К вопросу влияния инсектицидного средства линалоола на нецелевые живые организмы

УДК 619:615.285
DOI 10.33861/2071-8020-2021-3-31-32

Левченко М.А. Всероссийский научно-исследовательский институт ветеринарной энтомологии и арахнологии -
филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского
центра Тюменского научного центра Сибирского отделения Российской академии наук, г. Тюмень

Рост мирового населения к 2050 году на 2,3 миллиарда человек и растущий дефицит продовольствия в мире диктует необходимость увеличения производства сельскохозяйственной продукции не менее, чем на 70%. Это предполагает, наряду с вовлечением в оборот весьма ограниченного массива резервных и необрабатываемых сельскохозяйственных земель, обеспечение дальнейшей интенсификации производства, где одним из наиболее эффективных направлений является использование пестицидов [1]. Увеличение использования пестицидов может привести к экологической катастрофе. Поэтому в последнее время рассматриваются новые подходы в борьбе с вредными насекомыми и клещами в сельском хозяйстве, а именно разработка и внедрение экологически чистых инсектицидов на основе лекарственных и ароматических растений [2, 7, 10, 12, 15, 25, 30]. В составе таких растений имеются активные соединения в виде монотерпенов, секвитерпенов и алифатических соединений, которые обладают инсектицидными и акарицидными свойствами, но они могут различаться по качеству, количеству и составу [3, 24, 36], таким образом могут оказывать в разной степени свое влияние и на нецелевые живые организмы. Одним из таких монотерпенов является линалоол [18, 19, 21, 27, 31]. Его испытание против различных насекомых и клещей показало умеренную или высокую эффективность как среди других активных монотерпенов, так и синтетических пестицидов [9, 13, 14, 17, 20, 22, 26]. Выявленная способность линалоола оказывать влияние на активность (ингибирование) ацетилхолинэстеразы у насекомых, и потенциальная возможность его обладать высокой токсичностью для вредителей и низкой токсичностью для нецелевых организмов и быстрому биологическому разложению в окружающей среде демонстрируют перспективность линалоола для разработки новых инсектоакарицидов [35]. В данной статье приводятся литературные сведения о влиянии линалоола как отдельно выделенного вещества на нецелевые объекты.

Материалы и методы исследования. Проведен обзор опубликованных научных статей об эффективности линалоола против насекомых и клещей, а также о его влиянии на другие живые организмы из баз данных Medline, Pubmed, Web of Science, Google Scholar и eLibrary.ru за период 1989-2021 гг.

Результаты исследования. В исследуемых базах данных токсичность линалоола для животных представлена ограниченно. Так, в работе Souto-Maior et al., 2017 при оценке острой токсичности на белых мышах оксида линалоола (получают методом окисления линалоола) получили расчетные результаты ЛД50 в величине 721 (681-765) мг/кг. Испытание в дозах 50, 100 и 150 мг/кг это вещество не причинило какого-либо ущерба и в тесте Rota-rod. По мнению авторов, будущие исследования этого монотерпена могут привести к разработке новой молекулы с ещё большей избирательностью [32]. Кроме условного отрицательного воздействия на млекопитающих линалоол имеет и положительные аспекты в лечении тяжелых заболеваний животных и человека. Marnett L.J. et al., 2014 в своей научной работе представил выводы о том, что последовательность произведенных ими результатов, полученных в субхронических исследованиях в моделях грызунов, потребление алифитческих ациклических и алициклически терпеноидных третичных спиртов и структурно связанных веществ, в том числе линалоола, не связано с каким либо значительным риском для здоровья человека [23]. Большую работу провели De Lucena et al., 2020 [11] в изучении нейропротекторного воздействия линалоола при моделировании болезни Паркинсона на самцах крыс, по результатам которой, на основании убедительных данных авторами был сделан вывод о положительном влиянии этого вещества в лечении данного заболевания. В другой работе по изучению влияния линалоола на животных обнаружились острое и хроническое восстановление крыс после ишемии [4]. При воздействии линалоола на кровяное давление и сосудистую реактивность у крыс выяснилось, что это вещество обладает антигипертензивным эффектом и может быть важным инструментом для улучшения сердечно-сосудистой активности [28]. Для новой терапевтической стратегии в лечении воспаления легких демонстрируют в своей работе Wu et al., 2014 применение линалоола на мелких животных [34]. Антидепрессантные свойства линалоола (0,65%, 1,25%, 2,5% и 5,0% ж/в) установили в эксперментальных моделях тревоги мышей при его вдыхании по сравнению с диазепамом (0,5 и 20 мг/кг) [33]. Также имеются сообщения о том, что это вещество может использоваться в качестве анестезии и седации в аквакультуре [6, 29]. Например, Heldwein et al., 2014 рекомендует для седативного и обезболивающего эффекта линалоол при манипуляциях с рыбами (Rhamdia quelen) [16]. Седативное действие этого вещества установлено и на мышах [8]. По заключению Beier et al., 2014 линалоол может быть использован в качестве противомикробного средства и репеллентного действия на насекомых при добавлении его в куриный помет. Не будет вреда, по заверению авторов, на организм кур при добавлении его в корм 2% от всего рациона [5]. Таким образом, при применении пестицидов на основе линалоола может учитываться и его положительное влияние на нецелевые организмы.

