenbanken (NIST 2008 und Wiley 8NO8) verglichen. Die Identität der dargestellten Verbindungen, wie Struktur und Molekülformel, wurde durch Vergleich mit verfügbaren authentischen Proben bestätigt.
Analytische Standards für synthetisches Permethrin und Piperonylbutoxid (PBO, positive Kontrolle in Synergiestudien) wurden von Sigma-Aldrich (St. Louis, Missouri, USA) bezogen. Testkits der Weltgesundheitsorganisation (WHO) für Erwachsene und diagnostische Dosen von Permethrin-imprägniertem Papier (0,75 %) wurden vom WHO-Vektorkontrollzentrum in Penang, Malaysia, erworben. Alle anderen verwendeten Chemikalien und Reagenzien waren analysenrein und wurden von lokalen Institutionen in der Provinz Chiang Mai, Thailand, bezogen.
Die im Bioassay an adulten Mücken als Testorganismen verwendeten Mücken waren sich frei paarende Labormücken der Art Aedes aegypti, darunter der anfällige Stamm Muang Chiang Mai (MCM-S) und der resistente Stamm Pang Mai Dang (PMD-R). Der Stamm MCM-S wurde aus lokal in der Gegend von Muang Chiang Mai in der thailändischen Provinz Chiang Mai gesammelten Proben gewonnen und seit 1995 im Entomologieraum der Abteilung für Parasitologie der medizinischen Fakultät der CMU gehalten [39]. Der Stamm PMD-R, der sich als Permethrin resistent erwies, wurde aus Feldmücken isoliert, die ursprünglich in Ban Pang Mai Dang, Bezirk Mae Tang in der thailändischen Provinz Chiang Mai gesammelt wurden, und wird seit 1997 im selben Institut gehalten [40]. Die PMD-R-Stämme wurden unter Selektionsdruck gezüchtet, um die Resistenzniveaus durch intermittierende Exposition gegenüber 0,75 % Permethrin aufrechtzuerhalten, wobei das WHO-Nachweiskit mit einigen Modifikationen verwendet wurde [41]. Jeder Stamm von Ae. Aedes aegypti wurde einzeln in einem pathogenfreien Labor bei 25 ± 2 °C und 80 ± 10 % relativer Luftfeuchtigkeit sowie einer Licht-Dunkel-Photoperiode von 14:10 h angesiedelt. Etwa 200 Larven wurden in Plastikschalen (33 cm lang, 28 cm breit und 9 cm hoch) gehalten, die mit Leitungswasser gefüllt waren (mit einer Dichte von 150–200 Larven pro Schale) und zweimal täglich mit sterilisierten Hundekuchen gefüttert wurden. Adulte Würmer wurden in feuchten Käfigen gehalten und kontinuierlich mit einer 10%igen wässrigen Saccharoselösung und einer 10%igen Multivitaminsiruplösung gefüttert. Weibliche Mücken saugen regelmäßig Blut, um Eier zu legen. Zwei bis fünf Tage alte Weibchen, die nicht mit Blut gefüttert wurden, können kontinuierlich in experimentellen biologischen Tests mit adulten Tieren verwendet werden.
Ein Dosis-Mortalitäts-Reaktions-Bioassay von EO wurde an adulten weiblichen Mücken der Arten Aedes aegypti, MCM-S und PMD-R durchgeführt, und zwar mit einer topischen Methode, die entsprechend dem Standardprotokoll der WHO für Empfindlichkeitsprüfungen modifiziert wurde [42]. EO von jeder Pflanze wurde seriell mit einem geeigneten Lösungsmittel (z. B. Ethanol oder Aceton) verdünnt, um eine abgestufte Reihe von 4–6 Konzentrationen zu erhalten. Nach der Betäubung mit Kohlendioxid (CO2) wurden die Mücken einzeln gewogen. Die betäubten Mücken wurden dann bewegungslos auf trockenem Filterpapier auf einer speziellen Kühlplatte unter einem Stereomikroskop gehalten, um eine Reaktivierung während des Verfahrens zu verhindern. Für jede Behandlung wurden 0,1 μl EO-Lösung mit einem tragbaren Mikrodispenser von Hamilton (700 Series Microliter™, Hamilton Company, Reno, NV, USA) auf das obere Pronotum der Weibchen aufgetragen. 25 Weibchen wurden mit jeder Konzentration behandelt, wobei die Mortalität bei mindestens 4 verschiedenen Konzentrationen zwischen 10 % und 95 % lag. Mit Lösungsmittel behandelte Mücken dienten als Kontrolle. Um eine Kontamination der Testproben zu vermeiden, ersetzen Sie das Filterpapier für jedes getestete EO durch neues. Die in diesen Bioassays verwendeten Dosen werden in Mikrogramm EO pro Milligramm Körpergewicht lebender weiblicher Tiere angegeben. Die PBO-Aktivität adulter Mücken wurde auf ähnliche Weise wie EO ermittelt, wobei PBO als positive Kontrolle in synergistischen Experimenten verwendet wurde. Behandelte Mücken aller Gruppen wurden in Plastikbecher gesetzt und mit 10 % Saccharose und 10 % Multivitaminsirup behandelt. Alle Bioassays wurden bei 25 ± 2 °C und 80 ± 10 % relativer Luftfeuchtigkeit durchgeführt und viermal mit Kontrollpersonen wiederholt. Die Mortalität während der 24-stündigen Aufzuchtperiode wurde überprüft und durch die fehlende Reaktion der Mücke auf mechanische Stimulation bestätigt und dann anhand des Durchschnittswerts von vier Wiederholungen aufgezeichnet. Die experimentellen Behandlungen wurden für jede Testprobe mit unterschiedlichen Mückenchargen viermal wiederholt. Die Ergebnisse wurden zusammengefasst und zur Berechnung der prozentualen Sterblichkeitsrate verwendet, die zur Bestimmung der 24-Stunden-Letaldosis durch Probit-Analyse verwendet wurde.
