Inseticidas: 5 Mecanismos de ação dos principais grupos químicos

Os danos causados por insetos-praga na agricultura impactam diretamente na redução de produtividade e podem ocorrer tanto no campo durante a produção, como em pós-colheita durante o armazenamento.  

Em estudo visando avaliar quantitativamente as perdas de rendimento causados por 137 patógenos e pragas nas culturas de trigo, arroz, milho, batata e soja as estimativas de perdas médias de rendimento foram de 21,5% para trigo, 30,0% para arroz, 22,5% para milho, 17,2% para batata e 21,4% para soja (SAVARY et al., 2019). 

Para o controle dos insetos-pragas são utilizados produtos químicos específicos: os inseticidas. 

Inseticidas são compostos químicos que aplicados direta ou indiretamente sobre os insetos, em concentrações adequadas, provocam a sua morte. 

A maioria dos inseticidas atacam os neurotransmissores dos insetos, atuando sobre o sistema nervoso. Isso faz com que o sistema neurológico pare de funcionar e o inseto morra. Mas existem outros mecanismos de ação. 

Vejamos abaixo o mecanismo de ação dos principais grupos químicos de inseticidas utilizados. 

Mecanismos de ação dos inseticidas: Como agem os inseticidas para matar os insetos? 

O Comitê de Ação à Resistência a Inseticidas (IRAC) classifica os inseticidas em grupos (separados por números e letras) de acordo com o seu mecanismo de ação.  

O mecanismo de ação refere-se ao processo bioquímico pelo qual uma molécula inseticida interage com o seu alvo, causando alterações em processos fisiológicos normais da praga-alvo que se expressam na forma de toxicidade e inabilidade de sobrevivência. 

 

Os inseticidas são divididos em 5 grandes grupos conforme o seu sítio de ação: 

• Nervos e músculos: atuam em alvos específicos no sistema nervoso e representam a grande maioria dos inseticidas em uso no mercado, devido à alta eficácia e rápida resposta no controle de uma praga. 
• Crescimento e desenvolvimento: atuam no processo bioquímico de síntese de quitina e no sistema endócrino.  
• Respiração celular: atuam no metabolismo energético e respiratório. 
• Intestino médio: fagodeterrentes e desintegradores do mesêntero. 
• Outros: os que possuem modo de ação desconhecido ou não especificado 

Inseticidas que agem no nervo ou músculo (Neurotóxicos) 

O sistema nervoso é composto por células nervosas chamadas de neurônios, responsáveis pelas funções de sensação, coordenação e condução. 

O Neurônio apresenta um filamento longo chamado Axônio, através do qual o impulso nervoso é transmitido de neurônio a neurônio até atingir um músculo, glândula ou a pele.

O ponto de contato entre neurônios é a sinapse. Para que o impulso nervoso seja transmitido e determine uma reação é necessário que esse impulso passe através de várias sinapses.

Estes impulsos são transmitidos através de uma enzima-neurotransmissora, a Acetilcolina que sai do neurônio para a sinapse permitindo a transmissão do impulso.

Após esta excitação ser realizada a Acetilcolina precisa retornar para o interior do neurônio onde a célula nervosa volta ao estado de repouso podendo, novamente, ser excitada.

Quem faz este retorno é outra enzima a Acetilcolinesterase que quebra a Acetilcolina em Colina + Acetato. Dentro do neurônio se unem novamente em Acetilcolina ficando pronta para nova transmissão.

Podemos dizer que a transmissão do impulso nervoso passa por dois processos diferentes: um elétrico que é através do axônio e um químico através da sinapse.

A transmissão química do impulso nervoso se dá na sinapse que é o ponto de encontro de um neurônio emissor e um neurônio receptor que tem estes nomes por causa da direção do impulso nervoso.

Até este ponto a transmissão se dá por impulso elétrico. A partir deste momento, a fim de passar de um neurônio para outro, entram em atividades neuroreceptores químicos que permitem o deslocamento do impulso nervoso de um neurônio para outro.