Заключение. По результатам проведенного обзора выявлено, что кроме токсического эффекта линалоола при испытаниях на белых мышах в острых опытах он имеет полезные свойства, что характеризует линалоол как универсальное средство двойного действия при борьбе с насекомыми и клещами, а также болезнями животных различного происхождения.

Статья подготовлена в соответствии с планом НИР по программе фундаментальных научных исследований РАН (№ 296-20210019 «Разработка методов научно-обоснованного применения средств дезинсекции, химической и биологической регуляции численности паразитов с целью сохранения эпизоотического благополучия и качества здоровья сельскохозяйственных и непродуктивных животных, пчел и птиц»).

Список литературы:

1. Папцов А.Г., Попова А.Г. Мировой рынок средств химической защиты растений и тенденции его развития// Агропродовольственная политика России. 2013. № 11 (23). С. 104-107.
2. Ammar Sassoui, Noui Hendel, Sarri Djamel et al. Essential oils from three Algerian medicinal plants (Artemisia campestris, Pulicaria arabica, and Saccocalyx satureioides) as new botanical insecticides? Environmental science and pollution research. 2020. V. 27(21). P.26594-26604.
3. Angioni A., Barra A., Coroneo V., Dessi S., Cabras P. Chemical composition, seasonal variability, and antifungal activity of Lavandula stoechas L. ssp. stoechas essential oils from stem/leaves and flowers. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2006. V.54 P. I.12. 4364-4370.
4. Barrera-Sandoval Angela Maria, Osorio Edison, Cardona-Gomez Gloria Patricia. Microglial-targeting induced by intranasal linalool during neurological protection postischemia. European journal of pharmacology. 2019. V.857.
5. Beier Ross C., Byrd J. Allen I.I, Kubena Leon F., et. al. Evaluation of linalool, a natural antimicrobial and insecticidal essential oil from basil: Effects on poultry. Poultry science. - 2014. V.2. I. 93. 267-272.
6. Bianchini Adriane Erbice, Garlet Quelen Iane, Rodrigues Patricia, et al. Pharmacokinetics of S-(+)-linalool in silver catfish (Rhamdia quelen) after immersion bath: An anesthetic for aquaculture. Aquaculture. 2019. V.506. 302-307.
7. Bortolucci Wanessa de Campos, Marko de Oliveira Herika Line, Oliva Leiluana Roque et al. Crude extract of the tropical tree Gallesia integrifolia (Phytolaccaceae) for the control of Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) larvae. Revista de biologia tropical. 2021. V.-69. I. 1. P. 153-169.
8. Buchbauer, G., Jirovetz, l., Jager, W., et al. Zeitschrift fur naturforschung c-a aromatherapy - evidence for sedative effects of the essential oil of lavender after inhalation journal of biosciences. 1991. V.46. I.11-12. P.1067-1072.
9. Chu Sha Sha, Wang Cheng Fang, Du Shu Shan, et al. Toxicity of the essential oil of Illicium difengpi stem bark and its constituent compounds towards two grain storage insects. Journal of insect science. 2011. V.11.
10. Cosseti, Luciana F., Santi Eduarda Maria T., Cossetin Jocelene F., et al. In vitro Safety and Efficacy of Lavender Essential Oil (Lamiales: Lamiaceae) as an Insecticide Against Houseflies (Diptera: Muscidae) and Blowflies (Diptera: Calliphoridae). Journal of economic entomology. 2018. V. 111 (4). P. 1974-1982.
11. de Lucena Jalles Dantas, Jatai Gadelha-Filho, Carlos Vinicius, da Costa Roberta Oliveira, et al. L-linalool exerts a neuroprotective action on hemiparkinsonian rats. Naunyn-schmiedebergs archives of pharmacology. V. 393. I. 6. P. 1077-1088.
12. de Oliveira Bruna Maria S., Melo Carlisson R., Alves Pericles B., et al. Essential Oil of Aristolochia trilobata: Synthesis, Routes of Exposure, Acute Toxicity, Binary Mixtures and Behavioral Effects on Leaf-Cutting Ants. Molecules. 2017. Vol. 25; 22 (3): 335.
13. Erland Lauren A. E., Rheault Mark R., Mahmoud Soheil S. Insecticidal and oviposition deterrent effects of essential oils and their constituents against the invasive pest Drosophila suzukii (Matsumura) (Diptera: Drosophilidae). Crop protection. 2015. V.78. P.20-26.
14. Essolakina Bokobana M., Koffi Koba, Nenonene Amen Yawo, et al. Insecticidal Activities of Ocimum canum Sims Essential Oil on Termites Macrotermes subhyalinus Rambur (Isoptera: Termitidae). Journal of essential oil bearing plants. 2014. V. 17. I. 5. P. 726-733.
15. George David R., Finn Robert D., Graham Kirsty M., et al. Present and future potential of plant-derived products to control arthropods of veterinary and medical significance. Parasites & Vectors. 2014. V. 7(1). P. 28-. doi. 10.1186/1756-33057-28.
16. Heldwein Clarissa G., Silva Lenise de L., Gai Eduarda Z. et al. S-(+)- Linalool from Lippia alba: sedative and anesthetic for silver catfish (Rhamdia quelen). Veterinary anaesthesia and analgesia. 2014.V.41. I.6. P.621-629.
17. Jang Y.S., Yang Y.C.., Choi D.S., et al. Vapor phase toxicity of marjoram oil compounds and their related monoterpenoids to Blattella germanica (Orthoptera : Blattellidae). Journal of agricultural and food chemistry. 2005. V.53. I.20. P.78927898.