Die synergistische antizide Wirkung von EO und Permethrin wurde wie zuvor beschrieben mit einem lokalen Toxizitätstestverfahren [42] beurteilt. Verwenden Sie Aceton oder Ethanol als Lösungsmittel, um Permethrin in der gewünschten Konzentration sowie eine binäre Mischung aus EO und Permethrin (EO-Permethrin: Permethrin gemischt mit EO in LD25-Konzentration) herzustellen. Testkits (Permethrin und EO-Permethrin) wurden an MCM-S- und PMD-R-Stämmen von Ae. Aedes aegypti evaluiert. Jede der 25 weiblichen Mücken erhielt vier Dosen Permethrin, um die Wirksamkeit bei der Abtötung erwachsener Mücken zu testen, wobei jede Behandlung viermal wiederholt wurde. Um mögliche EO-Synergisten zu identifizieren, wurden jeder der 25 weiblichen Mücken 4 bis 6 Dosen EO-Permethrin verabreicht, wobei jede Anwendung viermal wiederholt wurde. Die PBO-Permethrin-Behandlung (Permethrin gemischt mit PBO in LD25-Konzentration) diente auch als positive Kontrolle. Die in diesen Bioassays verwendeten Dosen werden in Nanogramm der Testprobe pro Milligramm Körpergewicht der lebenden weiblichen Tiere angegeben. Für jeden Mückenstamm wurden vier experimentelle Untersuchungen an einzeln aufgezogenen Gruppen durchgeführt. Die Mortalitätsdaten wurden zusammengefasst und mit Probit analysiert, um eine 24-Stunden-Letalitätsdosis zu bestimmen.
Die Mortalitätsrate wurde mit der Abbott-Formel [43] adjustiert. Die adjustierten Daten wurden mittels Probit-Regressionsanalyse mit dem Computerstatistikprogramm SPSS (Version 19.0) ausgewertet. Letalitätswerte von 25 %, 50 %, 90 %, 95 % und 99 % (LD25, LD50, LD90, LD95 bzw. LD99) wurden mit den entsprechenden 95%-Konfidenzintervallen (95%-KI) berechnet. Signifikanzmessungen und Unterschiede zwischen den Testproben wurden innerhalb jedes biologischen Tests mit dem Chi-Quadrat-Test oder dem Mann-Whitney-U-Test ermittelt. Ergebnisse wurden als statistisch signifikant angesehen bei P< 0,05. Der Resistenzkoeffizient (RR) wird auf LD50-Niveau mit folgender Formel geschätzt [12]:
Ein RR > 1 bedeutet Resistenz, ein RR ≤ 1 Sensitivität. Der Synergie-Ratio-Wert (SR) jedes Synergistenkandidaten wird wie folgt berechnet [34, 35, 44]:
Dieser Faktor unterteilt die Ergebnisse in drei Kategorien: Bei einem SR-Wert von 1±0,05 wird davon ausgegangen, dass er keine erkennbare Wirkung hat, bei einem SR-Wert von >1,05 wird von einer synergistischen Wirkung ausgegangen und bei einem SR-Wert von kann durch Wasserdampfdestillation der Rhizome von C. rotundus und A. galanga und der Rinde von C. verum ein hellgelbes flüssiges Öl erhalten werden. Die auf das Trockengewicht berechnete Ausbeute betrug 0,15 %, 0,27 % (w/w) und 0,54 % (v/v). w) (Tabelle 1). GC-MS-Studien der chemischen Zusammensetzung von Ölen von C. rotundus, A. galanga und C. verum zeigten das Vorhandensein von 19, 17 und 21 Verbindungen, die 80,22, 86,75 bzw. 97,24 % aller Komponenten ausmachten (Tabelle 2). Die Inhaltsstoffe des C. lucidum-Rhizomöls bestehen hauptsächlich aus Cyperonen (14,04 %), gefolgt von Carralen (9,57 %), α-Capsellan (7,97 %) und α-Capsellan (7,53 %). Der Hauptbestandteil des Galgant-Rhizomöls ist β-Bisabolen (18,27 %), gefolgt von α-Bergamoten (16,28 %), 1,8-Cineol (10,17 %) und Piperonol (10,09 %). Während Zimtaldehyd (64,66 %) als Hauptbestandteil des C. verum-Rindenöls identifiziert wurde, wurden Zimtacetat (6,61 %), α-Copaen (5,83 %) und 3-Phenylpropionaldehyd (4,09 %) als Nebenbestandteile betrachtet. Die chemischen Strukturen von Cypern, β-Bisabolen und Zimtaldehyd sind die Hauptverbindungen von C. rotundus, A. galanga und C. verum, wie in Abbildung 2 dargestellt.
