Avaliação da ação inseticida e larvicida do óleo essencial de Tarenaya spinosa (Jacq.) Raf. (mussambê) (Cleomaceae)

Artículo original

 

Avaliação da ação inseticida e larvicida do óleo essencial de Tarenaya spinosa (Jacq.) Raf. (mussambê) (Cleomaceae)

Evaluación de la acción insecticida y larvicida del aceite esencial de Tarenaya spinosa (Jacq.) Raf. (mussambé) (Cleomaceae)

Evaluation of the insecticidal and larvicidal activity of essential oil from Tarenaya spinosa (Jacq.) Raf. (mussambe) (Cleomaceae)

 

José Weverton Almeida Bezerra1* http://0000-0002-0966-9750
Felicidade Caroline Rodrigues1 http://0000-0003-0803-7046
Adrielle Rodrigues Costa2 http://0000-0003-1518-0115
Sebastiana Micaela Amorim Lemos2 http://0000-0001-8038-585X
Maria Josenilde Pereira3 http://0000-0001-6975-081X
Maria Leidiane Alves Cordeiro3 http://0000-0002-7327-3232
Allana Silva Rodrigues3 http://0000-0003-2607-0632

 

1Universidade Federal de Pernambuco - UFPE, Recife, PE, Brasil.
2Laboratório de Microscopia - LABOMIC, Universidade Regional do Cariri - URCA, Crato, CE, Brasil.
3Universidade Regional do Cariri - URCA, Crato, CE, Brasil.

 

*Autor correspondente: weverton.almeida@urca.com

 

 


RESUMO

Introdução: Tarenaya spinosa (Jacq.) Raf. (Cleomaceae), o "mussambê", é reconhecido por ter um forte aroma proveniente do seu óleo essencial. Esses óleos oriundos do metabolismo secundário apresentam atividades biológicas tais como insetivida, antifúngica, larvicida dentre outras.
Objetivo: Avaliar a ação inseticida e larvicida do óleo das folhas deT. spinosa frente a Drosophila melanogaster e Artemia salina.
Metodologia: No ensaio inseticida, as moscas adultas foram submetida a diferentes concentrações do óleo (3-30,5 μg/mL). Além da taxa de mortalidade de D. melanogaster, foi avaliado o seu comportamento geotáxico. Para a ação larvicida do óleo, foi utilizado o micro-crustáceo A. salina, em que estes foram submetidos ao óleo em concentrações variando de 5 a 1000 μg/mL durante 24 horas acompanhado de controle positivo (Dicromato de Potássio).
Resultados: O óleo de T. spinosa apresentou atividade inseticida, onde 6,12 µg/mL foram responsáveis por ocasionar 50% da mortalidade (CL 50) dos indivíduos em 24 horas de exposição. No que se refere ao comportamento geotáxico, o óleo prejudicou de forma significativa o voo das moscas em todas as concentrações avaliadas. Na atividade larvicida, a CL50 foi de 181,1 µg/mL, de forma a mostrar que o óleo apresenta alta toxicidade. Conclusão: Desta forma, o óleo essencial de T. spinosa apresenta potencial inseticida, o qual pode ser utilizado no controle de dípteros, além disso, o produto natural em estudo apresenta toxicidade.

Palavras-chave : Cleome spinosa; Mussambê; Drosophila melanogaster; Artemia salina.