Vejamos abaixo como agem os inseticidas que atuam nesse processo.

Inseticidas Neurotóxicos que atuam na transmissão sináptica 

 São inseticidas que afetam as funções químicas do sistema nervoso, ou sejam, atuam na transmissão das sinapses.

Inibidores da acetilcolinesterase 

Os inseticidas pertencentes a este modo de ação ligam-se à enzima acetilcolinesterase, impedindo que ela se una a acetilcolina. Com isso, há o acúmulo da acetilcolina na sinapse causando hiperexcitabilidade do sistema nervoso central devido à transmissão contínua e descontrolada dos impulsos nervosos. Provoca paralisação dos músculos, impedindo a respiração e provocando a morte. 

 

Agonistas da acetilcolina 

Em condições normais, a enzima acetilcolinesterase une-se a acetilcolina. Os agonistas da acetilcolina simulam o efeito da acetilcolina, ligando-se constantemente à acetilcolinesterase. Assim, mantém a ativação duradoura da acetilcolina provocando hiperexcitabilidade do sistema nervoso central devido à transmissão contínua e descontrolada de impulsos nervosos. Ocorrem tremores, convulsões e, ocasionalmente, morte devido à ausência de oxigênio no cérebro. 

 

Antagonistas da acetilcolina 

Possuem ação contrária à da enzima acetilcolina e disputam seus receptores. Rompem a transmissão de impulso nervoso no inseto provocando paralisia e, eventualmente, morte. 

 

Antagonistas de canais de cloro mediados pelo GABA 

Em uma situação normal o GABA (ácido gama amino butírico) permite um aumento na permeabilidade da membrana aos íons cloro para dentro da célula nervosa, o que desencadeia o mecanismo de retorno ao repouso do sistema nervoso após ser excitado.

Inseticidas desse grupo se contrapõem a ação do neurotransmissor inibitório GABA de modo que, após uma transmissão normal de um impulso nervoso, não aconteça o processo normal de inibição que restabelece o estado de repouso do sistema nervoso central do inseto. Assim, provocam tremores, convulsões e, ocasionalmente, morte. 

Agonistas do GABA (ativadores de canais de cloro) 

Ativam o glutamato nos canais de cloro, que são comuns nos músculos e nas células nervosas dos insetos. Eles são moduladores alostéricos positivos que atuam no local de ligação da lactona macrocíclica nesses canais. Competem com o GABA, ligando-se ao seu receptor na membrana pós-sináptica e estimulando o fluxo de íon cloro. A ativação do glutamato nos canais de cloro é inibitória, levando à paralisia flácida. 

  

Processo afetado	Mecanismo de ação	Grupo Químico	Principais ingredientes ativos
Transmissão sináptica	Inibidores da enzima Acetilcolinesterase	Organofosforados	Acefato, Clorpirifós, Dimetoato, Diazinona, Malationa, Metamidofós, Metamidofós, Profenofós, Terbufós
		Carbamatos	Aldicarbe, Benfuracarbe, Carbosulfano, Carbofurano, Fenobucarb, Metiocarbe, Oximil, Triazamato, Carbaril, Metomil, Tiodicarbe
	Agonista da acetilcolina	Neonicotinóides	Acetamiprido, Imidacloprido, Tiametoxam
		Nicotina	Nicotina
		Spinosinas	Spinosad, Spinetoram
	Antagonista da acetilcolina	Análogos de nereistoxina	Bensultap, Cartap hydrochloride, Thiocyclam, Thiosultap-sodium
	Agonistas do GABA	Avermectinas, Milbemicinas	Abamectin, benzoate, Lepimectin, Milbemectin
	Antagonistas do GABA	Ciclodienos e  fenilpirazois	Chlordane, Endosulfan e Ethiprole, Fipronil

 

Inseticidas Neurotóxicos que atuam na transmissão axônica 

Moduladores de canais de sódio 

Atuam na desregulação da entrada e saída de sódio (Na) e potássio (K) na célula nervosa.

