Vergleichende Studie über die topische Wirksamkeit des Andiroba-Öls (Carapa guianensis) und DEET 50% als Repellent für Aedes sp

ENTOMOLOGIE

Vergleichende Studie über die topische Wirksamkeit des Andiroba-Öls Öl (Carapa guianensis) und DEET 50% als Repellent für Aedes sp

Vergleichende Studie über die topische Wirksamkeit von Andiroba-Öl (Carapa guianensis) und DEET 50% als Repellent für Aedes sp

Hélio Amante MiotI; Rafaelle Fernandes BatistellaI; Khristiani de Almeida BatistaI; Dimas Eduardo Carneiro VolpatoI; Leonardo Silveira Teixeira AugustoI; Newton Goulart MadeiraII; Vidal Haddad Jr.I; Luciane Donida Bartoli MiotI

Abteilung für Dermatologie und Strahlentherapie. Faculdade de Medicina de Botucatu, Universidade Estadual Paulista, Staat São Paulo, Brasilien

IIDepartment of Parasitology, Institute of Biomedical Sciences, Botucatu Campus, Universidade Estadual Paulista, Staat São Paulo, Brasilien

Korrespondenz

ZUSAMMENFASSUNG

DEET (N,N-Diethyl-3-methylbenzamid) ist heutzutage das wirksamste verfügbare Mückenschutzmittel, seine Verwendung kann jedoch einige topische und systemische Nebenwirkungen haben. Einige pflanzliche Zusammensetzungen, wie Andiroba (Carapa guianensis), haben nachweislich abweisende Eigenschaften bei niedrigen Kosten und geringer Toxizität. Es wurde eine experimentelle Studie mit vier Freiwilligen durchgeführt, die ihre Unterarme mit 100%igem Andiroba-Öl, 50%igem DEET, raffiniertem Sojaöl, 15%igem Andiroba-Öl und in Abwesenheit der Produkte direkt auf gesunde Aedes sp.-Weibchen legten. Die Ergebnisse zeigten, dass der Median des ersten Bisses ohne Produkt bei 17,5 Sekunden und der des dritten Bisses bei 40,0 Sekunden lag. In Sojaöl erfolgten die Bisse in 60,0s und 101,5s, in Gegenwart von Andiroba-Öl 100% in 56,0s und 142,5s und in Andiroba-Öl 15% in 63,0s und 97,5s. Die Probanden, die DEET 50% verwendeten, wurden in den meisten Experimenten nach 3600s nicht mehr gestochen (p < 0,001 Wilcoxon). Reines Andiroba-Öl zeigte im Vergleich zu Sojaöl, Unterarm ohne Produkt und Andiroba-Öl 15% eine diskrete Überlegenheit (p < 0,001 Wilcoxon). Unsere Schlussfolgerung ist, dass diese Studie gezeigt hat, dass das reine Andiroba-Öl eine diskrete abwehrende Wirkung gegen den Biss von Aedes sp. aufweist, die signifikant schlechter ist als DEET 50%.

STichworte: Aedes; Insektenschutzmittel; DEET; Andiroba.

RESUMO

O DEET (N, N-dietil-3-metilbenzamida) é hoje o repelente mais efetivo disponível, porém, seu uso pode apresentar importantes efeitos colaterais tópicos e sistêmicos. Einige pflanzliche Kompostarten, wie z. B. Andiroba (Carapa guianensis), haben nachweislich abweisende Eigenschaften und eine niedrige Toxizität. Vier gesunde Freiwillige wurden mit ihren Unterarmen, die mit 100 % Andiroba-Öl, 50 % DEET (Positivkontrolle), raffiniertem Sojabohnenöl, 15 % Andiroba-Öl und ohne Produkte (Negativkontrollen) bestrichen waren, direkt von gesunden weiblichen Aedes sp. gebissen. Der Zeitpunkt des ersten und dritten Bisses wurde gemessen. Die Ergebnisse zeigten, dass die mittlere Zeit für den ersten Biss bei Unterarmen ohne das Produkt 17,5 Sekunden und für den dritten Biss 40,0 Sekunden betrug. Bei Sojabohnenöl traten die Einstiche in 60,0s und 101,5s auf. In 100% Andiroba-Öl, in 56,0s und 142,5s. Mit Andiroba 15%, in 63,0s und 97,5s. Bei Verwendung von DEET 50% gab es in den meisten Experimenten nach 3600s keine Stiche mehr (p < 0,001 Wilcoxon). Andiroba-Öl 100% im Vergleich zu Sojabohnenöl, Unterarm ohne Produkt und Andiroba-Öl 15%, zeigte eine leichte Überlegenheit (p < 0,001 Wilcoxon). Wir kommen zu dem Schluss, dass reines Andiroba-Öl eine diskrete abweisende Wirkung gegen Stiche von Aedes sp. zeigt, die deutlich geringer ist als die von DEET 50%.

EINFÜHRUNG

Die von Insekten übertragenen Krankheiten sind nach wie vor die Hauptquelle für Infektionskrankheiten und Todesfälle auf der ganzen Welt. Allein durch Stechmücken werden jedes Jahr Krankheiten für mehr als 700 Millionen Menschen übertragen6,8.