RESUMEN

Introducción: Tarenaya spinosa (Jacq.) Raf. (Cleomaceae), "mussambé", es reconocido por tener un fuerte aroma proveniente de su aceite esencial. Estos aceites procedentes del metabolismo secundario presentan actividades biológicas tales como insecticida, antifúngica, larvicida, entre otras.
Objetivo: Evaluar la acción insecticida y larvicida del aceite de las hojas deT. spinosa frente a Drosophila melanogaster y Artemia salina.
Método: En la prueba insecticida, las moscas adultas se sometieron a diferentes concentraciones del aceite (3-30,5 μg/mL). Además de la tasa de mortalidad de D. melanogaster, se evaluó su comportamiento genotóxico. Para la acción larvicida del aceite, se utilizó el microcrustáceo A. salina, los cuales fueron sometidos al aceite en concentraciones que oscilan entre 5 y 1 000 μg/mL durante 24 horas acompañado de control positivo (dicromato de potasio).
Resultados: El aceite de T. spinosa presentó actividad insecticida, 6,12 μg/mL causaron el 50 % de la mortalidad (CL50) de los individuos en 24 horas de exposición. En lo que se refiere al comportamiento geotarxico, el aceite perjudicó de forma significativa el vuelo de las moscas en todas las concentraciones evaluadas. En la actividad larvicida, la CL50 fue 181,1 μg/mL, lo cual demuestra que el aceite posee elevada toxicidad.
Conclusiones: El aceite esencial de T. spinosa presenta potencial insecticida y puede ser utilizado para el control de dípteros. Además, el producto natural en estudio presenta toxicidad.

Palabras clave: Cleome spinosa; mussambé; Drosophila melanogaster; Artemia salina.


ABSTRACT

Introduction: Tarenaya spinosa (Jacq.) Raf. (Cleomaceae), mussambe, stands out for its strong smell, which is produced by its essential oil. Oils originating from secondary metabolism display biological activities such as insecticidal, antifungal, larvicidal, and others.
Objective: Evaluate the insecticidal and larvicidal activity of oil fromT. spinosa leaves against Drosophila melanogaster and Artemia salina.
Method: For insecticidal testing, adult flies were exposed to various oil concentrations (3-30.5 μg/ml). Besides the mortality rate of D. melanogaster, its genotoxic behavior was also evaluated. For larvicidal testing, use was made of the microcrustacean A. salina, which was exposed to oil concentrations ranging from 5 to 1 000 μg/ml for 24 hours accompanied by a positive control (potassium dichromate).
Results: T. spinosa oil displayed insecticidal activity: 6.12 μg/ml caused 50% mortality (CL50) in 24 hours' exposure. Regarding genotoxic behavior, the oil significantly damaged the flight of flies at all the concentrations tested. With respect to larvicidal activity, CL50 was 181.1 μg/ml, showing that the oil has high toxicity.
Conclusions: T. spinosa essential oil has insecticidal potential and may be used to control Diptera. Additionally, the natural product studied was found to exhibit toxicity.

Key words: Cleome spinosa, mussambe, Drosophila melanogaster, Artemia salina.


 

Recibido: 22/08/2018
Aprobado: 03/10/2018

 

 

INTRODUÇÃO

Tarenaya spinosa (Jacq.) Raf, é uma espécie pertencente à família Cleomaceae.(1) Esta espécie tem como sinonímia Cleome spinosa Jacq. e é conhecida no Nordeste brasileiro como "mussambê", suas raízes são utilizadas pelas populações para o tratamento de tosse, asma, otite e bronquite. Morfologicamente a espécie é uma herbácea que se desenvolve em áreas úmidas, principalmente em bordas de açudes, rios e lagoas. Além disso, a espécie é reconhecida em campos pelas comunidades rurais por apresentar um odor forte, proveniente dos seus metabólitos secundários denominados de óleos essenciais.(2,3) Na literatura é mostrado que fitoquimicamente, as folhas de T. spinosa apresentam derivados de antraceno, flavonoides, taninos, monoterpenos, sesquiterpenos, diterpenos, triterpenos, esteróides, proantocianidinas, derivados de ácido cinâmico, derivados de leucoantocianidinas e saponinas.(4)

Referente aos óleo essenciais (OEs), estes são compostos voláteis restritos aos vegetais que atuam na defesa tanto contra a herbivoria, quanto à ação contra microrganismo.(5) No caso da T. spinosa os odores liberados pelos compostos voláteis auxiliam no processo de atração de polinizadores para as suas flores, como é o caso dos morcegos no período noturno, sendo a recompensa para estes a alta produção de néctar3. Uma das atividades biológicas dos OEs que vem sendo estudadas nos últimos anos é a atividade inseticida e larvicida, por conta das suas propriedades ecotoxicológicas favoráveis tais como a baixa toxicidade humana, rápida degradação e impacto ambiental reduzido.(6)