Em condições normais, o sódio entra na célula para desencadear a transmissão de impulso nervoso. No caso do uso de inseticidas desse mecanismo de ação, há uma entrada permanente de sódio na célula, causando impulsos repetitivos e levando à exaustão e à morte. 

 

Bloqueadores de canais de sódio  

A entrada de sódio na célula promove a transmissão de impulsos nervosos. Com o bloqueio dos canais, não há fluxo de sódio para o interior da célula e, consequentemente, também não ocorre a transmissão de impulsos nervosos, o que provoca paralisia e morte do inseto. 

Processo afetado	Mecanismo de ação	Grupo Químico	Principais ingredientes ativos
Transmissão axônica	Moduladores de canais de sódio	Piretróides e piretrinas	Alfametrina, Betacipermetria, Betaciflutrina, Bifentrina, Ciflutrina, Cipermetrina, Deltametrina, Esfenvalerate, Fenvalerate, Fenpropatrina
		DDT Metoxicloro	DDT,  Methoxychlor
	Bloqueadores de canais de sódio	Oxadiazinas	Indoxacarb

 

Inseticidas Reguladores de Crescimento do inseto 

Os insetos crescem mediante mudanças de tegumento (ecdises), que é comandada por hormônios. Neste grupo, incluem-se inseticidas e acaricidas que interferem no processo de crescimento dos insetos. 

 

Inibidores da síntese de quitina 

A quitina é o principal componente do exoesqueleto de insetos. Há o impedimento do transporte do açúcar N-acetilglucosamina, o que interfere no metabolismo de ecdisteroides e dificulta a formação do exoesqueleto quitinoso. Assim, não ocorre a geração de nova cutícula e o inseto não se liberta do antigo exoesqueleto, dessecando-se pela perda de umidade ou entrando em processo de inanição. 

 

Agonistas do hormônio juvenil 

O hormônio juvenil é importante no controle da muda/metamorfose dos insetos. Os agonistas de hormônio juvenil realizam a mesma função, fazendo com que os insetos continuem na fase larval mesmo que já estejam prontos para se transformarem em adultos, impedindo que eles se reproduzam e se desenvolvam, levando-os à morte.  

 

Agonistas de receptores de ecdisteroides 

Competem com a ecdisona (hormônio que controla a ecdise ou muda de pele) pelo seu receptor na membrana de células epidérmicas, ligam-se a este receptor e induzem as larvas à muda prematura e letal. Provocam aceleração no processo de ecdise, o que gera insetos deformados. 

Processo afetado	Mecanismo de ação	Grupo Químico	Principais ingredientes ativos
Mudança de Instar	Inibidores da síntese de quitina	Benzoilureias	Clorfluazuron, Diflubenzuron, Lufenuron, Novaluron, Teflubenzuron , Triflumuron
		Buprofezin	Buprofezin
	Agonistas do hormônio juvenil	Análogos do hormônio juvenil	Hydroprene, Kinoprene, Methopren
		Fenoxicarb	Fenoxicarb
		Pyriproxyfen	Pyriproxyfen
	Agonista de ecdisteróide (hormônio da ecdise)	Diacilhidrazinas	Chromafenozide, Halofenozide, Methoxyfenozide, Tebufenozide

Inseticidas inibidores da respiração celular 

Neste grupo, incluem-se inseticidas e acaricidas que interferem na produção de adenosina trifosfato (ATP). 

 

INIBIDORES DO TRANSPORTE DE ELÉTRONS NA MITOCÔNDRIA 

Inseticidas e acaricidas inibem o transporte de elétrons mitocondriais, atuando como inibidores da enzima NADH oxido-redutase, da cadeia respiratória, levando à rápida paralisia e morte. 

 

INIBIDORES DE ATP SINTETASE MITOCONDRIAL 

Os inseticidas/acaricidas inibem a síntese de ATP na mitocôndria. O transporte de elétrons não é afetado, porém não há formação de ATP e as células morrem. 