Die Ergebnisse von drei EOs zur Bewertung der Aktivität erwachsener Tiere gegen Aedes-aegypti-Mücken sind in Tabelle 3 aufgeführt. Alle EOs zeigten bei unterschiedlichen Arten und Dosierungen eine tödliche Wirkung auf MCM-S-Aedes-Mücken. Aedes aegypti. Das wirksamste EO ist C. verum, gefolgt von A. galanga und C. rotundus mit LD50-Werten von 3,30, 7,97 bzw. 10,05 µg/mg MCM-S-Weibchen, etwas höher als die LD50-Werte von 3,22 (U = 1), Z = -0,775, P = 0,667), 7,94 (U = 2, Z = 0, P = 1) und 9,57 (U = 0, Z = -1,549, P = 0,333) µg/mg PMD-R bei Frauen. Dies entspricht einer etwas höheren Wirkung von PBO auf erwachsene Tiere wie PMD-R als auf den Stamm MSM-S, mit LD50-Werten von 4,79 bzw. 6,30 μg/mg bei weiblichen Tieren (U = 0, Z = -2,021, P = 0,057). Daraus lässt sich berechnen, dass die LD50-Werte von C. verum, A. galanga, C. rotundus und PBO gegen PMD-R etwa 0,98-, 0,99-, 0,95- bzw. 0,76-mal niedriger sind als die gegen MCM-S. Dies deutet also darauf hin, dass die Empfindlichkeit der beiden Aedes-Stämme gegenüber PBO und EO relativ ähnlich ist. Obwohl PMD-R empfindlicher war als MCM-S, war die Empfindlichkeit von Aedes aegypti nicht signifikant. Im Gegensatz dazu unterschieden sich die beiden Aedes-Stämme stark in ihrer Empfindlichkeit gegenüber Permethrin. aegypti (Tabelle 4). PMD-R zeigte eine signifikante Resistenz gegenüber Permethrin (LD50-Wert = 0,44 ng/mg bei Frauen) mit einem höheren LD50-Wert von 3,70 als MCM-S (LD50-Wert = 0,44 ng/mg bei Frauen) (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029). Obwohl PMD-R gegenüber Permethrin viel weniger empfindlich ist als MCM-S, ist seine Empfindlichkeit gegenüber PBO und Ölen von C. verum, A. galanga und C. rotundus etwas höher als bei MCM-S.
