resistencia a insecticidas
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presentación sobre los mecanismos de defensa a plaguicidas que presentan lo insectos.TRANSCRIPT
FUENTE: Clasificación y Toxicología de PLAGUICIDAS.Editorial Universidad Nacional del Comahue
Elaboró: Ing. Agr. H. Ulises [email protected]
PLAGUICIDASRESISTENCIA A INSECTICIDAS.
El fenómeno de la RESISTENCIA ha sido definido por la Organización Mundial de la Salud (OMS) como la capacidad de ciertos individuos de una especie de tolerar dosis de un tóxico que serían letales para la mayoría de la población de la misma especie.
RESISTENCIA CRUZADA es por otra parte es la resistencia de un grupo de organismos a dos o más tóxicos por un mismo mecanismo de defensa.
RESISTENCIA. DEFINICIÓN.
Este fenómeno se manifiesta cuando diferentes insecticidas comparten los mismos sitios de acción, por ejemplo DDT con piretroides ó carbamatos con organofosforados. También ocurre cuando diferentes insecticidas son detoxificados por el mismo mecanismo, de modo que el desarrollo de resistencia a uno de ellos le confiere automáticamente resistencia al otro grupo de insecticidas, aún cuando nunca hayan sido utilizados.
RESISTENCIA MÚLTIPLE es cuando una población es resistente a diferentes clases de insecticidas a través de múltiples mecanismos.
RESISTENCIA. DEFINICIÓN.
Existe una clasificación elaborada por Brown en 1990. Dichos mecanismos de resistencia pueden describirse brevemente como:
1. Penetración Reducida.2. Sensibilidad reducida del sitio de acción.3. Detoxificación aumentada.4. Mecanismos comportamentales.
MECANISMO DE RESISTENCIA.
1. Penetración Reducida: la composición del exoesqueleto se encuentra modificada interfiriendo con el ingreso del insecticida.
2. Sensibilidad reducida del sitio de acción: el sitio de acción del insecticida se encuentra ligeramente modificado reduciendo la sensibilidad al biocida.
3. Detoxificación Aumentada: el tóxico es en gran parte metabolizado y eliminado disminuyendo notablemente la cantidad del mismo en el sitio de acción.
4. Mecanismos comportamentales: el insecto evita el contacto con el insecticida.
MECANISMO DE RESISTENCIA.
La mayoría de las moléculas con actividad biocida tiene su blanco de acción en el interior del organismo de los insectos, y por esta razón la sustancia debe ingresar al mismo para causar su efecto. En el caso de los insecticidas la principal vía de ingreso es a través de la cutícula, compuesta por altos porcentajes de sustancia lipofílicas.
Los XENOBIÓTICOS atraviesan la membrana exterior por absorción gracias a las características lipofílicas de los mismos.
RESISTENCIA POR PENETRACIÓN O ABSORCIÓN REDUCIDA.
La velocidad de absorción depende de las características moleculares del insecticida y de las propiedades del tegumento de los insectos, las cuales varían considerablemente entre los estadios de vida y de una especie a otra.
La resistencia por penetración se debe a modificaciones en la cutícula de los insectos lo cual resulta en menores cantidades de tóxico ingresando al organismo, y por lo tanto, efectos menores a los esperados.
RESISTENCIA POR PENETRACIÓN O ABSORCIÓN REDUCIDA.
Este mecanismo de defensa retrasa pero no previene, que una cantidad suficiente de tóxico finalmente pueda ingresar y matar al insecto.
De hecho la penetración reducida del insecticida como único mecanismo, confiere solo bajos niveles de resistencia.
Sin embargo combinado con otros mecanismos (detoxificación) incremente notablemente la resistencia dado que permite degradarlo antes de alcanzar el blanco de acción.
RESISTENCIA POR PENETRACIÓN O ABSORCIÓN REDUCIDA.
La sensibilidad reducida del sitio de acción es el resultado de modificaciones a nivel genético, traducidas en cambios moleculares, que afectan la interacción con el insecticida. Por esto aunque cantidades importantes del tóxico ingresen al organismo éstos no pueden ejercer su acción tóxica, pudiendo ser degradados por la batería de enzimas detoxificantes.
RESISTENCIA POR SENSIBILIDAD REDUCIDA DEL SITIO DE ACCIÓN.
Los organismos cuentan con un grupo variado de enzimas capaces de metabolizar y eliminar los compuestos tóxicos.
Cuando el metabolismo se encuentra aumentado, disminuye la concentración del tóxico necesaria para causar letalidad en los insectos y puede ser por:
• Mayor eficiencia de las enzimas para detoxificar tóxicos.
• Mayor número de enzimas de detoxificación.
RESISTENCIA POR MECANISMOS DE DETOXIFICACIÓN AUMENTADA.