Para as atividades inseticidas o modelo atualmente bastante utilizado é a espécie Drosophila melanogaster (Diptera: Drosophilidae), conhecida como "mosca-da-fruta", seu uso é justificado por ela ter fácil manuseio, baixo custo de manutenção e rápida taxa de reprodução.(7) Esse díptero é ideal para pesquisas em compostos secundários por não haver mitose celular no organismo na fase adulta. Desse modo, a mosca terá um envelhecimento sincronizado das suas células e torna possível a determinação em seus genes dos danos causados por um xenótipo.(8)

Para as atividades larvicidas, um ensaio que vem sendo bastante utilizado é o de Artemia salina Leach. (Artemiidae), um animal de mesmo filo (Artropoda) da D. melanogaster, e que é sensível a compostos botânicos.(9) Além disso, assim como D. melanogaster, é um organismo de manejo barato e isento do comitê de ética.

Levando em consideração a escassez de dados na literatura e seus relatos pela comunidade, o objetivo deste trabalho foi avaliar a ação inseticida e larvicida do óleo essencial das folhas de T. spinosa frente a D. melanogaster e A. salina respectivamente.

 

 

METODOLOGIA

Material botânico

Durante o estágio reprodutivo de T. spinosa, suas folhas foram coletadas na cidade de Icó - CE, Brasil, no mês de julho de 2014 no horário de 09:00 hrs, com as coordenadas de 6º41'013''S e 38º87'729'' W e 250 m de altitude, com aproximadamente 200 m acima do nível do mar. O material foi prensado com suas estruturas reprodutivas, identificadas pela Dra. Karina Vieiralves Linhares e depositado no Herbário Caririense Dárdano de Andrade Lima - HCDAL da URCA com voucher #10.854.

Coleta do óleo essencial

As folhas coletadas foram secas à sombra durante 24 horas e posteriormente submetidas à extração do seu óleo essencial, sendo que foram trituradas em liquidificador industrial para aumentar a sua superfície de contato com o solvente utilizado neste método. A extração foi baseada na metodologia de Matos (10) com modificações, em que foi utilizado um sistema de hidrodestilação, onde 200 g das folhas foram imersas em 2,5 litros de água destilada em um balão de vidro e foram submetidas à ebulição constante durante três horas. O óleo coletado foi armazenado em recipiente âmbar para evitar a oxidação por meio da luz e armazenado em refrigerador a -10 °C até o momento dos experimentos.

Estoque e criação de moscas

A criação das moscas D. melanogaster (estirpe Harwich), foi feita no Laboratório de Microscopia (LABOMIC) da Universidade Regional do Cariri - URCA. Elas foram adquiridas da Universidade Federal de Santa Maria - UFSM, a partir de estirpes originárias do National Espécies Stock Center, Bowling Green, OH. As moscas foram criadas em garrafas de vidro de 2,5 × 6,5 cm, contendo aproximadamente 5 mL de meio padrão (1 % w/v de levedura de cerveja, 2% w/v de sacarose, 1 % w/v de leite em pó, 1 % w/v de agar; 0,08 % w/v de nipagin ), criadas à temperatura e umidade constantes (25 ± 1 °C, 60 % de umidade relativa, respectivamente). Todos os testes foram realizados com a mesma estirpe.

Teste inseticida

Para o teste inseticida por meio da fumigação de óleos essenciais foi utilizado o método proposto por Bezerra et al. (11) no qual 20 moscas adultas (machos e fêmeas) foram submetidos à diapausa por meio de um resfriamento de dois minutos. Em seguida elas foram transferidas para frascos de 330 mL aos quais tinham internamente na parte inferior papel impregnado com 1 mL de sacarose a 20% em água destilada e na superior papel filtro impregnada com o OE de T. spinosa. Foram utilizadas cinco concentrações para o OE variando de 3 a 30,5 µg de óleo/mL de ar (visto que o óleo é volátil e irá ocupar de forma homogênea todo o espaço do frasco). As leituras foram realizadas durante 24 horas de exposição do óleo essencial. O grupo controle negativo recebeu apenas sacarose a 20%. Os frascos foram mantidos em Estufa de Fotoperíodo, Modelo- Q315F, com condição de ambiente com ciclo claro/escuro de 12h, temperatura controlada a 25±2 °C e umidade relativa do ar de 60 %. O teste foi realizado em triplicata.