Wie im Bioassay der EO-Permethrin-Kombination an erwachsenen Populationen beobachtet, zeigten binäre Mischungen aus Permethrin und EO (LD25) entweder Synergie (SR-Wert > 1,05) oder keine Wirkung (SR-Wert = 1 ± 0,05). Komplexe Wirkungen einer EO-Permethrin-Mischung auf erwachsene Versuchsmücken aus Albinos. Die Aedes aegypti-Stämme MCM-S und PMD-R sind in Tabelle 4 und Abbildung 3 dargestellt. Die Zugabe von C. verum-Öl verringerte die LD50 von Permethrin gegen MCM-S leicht und erhöhte die LD50 gegen PMD-R leicht auf 0,44–0,42 ng/mg bei Frauen bzw. von 3,70 auf 3,85 ng/mg bei Frauen. Im Gegensatz dazu reduzierte die Zugabe von C. rotundus- und A. galanga-Ölen die LD50 von Permethrin auf MCM-S signifikant von 0,44 auf 0,07 (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029) bzw. auf 0,11 (U = 0, Z) = -2,309, P = 0,029) ng/mg bei Frauen. Basierend auf den LD50-Werten von MCM-S betrugen die SR-Werte der EO-Permethrin-Mischung nach Zugabe von C. rotundus- und A. galanga-Ölen 6,28 bzw. 4,00. Dementsprechend sank die LD50 von Permethrin gegen PMD-R signifikant von 3,70 auf 0,42 (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029) und auf 0,003 mit der Zugabe von C. rotundus- und A. galanga-Ölen (U = 0, Z = -2,337, P = 0,029) ng/mg Weibchen. Der SR-Wert von Permethrin in Kombination mit C. rotundus gegen PMD-R betrug 8,81, während der SR-Wert der Galgant-Permethrin-Mischung 1233,33 betrug. Im Vergleich zu MCM-S sank der LD50-Wert der Positivkontrolle PBO von 0,44 auf 0,26 ng/mg (Weibchen) bzw. von 3,70 ng/mg (Weibchen) auf 0,65 ng/mg (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029) und PMD-R (U = 0, Z = -2,309, P = 0,029). Die SR-Werte der PBO-Permethrin-Mischung für die Stämme MCM-S und PMD-R lagen bei 1,69 bzw. 5,69. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass C. rotundus- und A. galanga-Öle sowie PBO die Permethrin-Toxizität für die Stämme MCM-S und PMD-R stärker verstärken als C. verum-Öl.
Aktivität (LD50) von EO, PBO, Permethrin (PE) und deren Kombinationen bei adulten Mücken gegen Pyrethroid-empfindliche (MCM-S) und resistente (PMD-R) Stämme der Aedes-Mücke. Aedes aegypti
[45]. Synthetische Pyrethroide werden weltweit zur Bekämpfung nahezu aller Arthropoden von landwirtschaftlicher und medizinischer Bedeutung eingesetzt. Aufgrund der schädlichen Folgen des Einsatzes synthetischer Insektizide, insbesondere im Hinblick auf die Entwicklung und weit verbreitete Resistenz von Mücken sowie die Auswirkungen auf die langfristige Gesundheit und die Umwelt, besteht nun jedoch dringender Bedarf, den Einsatz traditioneller synthetischer Insektizide zu reduzieren und Alternativen zu entwickeln [35, 46, 47]. Neben dem Schutz von Umwelt und menschlicher Gesundheit liegen die Vorteile botanischer Insektizide in ihrer hohen Selektivität, globalen Verfügbarkeit sowie einfachen Herstellung und Anwendung, was sie für die Mückenbekämpfung attraktiver macht [32, 48, 49]. Diese Studie untersuchte nicht nur die chemischen Eigenschaften wirksamer ätherischer Öle mittels GC-MS-Analyse, sondern bewertete auch die Wirksamkeit adulter ätherischer Öle und ihre Fähigkeit, die Toxizität von synthetischem Permethrin zu verstärken. aegypti bei pyrethroidsensitiven Stämmen (MCM-S) und resistenten Stämmen (PMD-R).
Die GC-MS-Charakterisierung zeigte, dass Cypern (14,04 %), β-Bisabolen (18,27 %) und Zimtaldehyd (64,66 %) die Hauptbestandteile der Öle von C. rotundus, A. galanga bzw. C. verum sind. Diese Chemikalien zeigten vielfältige biologische Aktivitäten. Ahn et al. [50] berichteten, dass 6-Acetoxycyperen, isoliert aus dem Rhizom von C. rotundus, als Antitumorverbindung wirkt und in Eierstockkrebszellen eine caspase-abhängige Apoptose auslösen kann. β-Bisabolen, extrahiert aus dem ätherischen Öl des Myrrhenbaums, zeigt sowohl in vitro als auch in vivo eine spezifische Zytotoxizität gegenüber menschlichen und Maus-Mammatumorzellen [51]. Zimtaldehyd, das aus natürlichen Extrakten gewonnen oder im Labor synthetisiert wird, soll insektizide, antibakterielle, antimykotische, entzündungshemmende, immunmodulatorische, krebshemmende und antiangiogene Wirkungen haben [52].