Schutz vor Stichen von Arthropoden erreicht man, indem man anerkannte Befallsgebiete meidet, die Gewohnheiten und Zeitpläne der Insekten kennt, sich schützend kleidet und Repellentien verwendet. In manchen Fällen ist die Verwendung von Repellentien die einzige mögliche Schutzmaßnahme für den Einzelnen, wenn sie auf der Haut und in der Kleidung aufgetragen werden, oder für den Umweltschutz, wenn sie in einer begrenzten Umgebung freigesetzt werden8.

Malaria, Denguefieber, Gelbfieber, Elefantiasis (Wuchereriose), Leishmaniose, einige Formen von Enzephalitis, Chagas-Krankheit, Pemphigus, Strophulus und Anaphylaxie sind Beispiele für Krankheiten, die durch die Verwendung von Mückenschutzmitteln verhindert werden können6,7,12.

Das DEET (N,N-Diethyl-3-methylbenzamid) ist das wirksamste und am besten untersuchte Repellent. Diese Substanz hat nach mehr als 40-jähriger Verwendung weltweit ein ausgezeichnetes Schutzprofil, kann aber toxische Reaktionen hervorrufen (in der Regel bei falscher Anwendung)6,8.

Die massive Verwendung von DEET in den Risikopopulationen für diese Entitäten wird durch die Hautreizung und die Toxizität aufgrund der systemischen Absorption, vor allem bei Kindern und schwangeren Frauen, eingeschränkt. Zu den unerwünschten Wirkungen gehören reizende Kontaktdermatitis, allergische Reaktionen oder Anzeichen neurologischer oder kardiovaskulärer Toxizität, wie Ataxie, Enzephalopathie, Hypotonie und Bradikardie11.

DEET kann auch durch Schweiß oder Regen entfernt werden, und seine Wirksamkeit nimmt bei hohen Temperaturen erheblich ab. Es ist auch ein organisches Lösungsmittel, das in der Lage ist, Kunststoffe, Uhrengläser, Brillengestelle und einige synthetische Stoffe aufzulösen oder zu beschädigen8.

Die Forschung zur Entwicklung des perfekten Abwehrmittels ist seit vielen Jahren ein ständiges wissenschaftliches Ziel, das jedoch noch nicht erreicht ist. Das ideale Repellent sollte mehrere Arten von Arthropoden abwehren, mindestens acht Stunden lang wirksam bleiben, keine Haut- oder Schleimhautreizungen verursachen, keine systemische Toxizität besitzen, wasser- und abriebfest sein und nicht fettig und geruchsneutral sein, also kosmetisch attraktiv sein7.

Die Entdeckung pflanzlicher Zusammensetzungen, die aus Pflanzen mit abstoßenden Eigenschaften gewonnen werden (wie Citronella, Andiroba, Melisse, Geranie, Eukalyptus, Soja, Rosmarin u.a.), weckte das Interesse der wissenschaftlichen Gemeinschaft aufgrund ihrer geringen Kosten und Toxizität. Keiner der bisher getesteten pflanzlichen Wirkstoffe konnte die breite Wirksamkeit und die Dauer von DEET nachweisen, aber einige zeigten wichtige experimentelle repellierende Aktivitäten2,4,9.

Einige Studien haben die antifeedativen Eigenschaften von Andiroba (Carapa guianensis) in Form einer Kerze nachgewiesen, die, wenn sie 48 Stunden lang brennt, in einer geschlossenen Umgebung von bis zu 27 ± 10 m2 zu 100 % vor Bissen von Aedes aegypti schützt. Darüber hinaus sind weitere Studien über die Wirkung von topischem Andiroba als Einzelschutz erforderlich9.

Aufgrund der jüngsten Dengue-Epidemie in Brasilien bemühen sich die Gesundheitsbehörden um die Entwicklung von Maßnahmen zur Kontrolle und Vorbeugung der Krankheit, und die Entwicklung eines wirksamen Repellents gegen Aedes aegypti, das ohne Toxizitätsrisiko und zu geringen Kosten massiv in der Bevölkerung eingesetzt werden kann, könnte einen wichtigen Beitrag zur Verringerung der Dengue-Krankheit und der Sterblichkeit im Lande leisten.

Diese Studie vergleicht die Wirksamkeit von topischem Andiroba-Öl 100% auf der Haut im Vergleich zu einer Lotion mit DEET 50% gegen Bisse von Aedes sp.

MATERIALIEN UND METHODEN

Eine experimentelle, kontrollierte Interventionsstudie wurde im Labor für die Erschaffung von Mücken des Departamento de Parasitologia am Instituto de Biociências-Universidade Estadual Paulista in Botucatu (Staat São Paulo, Brasilien) durchgeführt.

Einhundertzwanzig gesunde adulte Weibchen von Aedes sp. (Abb. 1) wurden ausgewählt und für die Tests auf vier transparente Plastiknester mit jeweils 5,5 Litern aufgeteilt.

Die Mücken wurden vor den Versuchen mindestens 24 Stunden lang mit einer 5%igen Glukoselösung ohne Blutzufuhr am Leben gehalten und im Falle eines Verlustes regelmäßig wiederbelebt.