18. Jiang Hao, Wang Jin, Song Li, et al. GCxGC-TOFMS Analysis of Essential Oils Composition from Leaves, Twigs and Seeds of Cinnamomum camphora L. Presl and Their Insecticidal and Repellent Activities. Molecules. - 2016. P.21(4):423.
19. Kim Sung-Woong, Lee Hyo-Rim, Jang Myeong-Jin et al. Fumigant Toxicity of Lamiaceae Plant Essential Oils and Blends of Their Constituents against Adult Rice Weevil Sitophilus oryzae. Molecules. 2016. V. 21(3):361.
20. Kim Kwang-Ho, Yi Chang-Geun, Ahn Young-Joon, et al. Fumigant toxicity of basil oil compounds and related compounds to Thrips palmi and Orius strigicollis. Pest management science. 2015. V.71. I.9. P.1292-1296.
21. Liu Xin Chao, Liu Shao Liang, Liu Zhi Long. GC-MS Analysis of the Essential Oil and Insecticidal Activity of Teucrium quadrifarium Buch.-Ham. (Lamiaceae) Aerial Parts against Liposcelis bostrychophila. Journal of essential oil bearing plants. 2016. V.19. I.7. P. 1794-1800.
22. Liu Xin Chao, Li Yin Ping, Li He Qin, et al. Identification of Repellent and Insecticidal Constituents of the Essential Oil of Artemisia rupestris L. Aerial Parts against Liposcelis bostrychophila Badonnel. Molecules. 2013. V.18. I.9. P.1073310746.
23. Marnett L.J., Cohen S.M., Fukushima S., Gooderham N.J., Hecht S.S., Rietjens I.M.C.M., Smith R.L., Adams T.B., Bastaki M., Harman C.L., McGowen M.M. and Taylor S.V. GRAS evaluation of aliphatic acyclic and alicyclic terpenoid tertiary alcohols and structurally related substances used as flavouring ingredients. Journal of Food Science, Concise Reviews In Food Science, 79, R428-R441. 2014.
24. Masotti V., Juteau F., Bessiere J.M., Viano J. Seasonal and phenological variations of the essential oil from the narrow endemic species Artemisia molinieri and its biological activities. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2003. V.51. P. 7115-7121.
25. Mohafrash Samia M. M., Fallatah Sahar Ahmed, Farag Shaimaa Mahmoud, et al. Mentha spicata essential oil nanoformulation and its larvicidal application against Culex pipiens and Musca domestica. Industrial Crops and Products. 2020. V. 157.
26. Moretti A. N., Seccacini, E. A., Zerba E. N., et al. The Botanical Monoterpenes Linalool and Eugenol Flush-Out Nymphs of Triatoma infestans (Hemiptera: Reduviidae). Journal of medical entomology. 2017. V.54. I.5. P.1293-1298.
27. Pavela Roman, Stepanycheva Elena, Shchenikova, Anna, et al. Essential oils as prospective fumigants against Tetranychus urticae Koch. Industrial crops and products. 2016. V.94. P.755-761.
28. Sabogal-Guaqueta Maria, Posada-Duque Angelica, Charlotte Cortes Rafael, et al. Changes in the hippocampal and peripheral phospholipid profiles are associated with neurodegeneration hallmarks in a long-term global cerebral ischemia model: Attenuation by Linalool. Neuropharmacology. 2018. V.135. P.555571.
29. Salbego Joseania, dos Santos Maia, Janna Laely, Toni Candida, et al. Anesthesia and sedation of map treefrog (Hypsiboas geographicus) tadpoles with essential oils. Ciencia rural. 2017. V.47.(11). doi. 10.1590/0103-8478cr20160909
30. Sanches Politi Flavio Augusto, Nascimento Juliana Damieli, da Silva Alexander Alves, et al. Insecticidal activity of an essential oil of Tagetes patula L. (Asteraceae) on common bed bug Cimex lectularius L. and molecular docking of major compounds at the catalytic site of ClAChE1. Parasitology research. 2017. V.116 I.1. P.415-424.
31. Silva Sergio Macedo, Arantes Rodrigues da Cunha, Joao Paulo, de Carvalho Stephan Malfitano, et al. Ocimum basilicum essential oil combined with deltamethrin to improve the management of Spodoptera frugiperda. Ciencia e agrotecnologia. 2017. V.41. 1.6. Р.665-675.
32. Souto-Maior Flavia Negromonte, da Fonseca, Diogo Vilar, Rodrigues Salgado, Paula Regina, et al. Antinociceptive and anticonvulsant effects of the monoterpene linalool oxide. Pharmaceutical biology. 2017. V.55. I.1. P.63-67.
33. Souto-Maior Flavia Negromonte, de Carvalho Fabiola Lelis, Soares Lima de Morais, Liana Clebia, et al. Anxiolytic-like effects of inhaled linalool oxide in experimental mouse anxiety models. Pharmacology biochemistry and behavior. 2011. V.100. I.2. P.259-263.
34. Wu Qianchao, Yu Lijun, Qiu Jiaming, et al. Linalool attenuates lung inflammation induced by Pasteurella multocida via activating Nrf-2 signaling pathway. International immunopharmacology. 2014. V.21. I.2. P.456-463.
35. Zarrad K., Laarif A., Ben Hamouda A., et al. Anticholinesterase Potential of Monoterpenoids on the Whitefly Bemisia tabaci and Their Kinetic. Journal of agricultural science and technology. 2017. V.19. I.3. P.643-652.
36. Zhang Zhilin, Xie Yongjian, Wang Yong, et al. Toxicities of monoterpenes against housefly, Musca domestica L. (Diptera: Muscidae). Environmental science and pollution research. 2017. V.24. I.31. P.24708-24713.