Die Ergebnisse des dosisabhängigen Aktivitätsbioassays bei adulten Tieren zeigten ein gutes Potenzial der getesteten EOs und zeigten, dass die Aedes-Mückenstämme MCM-S und PMD-R eine ähnliche Empfindlichkeit gegenüber EO und PBO aufwiesen. Ein Vergleich der Wirksamkeit von EO und Permethrin zeigte, dass letzteres eine stärkere allerzide Wirkung hat: Die LD50-Werte betragen 0,44 bzw. 3,70 ng/mg bei weiblichen Tieren für die Stämme MCM-S bzw. PMD-R. Diese Ergebnisse werden durch zahlreiche Studien gestützt, die zeigen, dass natürlich vorkommende Pestizide, insbesondere pflanzliche Produkte, im Allgemeinen weniger wirksam sind als synthetische Substanzen [31, 34, 35, 53, 54]. Dies kann daran liegen, dass erstere eine komplexe Kombination aus aktiven oder inaktiven Inhaltsstoffen darstellen, während letztere ein gereinigter einzelner Wirkstoff ist. Die Vielfalt und Komplexität natürlicher Wirkstoffe mit unterschiedlichen Wirkmechanismen kann jedoch die biologische Aktivität verstärken oder die Resistenzentwicklung in Wirtspopulationen behindern [55, 56, 57]. Viele Forscher haben über das abwehrende Potenzial von C. verum, A. galanga und C. rotundus und ihren Bestandteilen wie β-Bisabolen, Zimtaldehyd und 1,8-Cineol berichtet [22, 36, 58, 59, 60,61, 62,63,64]. Eine Überprüfung der Literatur ergab jedoch, dass es bisher keine Berichte über eine synergistische Wirkung mit Permethrin oder anderen synthetischen Insektiziden gegen Aedes-Mücken gibt. Aedes aegypti.
In dieser Studie wurden signifikante Unterschiede in der Permethrin-Empfindlichkeit zwischen den beiden Aedes-Stämmen beobachtet. Aedes aegypti. MCM-S ist empfindlich gegenüber Permethrin, während PMD-R mit einer Resistenzrate von 8,41 viel weniger empfindlich darauf reagiert. Verglichen mit der Empfindlichkeit von MCM-S ist PMD-R weniger empfindlich gegenüber Permethrin, aber empfindlicher gegenüber EO, was eine Grundlage für weitere Studien bietet, die auf eine Steigerung der Wirksamkeit von Permethrin durch Kombination mit EO abzielen. Ein synergistischer kombinationsbasierter Bioassay für Wirkungen auf adulte Tiere zeigte, dass binäre Mischungen von EO und Permethrin die Mortalität adulter Aedes verringerten oder erhöhten. Aedes aegypti. Die Zugabe von C. verum-Öl verringerte die LD50 von Permethrin gegen MCM-S leicht, erhöhte die LD50 gegen PMD-R jedoch leicht mit SR-Werten von 1,05 bzw. 0,96. Dies deutet darauf hin, dass C. verum-Öl bei Tests an MCM-S und PMD-R weder synergistisch noch antagonistisch auf Permethrin wirkt. Im Gegensatz dazu zeigten C. rotundus- und A. galanga-Öle einen signifikanten synergistischen Effekt, indem sie die LD50-Werte von Permethrin auf MCM-S bzw. PMD-R signifikant senkten. Bei Kombination von Permethrin mit EO von C. rotundus und A. galanga lagen die SR-Werte der EO-Permethrin-Mischung für MCM-S bei 6,28 bzw. 4,00. Zusätzlich stiegen die SR-Werte signifikant an, als Permethrin in Kombination mit C. rotundus (SR = 8,81) oder A. galanga (SR = 1233,33) gegen PMD-R getestet wurde. Es ist erwähnenswert, dass sowohl C. rotundus als auch A. galanga die Toxizität von Permethrin gegen PMD-R Ae. aegypti signifikant erhöhten. Ebenso wurde festgestellt, dass PBO die Toxizität von Permethrin mit SR-Werten von 1,69 bzw. 5,69 für die Stämme MCM-S und PMD-R erhöht. Da C. rotundus und A. galanga die höchsten SR-Werte aufwiesen, galten sie als die besten Synergisten zur Verstärkung der Permethrin-Toxizität auf MCM-S bzw. PMD-R.
