Inseticidas são ferramentas essenciais na proteção de culturas agrícolas, inclusive da soja. Os ingredientes ativos disponíveis atualmente são classificados pelo Comitê de Ação contra Resistência a Inseticidas (IRAC) em cerca de 30 grupos diferentes, cada qual apresentando um modo de ação distinto. Hoje falaremos sobre os inseticidas pertencentes aos Grupos 20 e 24: inibidores dos complexos III e IV da cadeia de transporte de elétrons da mitocôndria, respectivamente.
No texto anterior, vimos que estruturas intracelulares denominadas mitocôndrias são responsáveis por oxidar os nutrientes ingeridos pelos insetos, armazenando a energia resultante em moléculas de adenosina trifosfato (ATP) por meio de um processo denominado fosforilação oxidativa. A enzima mitocondrial ATP-sintase é responsável por realizar a fosforilação, utilizando a energia oriunda da cadeia de transporte de elétrons. Os complexos protéicos que compõem a cadeia de transporte de elétrons da membrana mitocondrial são denominados complexos I, II, III e IV. Elétrons altamente carregados do NADH entram na cadeia de transporte pelo complexo I, enquanto os elétrons oriundos do FADH2 entram via complexo II. Após passarem pela cadeia de transporte, eles são unidos a um átomo de oxigênio para formar uma molécula de água no Complexo IV.
O Grupo 20 de inseticidas inclui quatro ingredientes ativos, cada qual representando um grupo químico diferente: hidrametilnona (Amdro® Pro), acequinocila (Shuttle®), fluacripirim (Titarom®) e bifenazato. Descoberto pela BASF, o ingrediente ativo hidrametilnona inibe diretamente o complexo III da cadeia de transporte de elétrons da mitocôndria, por meio de um mecanismo desconhecido (Figura 1).
O resultado é a paralisia do inseto e sua rápida morte. O produto é utilizado principalmente de forma granulada e como isca em gel para controlar formigas e baratas, tanto em lavouras quando em áreas urbanas. Ainda não há relatos de resistência a esse produto. Já acequinocila e fluacripirim são pro-inseticidas, cuja forma metabolizada se liga a um sítio oxidativo da sub-unidade citocromo c (Cyt C), interrompendo o transporte de elétrons logo após o complexo III. Mutações em dois aminoácidos diferentes nesse sítio de ligação conferem resistência a acequinocila e fluacripirim em certas espécies de ácaros.
Figura 1. Célula animal, mitocôndria e cadeia de transporte de elétrons na membrana mitocondrial interna, mostrando o ponto de ação dos inibidores dos complexos III (hidrametilnona, acequinocila e fluacripirim) e IV (fosforetos e cianetos) da cadeia de transporte de elétrons.
Fonte: SALGADO, V. L. (2013). Confira a imagem original clicando aqui.
A hidrametilnona apresenta baixa toxicidade para mamíferos, aves e abelhas. É moderadamente tóxica para peixes e invertebrados aquáticos, mas seu risco de contaminação é mínimo devido à baixa solubilidade em água e rápida degradação quando exposto à radiação solar. A acequinocila é praticamente não tóxica para mamíferos, aves, peixes, abelhas e artrópodes benéficos; entretanto, é altamente tóxica para invertebrados aquáticos, requerendo cuidados especiais de uso. Por fim, o fluacripirim é considerado de baixo risco para mamíferos, aves, peixes, abelhas e a maioria dos insetos não-alvo.
Já o Grupo 24 compreende os chamados fosforetos e cianetos, compostos altamente tóxicos que inibem o complexo IV de transporte de elétrons. Esse é o último complexo da cadeia mitocondrial de transporte, onde os elétrons oriundos da sub-unidade citocromo c (Cyt C) são utilizados para reduzir o oxigênio e formar moléculas de água. Os fosforetos incluem o gás fosfina, além de vários tipos de fosfetos (fosfeto de alumínio, fosfeto de cálcio, fosfeto de zinco), que nada mais são do que precursores da fosfina. A fosfina é um gás incolor, inodoro e inflamável, de fórmula química PH3 (hidreto de fósforo). Já os fosfetos são comercializados na forma de pellets, que liberam o gás fosfina ao entrar em contato com a umidade atmosférica ou com o ambiente ácido no estômago de roedores. Esses pellets contém também agentes inertes para reduzir o risco de ignição e explosão da fosfina liberada.
Os produtos fumigantes à base de fosfina são largamente utilizados para o controle de pragas que atacam grãos armazenados, processo denominado de expurgo dos grãos. São empregados também no controle de ratos e na proteção de produtos de origem vegetal e animal não destinados à alimentação, como couros, penas, serragem, bambu, papel e flores. Não há registro para uso de fosforetos em culturas que se encontram no campo. Após a ampla proibição de uso do brometo de metila, a fosfina tornou-se o único agente fumigante de rápida ação e ótimo custo-benefício que não deixa resíduos no produto armazenado. Entretanto, é considerado um pesticida de uso restrito devido ao alto potencial de causar toxicidade oral aguda, seja por contato com os pellets ou inalação do gás liberado. Pragas com alto grau de resistência à fosfina têm se tornado comuns na Ásia, Austrália e Brasil.
Por fim, os cianetos são compostos produzidos por certas bactérias, fungos e algas, além de serem encontrados em diversas sementes e caroços de plantas. Nessas espécies de plantas, os cianetos estão ligados às moléculas de açúcar para formar glicosídeos cianogênicos, responsáveis por defender a planta contra animais herbívoros. Altamente tóxicos para humanos e animais, os ingredientes ativos à base de cianetos (cianeto de sódio, cianeto de cálcio e cianeto de potássio) encontram-se banidos do uso como pesticida, não apresentando formulações comerciais.
Com esse grupo químico, encerramos o estudo dos inseticidas inibidores da respiração celular. Na próxima semana, entenderemos o funcionamento dos inseticidas formulados à base de Bacillus thuringiensis (Bt), classificados como Grupo 11: disruptores microbianos da membrana do mesêntero. A reprodução desse texto, ou partes dele, deve ser precedida de autorização dos autores e acompanhada de citação da seguinte fonte: POZEBON, H.; ARNEMANN, J. A. Como funcionam os inseticidas inibidores do transporte de elétrons? (Parte 2). Portal Mais Soja. 2021. Disponível online.
Revisão: Prof. Jonas Arnemann, PhD. e coordenador do Grupo de Manejo e Genética de Pragas – UFSM
REFERÊNCIAS:
SALGADO, V. L. 2013. BASF Insecticide Mode of Action Technical Training Manual. Disponível em:https://agriculture.basf.com/global/assets/en/Crop%20Protection/innovation/BASF_Insecticide_MoA_Manual_2014.pdf
IRAC. 2018. Mode of Action Classification Scheme.
Disponível em: https://www.irac-online.org/documents/moa-structures-poster-english/?ext=pdf