Резюме. Рост мирового населения и растущий дефицит продовольствия в мире диктует необходимость увеличения производства сельскохозяйственной продукции, что предполагает, наряду с вовлечением в оборот весьма ограниченного массива резервных и необрабатываемых сельскохозяйственных земель, обеспечение дальнейшей интенсификации производства, где одним из наиболее эффективных направлений является использование пестицидов. Увеличение использования пестицидов может привести к экологической катастрофе. Поэтому в последнее время рассматриваются новые подходы в борьбе с вредными насекомыми и клещами в сельском хозяйстве, а именно разработка и внедрение экологически чистых инсектицидов на основе лекарственных и ароматических растений. В составе этих растительных инсектицидов содержаться активные действующие вещества, которые могут быть разного качества и количества в зависимости от условий произрастания данных растений. Следовательно, они могут оказывать в разной степени возможные негативные воздействия на живые организмы. Одним из таких веществ является монотерпен линалоол, у которого есть потенциальная возможность обладать высокой токсичностью для вредителей и низкой токсичностью для нецелевых организмов, быстрой биологической разлагаемостью в окружающей среде, что демонстрирует его перспективность в разработке новых инсектоакарицидов. В настоящей статье приведен литературный обзор о влиянии линалоола на нецелевые живые организмы. Для этого проанализированы базы данных Medline, Pubmed, Web of Science, Google Scholar и eLibrary.ru за период 1989-2021 гг. По результатам работы выявлено, что линалоол кроме токсического воздействия на животных имеет полезные свойства при лечении заболеваний инфекционного и неинфекционного характера, также обладает седативным действием. Это может учитываться при проведении разнонаправленных мероприятий, в том числе на объектах ветеринарного надзора.

Ключевые слова: животные, растения, инсектициды, линалоол, токсичность, полезные свойства, нецелевые объекты, акарициды, пестициды, лечение заболеваний, седативное действие.

Сведения об авторе: Левченко Михаил Алексеевич, кандидат ветеринарных наук, заведующий лабораторией ветеринарных проблем в животноводстве Всероссийского научно-исследовательского институт ветеринарной энтомологии и арахнологии - филиала Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра Тюменского научного центра Сибирского отделения Российской академии наук; 625041, Тюменская область, г. Тюмень, ул. Институтская, 2; тел.: 8-3452-258558; e-mail: levchenko-m-a@mail.ru - ответственный за переписку с редакцией.

	Полезные ссылки
Департамент ветеринарии Краснодарского края Ассоциация Практикующих Ветеринарных Врачей