Mehrere Studien haben über die synergistische Wirkung von Kombinationen synthetischer Insektizide und Pflanzenextrakte gegen verschiedene Mückenarten berichtet. Ein von Kalayanasundaram und Das [65] durchgeführter larvizider Bioassay gegen Anopheles Stephensi ergab, dass Fenthion, ein Breitband-Organophosphat, mit Cleodendron inerme, Pedalium murax und Parthenium hysterophorus assoziiert war. Es wurde eine signifikante Synergie zwischen den Extrakten mit einem synergistischen Effekt (SF) von 1,31, 1,38, 1,40, 1,48, 1,61 bzw. 2,23 beobachtet. Bei einem larviziden Screening von 15 Mangrovenarten erwies sich Petroleumetherextrakt aus Mangrovenwurzeln mit einem LC50-Wert von 25,7 mg/l als am wirksamsten gegen Culex quinquefasciatus [66]. Es wurde auch berichtet, dass der synergistische Effekt dieses Extrakts und des botanischen Insektizids Pyrethrum den LC50-Wert von Pyrethrum gegen C. quinquefasciatus-Larven von 0,132 mg/l auf 0,107 mg/l senkte; zusätzlich wurde in dieser Studie eine SF-Berechnung von 1,23 verwendet. 34,35,44]. Die kombinierte Wirksamkeit von Solanum citron-Wurzelextrakt und mehreren synthetischen Insektiziden (z. B. Fenthion, Cypermethrin (ein synthetisches Pyrethroid) und Timethphos (ein phosphororganisches Larvizid)) gegen Anopheles-Mücken wurde bewertet. Stephensi [54] und C. quinquefasciatus [34]. Die kombinierte Verwendung von Cypermethrin und Petroletherextrakt aus gelben Früchten zeigte in allen Verhältnissen einen synergistischen Effekt auf Cypermethrin. Das wirksamste Verhältnis war die binäre Kombination von 1:1 mit LC50- und SF-Werten von 0,0054 ppm bzw. 6,83 relativ zu An. Stephen West[54]. Während eine binäre 1:1-Mischung aus S. xanthocarpum und Temephos antagonistisch war (SF = 0,6406), zeigte die Kombination aus S. xanthocarpum und Fenthion (1:1) eine synergistische Aktivität gegen C. quinquefasciatus mit einem SF von 1,3125 [ 34]]. Tong und Blomquist [35] untersuchten die Auswirkungen von pflanzlichem Ethylenoxid auf die Toxizität von Carbaryl (einem Breitbandcarbamat) und Permethrin gegenüber Aedes-Mücken. Aedes aegypti. Die Ergebnisse zeigten, dass Ethylenoxid aus Agar, schwarzem Pfeffer, Wacholder, Helichrysum, Sandelholz und Sesam die Toxizität von Carbaryl gegenüber Aedes-Mücken erhöhte. Die SR-Werte von Aedes-aegypti-Larven variieren zwischen 1,0 und 7,0. Im Gegensatz dazu war keines der EOs für erwachsene Aedes-Mücken toxisch. Bislang wurden keine synergistischen Effekte für die Kombination von Aedes aegypti und EO-Carbaryl berichtet. PBO wurde als Positivkontrolle verwendet, um die Toxizität von Carbaryl gegen Aedes-Mücken zu erhöhen. Die SR-Werte von Aedes-aegypti-Larven und erwachsenen Tieren betragen 4,9–9,5 bzw. 2,3. Nur binäre Mischungen aus Permethrin und EO oder PBO wurden auf ihre larvizide Wirkung getestet. Die EO-Permethrin-Mischung hatte eine antagonistische Wirkung, während die PBO-Permethrin-Mischung eine synergistische Wirkung gegen Aedes-Mücken hatte. Larven von Aedes aegypti. Dosis-Wirkungs-Experimente und SR-Bewertungen für PBO-Permethrin-Mischungen wurden jedoch noch nicht durchgeführt. Obwohl bisher nur wenige Ergebnisse zu den synergistischen Effekten phytosynthetischer Kombinationen gegen Mückenüberträger vorliegen, stützen diese Daten die vorhandenen Ergebnisse und eröffnen die Möglichkeit, Synergisten hinzuzufügen, um nicht nur die angewendete Dosis zu reduzieren, sondern auch die Abtötungswirkung zu erhöhen. Effizienz der Insekten. Darüber hinaus haben die Ergebnisse dieser Studie erstmals gezeigt, dass Öle von C. rotundus und A. galanga in Kombination mit Permethrin eine synergistische, signifikant höhere Wirksamkeit gegen Pyrethroid-empfindliche und Pyrethroid-resistente Stämme der Aedes-Mücke aufweisen als PBO. Aedes aegypti. Unerwartete Ergebnisse der synergistischen Analyse zeigten jedoch, dass C. verum-Öl die höchste anti-adulte Aktivität gegen beide Aedes-Stämme aufwies. Überraschenderweise war die toxische Wirkung von Permethrin auf Aedes aegypti unbefriedigend. Variationen der toxischen Wirkungen und synergistischen Effekte können teilweise auf die Exposition gegenüber unterschiedlichen Arten und Konzentrationen der in diesen Ölen enthaltenen bioaktiven Komponenten zurückzuführen sein.