Mayor eficiencia de las enzimas para detoxificar tóxicos: se produce cuando aparecen mutaciones estructurales en las enzimas que las facultan para metabolizar más rápidamente al tóxico. Esta mayor actividad se debe a una mayor afinidad entre la enzima y el sustrato, lo cual se traduce en una mayor velocidad de transformación de los compuestos tóxicos.
RESISTENCIA POR MECANISMOS DE DETOXIFICACIÓN AUMENTADA.
Mayor número de enzimas de detoxificación: el organismo sintetiza mayor número de enzimas. Esto puede deberse a una expresión diferenciada de los genes que codifican para una enzima en particular. Esto ocurre cuando hay expresión normal de copias extras del gen de una enzima detoxificante o secuestrante de tóxicos, fenómeno que se conoce como amplificación génica.
RESISTENCIA POR MECANISMOS DE DETOXIFICACIÓN AUMENTADA.
Las enzimas OFM constituyen una importante súper familia que catalizan múltiples reacciones oxidativas y son capaces de metabolizar una gran variedad de sustratos endógenos y exógenos.
La resistencia a insecticidas debido al aumento en el metabolismo oxidativo conduce a al detoxificación y eliminación del tóxico antes de que éste interactúe con su sitio de acción.
RESISTENCIA ASOCIADA A ENZIMAS OXIDASAS DE FUNCIÓN MIXTA (OFM).
Las enzimas glutatión S - trasnsferasas (GSTs) catalizan la conjugación de compuestos electrofílicos con glutatión endógeno y proporcionan una efectiva vía de excreción a través de un producto más hidrosoluble.
Estas enzimas son relevantes en la detoxificación de OFs, DDT y alicíclicos clorados.
RESISTENCIA ASOCIADA A ENZIMAS GLUTATIÓN S-TRANSFERASAS
Estas enzimas hidrolizan la función éster presente en las moléculas de los insecticidas OFs, CMs y piretroides. Existen dos mecanismos generales de resistencia con esterasas involucradas.
• Sitio de acción secundarios: lo hace a través de una rápida unión tóxico-enzima y una lenta liberación del insecticida hidrolizado disminuyendo la concentración libre del tóxico.
• Actividad enzimática más eficiente: debido a mutaciones puntuales en la estructura molecular.
RESISTENCIA ASOCIADA CON ENZIMAS ESTERASAS.
Los insectos poseen la excepcional habilidad de adaptarse rápidamente al medioambiente y bajo la influencia de un plaguicida pueden cambiar sus hábitos alimenticios o de resguardo de modo de evitar el contacto con el tóxico.
Estímulo Dependiente: por ejemplo el insecto contacta al tóxico y este es irritante para su cuerpo, el insecto entonces lo evita.
Estímulo Independiente: es innato al comportamiento del insecto.
MECANISMOS COMPORTAMENTALES.
El proceso de selección natural permite a los insectos que poseen genes que confieren resistencia sobrevivir y transferirlos a su descendencia. Los individuos susceptibles no sobreviven. Poseer dichos genes constituye una ventaja evolutiva para esos individuos.
Como puede verse, generación tras generación los individuos resistentes aumentan su población, y finalmente el plaguicida resulta inefectivo.
SELECCIÓN NATURAL.
GENÉTICOS.Frecuencia de genes de resistencia.Dominancia de los genes de resistencia.Penetración, expresión e interacciones de los
genes de resistencia.Magnitud de la integración del genoma resistente
con los factores de la capacidad biótica.Historia de la selección con otros insecticidas.
Factores que Afectan la Evolución de la Resistencia.
BIOLÓGICOS.Bióticos.Número de Generaciones por año.Descendencia por año.Monogamia, poligamia, partenogénesis.Comportamentales.Aislamiento, movilidad, migración.Monofagia, polifagia. Supervivencia fortuita (presencia de refugios).
Factores que Afectan la Evolución de la Resistencia.
OPERACIONALES.Por el Químico. Naturaleza química del insecticida. Relación con otros insecticidas utilizados anteriormente. Poder residual. Formulación.Por la Aplicación. Umbral de aplicación. Estadio de la especie. Modo de aplicación. Selección en espacios limitados. Alternancia en la selección.
Factores que Afectan la Evolución de la Resistencia.
Preservar los genes susceptibles, para ello aplicar dosis de modo tal que sobrevivan los fenotipos susceptibles.
Productos Químicos: se recomienda alternar los principios activos en función del sitio de acción de los mismos.
Uso de Enemigos Naturales: los predadores y parasitoides son importantes para mantener las poblaciones de plaga por debajo del umbral de daño económico.
Monitoreo de la Resistencia: evaluar periódicamente la respuesta de las poblaciones de insectos a los plaguicidas en uso.
MEDIDAS MITIGANTES DEL DESARROLLO DE RESISTENCIA A PLAGUICIDAS.