 

DESACLOPADORES DA FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA VIA DISRUPÇÃO DO GRADIENTE DE PRÓTON 

Ocorre o rompimento do acoplamento entre o transporte de elétrons e a ATP sintase. Os desacopladores agem pela dissipação do gradiente de prótons por meio da membrana mitocondrial interna. 

Processo afetado	Mecanismo de ação	Grupo Químico	Principais ingredientes ativos
Respiração celular	Inibidor do transporte de elétrons	Rotenona	Rotenona
		Acaricidas e Inseticidas METI	Fenazaquin, Fenpyroximate, Pyrimidifen, Pyridaben, Tebufenpyrad, Tolfenpyrad
	Inibidores de ATP sintetase mitocontrial	Organoestânicos	Azocyclotin, Cyhexatin, Fenbutatin oxide
		Propargite	Propargite
		Diafenthiuron	Diafenthiuron
	Desacopladores da fosforilação oxidativa via disrupção do gradiente de próton	Chlorfenapyr Dinitrofenol Sulfluramida	Chlorfenapyr,                                    DNOC                                        Sulfluramid

Inseticidas que atuam no intestino médio do inseto 

 

DISRUPTORES MICROBIANOS DA MEMBRANA DO MESÊNTERO 

Produzido por bactérias, a proteína inseticida conecta-se a receptores na parede do intestino médio dos insetos, impossibilitando a absorção de alimentos e gerando poros na membrana do mesêntero, o que provoca sua destruição (Figura 1). 

 

Processo afetado	Mecanismo de ação	Grupo Químico	Principais ingredientes ativos
Destruição do intestino	Disruptores microbianos da membrana do mesêntero	Bacillus thuringiensis e proteínas inseticidas produzidas	Bacillus thuringiensis subsp. israelensis, Bacillus thuringiensis subsp. aizawai, Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki, Bacillus thuringiensis subsp. tenebrionis, B.t. crop proteins: Cry1Ab, Cry1Ac, Cry1Fa, Cry1A.105, Cry2Ab, Vip3A, mCry3A, Cry3Ab, Cry3Bb, Cry34Ab1/Cry35Ab1

 

 

Inseticidas utilizados por classe de insetos  

 A seguir são apresentados os inseticidas que podem ser utilizados para combate de lepidópteras (Figura 2), pulgões, moscas-brancas e cigarrinhas (Figura 3) e ácaros (Figura 4) de acordo com o mecanismo de ação e numeração MOA de acordo com o IAC.

A lista de inseticidas disponíveis comercialmente no Brasil pode ser consultada no site da Agrofit.

Manejo Integrado de Pragas
Conheça alguns conceitos importantes sobre o manejo integrado de Pragas:

Considerações 

Assim como ocorre com para os herbicidas e fungicidas, a rotação e a associação de inseticidas agrícolas é uma das principais estratégias de manejo da resistência de pragas. Conhecer os diferentes modos de ação dos inseticidas é essencial para não aplicar repetidamente produtos com o mesmo modo de ação sobre uma mesma praga-alvo, pois essa prática causa a seleção de indivíduos resistentes e afeta a eficiência do ingrediente ativo. 

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Referências consultadas 

 IRAC, Comitê de Ação a Resistência a Inseticidas. Classificação do Modo de Ação de Inseticidas A Chave para o Manejo da Resistência a Inseticidas. 2018. Disponível em: https://irac-online.org/documents/classificacao-do-modo-de-acao. Acesso: 29/08/2022. 

SAVARY, S., WILLOCQUET, L., PETHYBRIDGE, S.J. et al. The global burden of pathogens and pests on major food crops. Nature ecology & evolution, v. 3, p. 430–439, 2019. https://doi.org/10.1038/s41559-018-0793-y 

YAMAMOTO, P. T. Controle químico de Pragas. Disponível em: https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/4466962/mod_resource/content/1/Aula%209%20Controle%20Qu%C3%ADmico%20de%20Pragas%20%28pr%C3%A1tica%29.pdf. Acesso: 29/08/2022.