Trotz Bemühungen, die Wirksamkeit zu verbessern, sind die synergistischen Mechanismen weiterhin unklar. Mögliche Gründe für die unterschiedliche Wirksamkeit und das unterschiedliche Synergiepotenzial können Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung der getesteten Produkte sowie Unterschiede in der Anfälligkeit der Mücken in Verbindung mit Resistenzstatus und -entwicklung sein. Es gibt Unterschiede zwischen den in dieser Studie getesteten Haupt- und Nebenkomponenten von Ethylenoxid, und einige dieser Verbindungen haben nachweislich eine abstoßende und toxische Wirkung gegen eine Vielzahl von Schädlingen und Krankheitsüberträgern [61,62,64,67,68]. Die in den Ölen von C. rotundus, A. galanga und C. verum charakterisierten Hauptverbindungen wie Cypern, β-Bisabolen und Zimtaldehyd wurden in dieser Arbeit jedoch nicht auf ihre antiadulte bzw. synergistische Wirkung gegen Ae. Aedes aegypti getestet. Daher sind zukünftige Studien erforderlich, um die in jedem ätherischen Öl enthaltenen Wirkstoffe zu isolieren und ihre insektizide Wirksamkeit und synergistischen Wechselwirkungen gegen diesen Mückenüberträger aufzuklären. Im Allgemeinen beruht die insektizide Aktivität auf der Wirkung und Reaktion zwischen Giften und Insektengewebe, die vereinfacht in drei Phasen unterteilt werden kann: Eindringen in die Körperhaut des Insekts und die Membranen der Zielorgane, Aktivierung (= Interaktion mit dem Ziel) und Entgiftung der toxischen Substanzen [57, 69]. Daher erfordert der Insektizid-Synergismus, der zu einer erhöhten Wirksamkeit von Giftstoffkombinationen führt, mindestens eine dieser Kategorien, wie z. B. erhöhte Penetration, stärkere Aktivierung der angesammelten Verbindungen oder weniger reduzierte Entgiftung des Pestizidwirkstoffs. Beispielsweise verzögert Energietoleranz die Penetration der Kutikula durch eine verdickte Kutikula und biochemische Resistenzen, wie z. B. ein erhöhter Insektizidstoffwechsel, der bei einigen resistenten Insektenstämmen beobachtet wurde [70, 71]. Die signifikante Wirksamkeit von EOs bei der Erhöhung der Toxizität von Permethrin, insbesondere gegen PMD-R, könnte auf eine Lösung des Problems der Insektizidresistenz durch Interaktion mit Resistenzmechanismen hinweisen [57, 69, 70, 71]. Tong und Blomquist [35] untermauerten die Ergebnisse dieser Studie, indem sie eine synergistische Wechselwirkung zwischen EOs und synthetischen Pestiziden aufzeigten. aegypti gibt es Hinweise auf eine hemmende Wirkung auf entgiftende Enzyme, einschließlich Cytochrom-P450-Monooxygenasen und Carboxylesterasen, die eng mit der Entwicklung von Resistenzen gegen traditionelle Pestizide verbunden sind. PBO gilt nicht nur als metabolischer Inhibitor der Cytochrom-P450-Monooxygenase, sondern verbessert auch die Penetration von Insektiziden, wie seine Verwendung als positive Kontrolle in synergistischen Studien zeigte [35, 72]. Interessanterweise ist 1,8-Cineol, eine der wichtigen Komponenten von Galgantöl, für seine toxische Wirkung auf Insektenarten bekannt [22, 63, 73] und es wurde berichtet, dass es in mehreren Bereichen der biologischen Aktivitätsforschung synergistische Effekte hat [74]. . ,75,76,77]. Darüber hinaus hat 1,8-Cineol in Kombination mit verschiedenen Medikamenten, darunter Curcumin [78], 5-Fluorouracil [79], Mefenaminsäure [80] und Zidovudin [81], auch eine permeationsfördernde Wirkung. in vitro. Die mögliche Rolle von 1,8-Cineol in der synergistischen insektiziden Wirkung liegt also nicht nur in der Funktion als Wirkstoff, sondern auch in der Funktion als Penetrationsverstärker. Aufgrund der stärkeren Synergie mit Permethrin, insbesondere gegen PMD-R, könnten die in dieser Studie beobachteten synergistischen Effekte von Galgantöl und Trichosanthesöl auf Wechselwirkungen mit Resistenzmechanismen zurückzuführen sein, d. h. auf eine erhöhte Chlordurchlässigkeit. Pyrethroide erhöhen die Aktivierung akkumulierter Verbindungen und hemmen entgiftende Enzyme wie Cytochrom P450-Monooxygenasen und Carboxylesterasen. Diese Aspekte erfordern jedoch weitere Studien, um die spezifische Rolle von EO und seinen isolierten Verbindungen (allein oder in Kombination) in synergistischen Mechanismen aufzuklären.