Ensaio locomotor

Como descrito no item anterior, 20 moscas foram adicionadas aos frascos e submetidas ao comportamento de geotaxia negativa, em que a cada leitura de mortalidade também era realizada a leitura do comportamento de voo dos indivíduos. O teste geotáxico seguiu da seguinte maneira: foi demarcada no frasco uma linha a 6 cm de altura e as moscas eram então forçadas a irem ao fundo do frasco com batidas leves do frasco em algodão e registrado o número de moscas ao qual eram capazes de alcançar uma altura acima da linha demarcada. Os ensaios foram repetidos cinco vezes para cada frasco com mosca tendo um intervalo de cinco minutos. Os resultados são apresentados como o número de moscas em cima (média ± DP).(11)

Atividade larvicida

Para a atividade larvicida do OE foi utilizado a metodologia de Costa et al.,(12) na qual cisto de A. salina foram adicionados à água marinha artificial e submetidos à aeração constante durante 24 horas, após esse período houve a eclosão das larvas. O OE foi diluído em dimetilsulfóxido (DMSO) a 1 % e então testado em diferentes concentrações (1 000, 500, 250, 100, 50, 10, 25 e 5 μg/mL contra o micro-crustáceo para avaliar os possíveis efeitos larvicidas. Para o controle positivo foi utilizado o dicromato de potássio (K2Cr2O7) e negativo água marinha artificial e DMSO a 1 %. A leitura foi realizada após 24 horas de exposição ao OE e o cálculo da concentração letal capaz de ocasionar 50 % de mortalidade (CL 50) foi obtido por regressão linear utilizando o programa GraphPad Prism 6, sendo considerado como larvicida quando CL50 <1 000 μg/mL.

 

 

Análise estatística

As análises estatísticas das médias em triplicata (n=3) ± desvio padrão foram realizadas usando o programa software GraphPad Prism 6, empregando Análise de Variância de uma via (One Way - ANOVA), seguida do teste de Tukey a 95 % de confiabilidade (p < 0,05).

 

 

RESULTADOS

Teste inseticida

Foi observada uma interação entre a concentração do OE e seu tempo de exposição, visto que quanto maior o tempo de exposição e concentração, maior a mortalidade das moscas, observado principalmente na concentração de 30,3 μg/mL em que ocasionou 100 % de mortalidade em 6 horas de exposição do OE (Fig. 1). O óleo apresentou uma alta atividade inseticida evidenciado por sua CL50 ter sido baixa (CL 50 de 6,12 μg/mL), pois quanto menor essa taxa, menor a concentração responsável por ocasionar 50% de mortalidade nos indivíduos. Além disso, os nossos resultados mostram que todas as concentrações, exceto 3 μg/mL, foram capazes de induzir pelo menos 50% da mortalidade em 24 horas.

 

Ensaio locomotor

Os resultados apontam que o OE além de apresentar atividade inseticida, o mesmo apresentou reduções significativas nas taxas de voo das moscas desde as primeiras horas de exposição ao óleo (Fig. 2). Evidentemente não houve atividade locomotora nas maiores concentrações, no caso de 30,5 μg/mL não havia moscas vivas e no tratamento de 23 μg/mL havia inicialmente poucos indivíduos vivos que por mais que não estivessem mortos, foram afetados de forma efetiva evitando o seu voo totalmente.

 

Atividade larvicida

De acordo com os nossos resultados, o óleo essencial das folhas de T. spinosa apresentou uma CL50 de 181,1 μg/mL com 24 horas de exposição evidenciando toxicidade frente às larvas (Fig. 3).

