Como funcionam os inseticidas pirroles?

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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 pirroles (exemplificados pelo clorfenapir), o dinitrofenol e a sulfruramida, produtos pertencentes ao Grupo 13: desacopladores da fosforilação oxidativa via disrupção do gradiente de prótons.

Essencialmente, tratam-se de compostos capazes de afetar o metabolismo de energia dos insetos (respiração celular), impedindo a formação de ATP. No texto anterior, vimos que estruturas intracelulares denominadas mitocôndrias são responsáveis por oxidar os nutrientes ingeridos pelos insetos (e outros animais), 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 do gradiente de prótons. Esse gradiente, ou diferença de concentração, é construído quando elétrons circulam ao longo da membrana mitocondrial em quatro complexos diferentes, energizando bombas de íons que retiram íons (nesse caso, prótons) do interior da mitocôndria. Como os íons tendem a mover-se de um estado ordenado (alta concentração) para um desordenado (baixa concentração), isso gera um potencial para realizar trabalho. Ao mover-se naturalmente de volta para o interior da mitocôndria, os prótons passam pelo interior da enzima ATP-sintase, que possui uma forma semelhante a dois motores giratórios conectados por um eixo. A rotação resultante realiza, por fim, a fosforilação de moléculas de ADP (adenosina difosfato), transformando-as em moléculas de ATP altamente energizadas e prontas para serem utilizadas pelas células em seus processos metabólicos.

Desacopladores da fosforilação oxidativa são os únicos inseticidas que não atuam em uma proteína específica do inseto. Ao invés disso, essas moléculas ácidas repetidamente capturam prótons do seu local de alta concentração (o espaço inter-membrana) e transportam-nos através de membrana para dentro da matriz mitocondrial. O resultado desse transporte é que o gradiente de prótons construído pelas bombas de íons é desfeito e sua energia é dissipada na forma de calor, sem ser usada para a síntese de ATP. Na ausência de um gradiente de prótons, a enzima ATP-sintase opera de forma reversa: ao invés de produzir ATP pela passagem de prótons de fora para dentro da mitocôndria (ou seja, do espaço inter-membrana para a matriz mitocondrial), ela  consome o ATP disponível para bombear prótons de dentro para fora, rapidamente desgastando-se e levando o inseto à paralisia e morte por falência energética das células. A Figura 1 ilustra o processo de respiração celular e a ação de um desacoplador da fosforilação na membrana mitocondrial interna.

Figura 1. Célula animal, mitocôndria e cadeia de transporte de elétrons na membrana mitocondrial interna, mostrando o ponto de ação dos inseticidas desacopladores da fosforilação oxidativa.

Os pirroles, descobertos na década de 1980 pela BASF e representados pelo ingrediente ativo clorfenapir (Pirate®, Alert®, Phantom®, Stealth®), são inseticidas e acaricidas de amplo espectro com registro de uso em mais de 30 países. Aplicado de forma foliar e agindo por ingestão, clorfenapir é altamente efetivo contra larvas de lepidópteros (lagartas) e coleópteros (besouros), além de ácaros e tripes. Além disso, apresenta excelente ação translaminar, atingindo os insetos na face oposta da folha na qual foi aplicado (Figura 2). É também utilizado para controle de pragas urbanas, como formigas, baratas e cupins, devido à sua ação de contato e ausência de repelência. Clorfenapir apresenta custo relativamente alto, na média de R$ 154,63 por litro, sendo a dose recomendada em soja de 1 litro por hectate.

Figura 2. Representação do controle de pulgões por contato direto com o inseticida e por translocação do ingrediente ativo por movimento translaminar.

Já o dinitrofenol (ou DNOC) é um inseticida/acaricida usado no controle de pragas e doenças em frutíferas, além de ser usado como herbicida. Por ser altamente tóxico, esse composto já foi banido em diversos países, incluindo os EUA (1991) e a União Européia (1999). O terceiro e último inseticida pertencente ao Grupo 13, a sulfruramida, é na verdade um pro-inseticida, necessitanto ser bio-ativado pelo metabolismo oxidativo do inseto após sua ingestão, para assim desempenhar sua ação inseticida. É utilizado em armadilhas para formigas, cupins, baratas e vespas, mas tem tido sua comercialização descontinuada na maioria dos países devido à alta toxicidade para seres humanos.

Por não agirem sobre uma proteína específica, os inseticidas desacopladores da fosforilação não estão sujeitos ao surgimento de resistência nos insetos por alteração do sítio de ação. A resistência cruzada com outros inseticidas também é pouco provável. Clorfenapir é altamente tóxico para aves, mas extensos estudos e análises de risco indicam que seu uso no campo de acordo com as recomendações técnicas tem apresentado baixo risco para essas espécies. A utilização em casas de vegetação e áreas urbanas também não apresenta riscos significativos, já que esse ingrediente ativo é pouco solúvel em água e imóvel no solo, impedindo que contamine reservas d’água e lençol freático. Em contato com o solo, a molécula de clorfenapir é fortemente adsorvida e degrada-se gradualmente ao longo do tempo.

Portanto, o clorfenapir é uma ferramenta eficiente e segura para o controle de pragas agrícolas, embora outros inseticidas pertencentes ao Grupo 12 sejam demasiadamente tóxicos e tenham seus usos limitados. Seu potencial para desenvolvimento de resistência é considerado baixo, tornando-o adequado para uso em um programa de Manejo Integrado de Pragas (MIP). Para um correto posicionamento desse produto, consulte sempre um engenheiro agrônomo. Na próxima semana, entenderemos o funcionamento dos inseticidas pertencentes aos Grupos 21 e 25: inibidores dos complexos I e II da cadeia de transporte de elétrons da mitocôndria.

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 pirroles? Portal Mais Soja. 2021. Disponível online.

Revisão: Prof. Jonas Arnemann, PhD. e coordenador do Grupo de Manejo e Genética de Pragas – UFSM

REFERÊNCIAS:

CONAB. 2020. Companhia Nacional de Abastecimento. Preços dos Insumos Agropecuários. Disponível em: https://consultaweb.conab.gov.br/consultas/consultaInsumo.do?d-6983528-p=1&uf=RS&ano=2019&method=acaoListarConsulta&idSubGrupo=33&btnConsultar=Consultar&jcaptcha=L3OQ&idGrupo=9

SALGADO, V. L. 2013. BASF Insecticide Mode of Action Technical Training Manual. Disponível em:https://agriculture.basf.com/global/assets/en/Crop Protection/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

Fonte: Equipe Mais Soja.


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