1977 wurde in Thailand über eine zunehmende Permethrinresistenz in wichtigen Vektorpopulationen berichtet. In den folgenden Jahrzehnten wurde Permethrin weitgehend durch andere Pyrethroide, insbesondere Deltamethrin, ersetzt [82]. Vektorresistenzen gegen Deltamethrin und andere Insektizidklassen sind jedoch aufgrund übermäßiger und anhaltender Anwendung landesweit weit verbreitet [14, 17, 83, 84, 85, 86]. Um diesem Problem entgegenzuwirken, empfiehlt es sich, ausgediente Pestizide, die zuvor wirksam und für Säugetiere weniger toxisch waren, wie beispielsweise Permethrin, auszutauschen oder wiederzuverwenden. Obwohl der Einsatz von Permethrin im Rahmen der jüngsten nationalen staatlichen Mückenbekämpfungsprogramme reduziert wurde, ist Permethrinresistenz in Mückenpopulationen weiterhin zu finden. Dies könnte auf die Exposition der Mücken gegenüber kommerziellen Haushaltsprodukten zur Schädlingsbekämpfung zurückzuführen sein, die hauptsächlich Permethrin und andere Pyrethroide enthalten [14, 17]. Eine erfolgreiche Wiederverwendung von Permethrin erfordert daher die Entwicklung und Umsetzung von Strategien zur Reduzierung der Vektorresistenz. Obwohl keines der in dieser Studie einzeln getesteten ätherischen Öle so wirksam war wie Permethrin, führte die Kombination mit Permethrin zu beeindruckenden synergistischen Effekten. Dies ist ein vielversprechender Hinweis darauf, dass die Wechselwirkung von EO mit Resistenzmechanismen dazu führt, dass die Kombination von Permethrin mit EO wirksamer ist als das Insektizid oder EO allein, insbesondere gegen PMD-R Ae. Aedes aegypti. Die Vorteile synergistischer Mischungen hinsichtlich der gesteigerten Wirksamkeit trotz niedrigerer Dosen zur Vektorkontrolle können zu einem verbesserten Resistenzmanagement und geringeren Kosten führen [33, 87]. Erfreulicherweise waren diese Ergebnisse positiv, da EOs aus A. galanga und C. rotundus bei der synergistischen Bekämpfung der Permethrintoxizität sowohl bei MCM-S- als auch bei PMD-R-Stämmen signifikant wirksamer als PBO und stellen eine potenzielle Alternative zu herkömmlichen ergogenen Hilfsmitteln dar.
Die ausgewählten ätherischen Öle zeigten signifikante synergistische Effekte bei der Erhöhung der Toxizität von adulten Insekten gegenüber PMD-R Ae. aegypti. Insbesondere Galgantöl weist einen SR-Wert von bis zu 1233,33 auf. Dies deutet darauf hin, dass ätherische Öle als Synergist zur Steigerung der Wirksamkeit von Permethrin vielversprechend sind. Dies könnte die Verwendung eines neuen aktiven Naturprodukts fördern, was zusammen den Einsatz hochwirksamer Produkte zur Mückenbekämpfung erhöhen könnte. Es zeigt auch das Potenzial von Ethylenoxid als alternativer Synergist zur effektiven Verbesserung älterer oder traditioneller Insektizide, um bestehende Resistenzprobleme in Mückenpopulationen zu bekämpfen. Die Verwendung leicht verfügbarer Pflanzen in Mückenbekämpfungsprogrammen reduziert nicht nur die Abhängigkeit von importierten und teuren Materialien, sondern fördert auch lokale Bemühungen zur Stärkung der öffentlichen Gesundheitssysteme.
Diese Ergebnisse zeigen deutlich den signifikanten Synergieeffekt der Kombination von Ethylenoxid und Permethrin. Sie unterstreichen das Potenzial von Ethylenoxid als Pflanzensynergist in der Mückenbekämpfung und erhöhen die Wirksamkeit von Permethrin gegen Mücken, insbesondere in resistenten Populationen. Zukünftige Entwicklungen und Forschungen erfordern synergistische Bioanalysen von Galgant- und Alpiniaölen und deren isolierten Verbindungen, Kombinationen von Insektiziden natürlichen oder synthetischen Ursprungs gegen verschiedene Mückenarten und -stadien sowie Toxizitätstests gegen Nichtzielorganismen. Der praktische Einsatz von Ethylenoxid als praktikabler alternativer Synergist ist möglich.
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Beitragszeit: 08.07.2024