 

 

DISCUSSÃO

O óleo essencial de T. spinosa é rico em mono e sesquiternos, mas apresenta um diterpeno como constituinte majoritário, o fitol.(13,14) Este fitocomposto apresenta citoto e genotoxicidade, o qual induz apoptose nas células, bem como anomalias nucleares e efeitos pró-oxidantes.(15). Além disso ele também está presente em outras espécies da família Cleomaceae, como é o caso da Cleome serrata.(16)

No estudo de Pinho et al.(17) com o OE de Psidium guajava var. Pomifera (Myrtaceae) (goiaba) também foi observado uma atividade inseticida frente ao modelo experimental D. melanogaster. Entretanto, o óleo de T. spinosa apresentou maior efeito inseticida, visto que a sua CL50 foi menor. A ação inseticida do OE de T. spinosa pode ser atribuída à ação isolada do seu composto majoritário ou ação sinérgica destes com os constituintes secundários e traços.(5)

Algumas espécies aromáticas apresentam efeito inseticida dentre elas, Lantana montevidensis (Spreng.) Briq. (Verbenaceae) (chumbinho)(11) e Eugenia uniflora L. (Myrtaceae) (pitanga).(7) Essas duas espécies além de apresentarem efeito inseticida, elas danificaram o aparelho locomotor das moscas. Sendo assim, por mais que em algumas concentrações os óleos não venham a ocasionar a mortalidade das moscas e apenas no seu aparelho locomotor, fica inviável a sua locomoção a distâncias relativamente longas, consequentemente, inviabiliza a sua reprodução e deposição de ovos nos frutos das plantas.(7,11)

Além das propriedades ecotoxicológicas favoráveis dos OEs, outra vantagem de utilizar compostos vegetais é a de que as pragas não irão conseguir adquirir resistência com facilidade, como aconteceu com alguns inseticidas sintéticos.(18) Isso é justificado por os óleos serem misturas complexas de vários compostos ao qual variam dentro da mesma espécie, de região para região, devido a vários fatores tais como o modo do cultivo, tipo de solo, horário de coleta, período fenológico da planta.(19) Sendo assim, quando um organismo for resistente a um único composto, ele será retirado do meio da população por meio dos outros compostos presentes no óleo.

Ensaios de letalidade são muito utilizados em análises preliminares de toxicidade para estimar a concentração média letal (CL50).(20) De acordo com o trabalho de Andrade et al.,(21) ao analisar a toxicidade do extrato hidroalcoólico das raízes de T. spinosa, observou-se que mesmo em baixas concentrações (CL50 de 150 μg/mL) foram suficientes para causar a mortalidade dos micro-crustaceos. Em análises aos nossos resultados podemos observar que o óleo também apresenta um efeito toxicológico frente ao organismo modelo, a partir da concentração de 100 µg/mL podemos observar esse efeito.

Podemos justificar esses efeitos tóxicos pela ação dos óleos essenciais a qual possuem uma combinação de compostos variada, seus danos podem não ter um alvo específico, mas há estudos que afirmam que o OE pode causar danos na membrana plasmática interferindo nos canais iônicos da célula e até mesmo danos ao citoplasma levando a sérios danos moleculares.(22,23)

Sendo assim, o óleo essencial de T. spinosa apresenta ação inseticida frente o díptero D. melanogaster, de forma que os seus fitoconstituintes podem fazer parte da formulação de bioinseticidas. Visto que estes apresentam baixas propriedades ecotoxicológicas e apresentam rápida degradação no meio ambiente. Além disso, o estudo mostrou que o óleo apresenta ação larvicida frente A. salina.

 

 

REFERÊNCIAS

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Conflito de interesses

Os autores expressam que não existe conflito de interesses.

 

 

Contribuição dos autores

José Weverton Almeida Bezerra e Felicidade Caroline Rodrigues: Escrita do artigo.

Adrielle Rodrigues Costa: Coleta de material botânico e extração do óleo essencial

Sebastiana Micaela Amorim Lemos e Maria Josenilde Pereira: Ensaio inseticida.

Maria Leidiane Alves Cordeiro e Allana Silva Rodrigues: Atividade Larvicida e Formatação do texto.





Copyright (c) 2019 José Weverton Almeida Bezerra, Felicidade Caroline Rodrigues, Adrielle Rodrigues Costa, Sebastiana Micaela Amorim Lemos, Maria Josenilde Pereira, Maria Leidiane Alves Cordeiro, Allana Silva Rodrigues

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