Vier gesunde Freiwillige ließen sich an fünf verschiedenen Tagen von Aedes sp.-Weibchen in die Unterarme stechen, die mit den Testprodukten bedeckt waren oder nicht. Die Zeit bis zum ersten und dritten Biss wurde in Sekunden gemessen. Die Messung wurde nach dem dritten Biss oder bis zur Grenze von 3600 Sekunden unterbrochen. Die Hände und Fäuste waren mit Latexhandschuhen bedeckt (Abb. 2) und die Temperatur, Beleuchtung und Luftfeuchtigkeit der Umgebung wurden konstant gehalten.

Wir testeten als Negativkontrollen: raffiniertes Sojaöl, Andiroba-Öl zu 15% und den Unterarm ohne Produkte; als Positivkontrolle Lotion von DEET 50% (Exposis®, Osler Laboratory, Brasilien); und die Substanztests: Öl von Andiroba 100% (Manipulation medical drugstore, Brasilien).

Wir analysierten die Ergebnisse bei verschiedenen Probanden, um die einzelnen Faktoren der Anfälligkeit für Bisse zu vergleichen. Die gepaarten Ergebnisse der einzelnen Experimente wurden mit dem Wilcoxon-Test verglichen. Die Maße der Variabilität zwischen den Probanden wurden mit dem Kruskal-Wallis-Test verglichen. Die Daten wurden tabellarisch erfasst und mit der Software Bioestat 2.0 analysiert, wobei p < 0,051 als signifikant angenommen wurde.

ERGEBNISSE

Jeder Proband führte sechs Versuche zum Vergleich von Produktpaaren in jedem Unterarm durch (Abb. 3). Der Median (± Standardabweichung) des ersten Bisses im Arm ohne Produkt betrug 17,5s (± 60,2s) und der des dritten Bisses 40,0s (± 92,9s).

Die Verteilungen der Maße der Probanden sind in Abbildung 4 dargestellt, wobei ein signifikanter zwischenmenschlicher Unterschied festgestellt wurde (p < 0,001 Kruskal-Wallis). Bei der Verwendung von Sojaöl erfolgte der erste Biss in 60,0s (± 81,0s) und der dritte in 101,5s (± 175,5s).

Die Positivkontrolle (DEET 50%) lieferte den ersten Biss in 3600s (± 332,0s) und den dritten in 3600s (± 227,6s). Mit anderen Worten: In den meisten Versuchen stachen die Mücken nach einer Stunde nicht mehr.

Die Zeiten der Lotion mit DEET 50% im Vergleich zu allen anderen Produkten zeigten eine signifikante Überlegenheit (p < 0,001 Wilcoxon).

Als das Andiroba-Öl 100% im Vergleich zum Sojaöl, dem Arm ohne Produkt und Andiroba-Öl 15% getestet wurde, zeigte es eine diskrete Überlegenheit (p < 0,001 Wilcoxon).

Wir beobachteten den Tod einiger Mücken nach der Einführung der mit DEET 50% imprägnierten Unterarme, was auf eine leichte insektizide Wirkung, neben der Repellentwirkung, von DEET schließen lässt.

DISKUSSION

Trotz intensiver Forschung zur Entwicklung neuer Mückenabwehrmittel bleibt DEET das wirksamste Mittel, das jedoch ein heikles Sicherheits- und Verträglichkeitsprofil für den massiven Einsatz in Populationen aufweist. Bei diesem Versuch wurden keine kutanen oder systemischen unerwünschten Wirkungen bei der Verwendung von DEET an den Unterarmen beschrieben, trotz des auffälligen Geruchs des Insektizids.

Reines Andiroba-Öl (100%) zeigte ein überlegenes Profil der Abstoßung im Vergleich zu dem Produkt ohne DEET, was die Entdeckungen der Forschungen über die Abstoßung von Andiroba-Kerzen bestätigt. Die Dauer der abwehrenden Wirkung war jedoch deutlich geringer als bei DEET 50%.

Diese positiven Ergebnisse, wenn auch von geringer Potenz, wiederholen sich in Studien mit anderen pflanzlichen Essenzen wie Citronella und Eukalyptus10, aber da Insekten in der Bestäubungsphase der meisten Pflanzen eine wichtige Rolle spielen, ist es unwahrscheinlich, dass einige Pflanzenarten den natürlichen Selektionsprozess überlebt haben, wenn ihre abweisende Wirkung, zumindest in vivo, so stark ist.

Bislang wurde in der Literatur kein Experiment veröffentlicht, in dem die leicht insektizide Wirkung von DEET 50% beschrieben wurde; dieses Phänomen, das als „knock-down“ bezeichnet wird, wurde nur bei der Verwendung von Pyretroiden beschrieben, die in die Kleidung oder in Bettnetze imprägniert wurden5.

Einige individuelle und umweltbedingte Faktoren sind an dem Risiko von Mückenstichen beteiligt. Vor allem die Körpertemperatur, die Ausatmung von CO2 und Ammoniak, das Vorhandensein von Hautekzemen, der Prozentsatz der exponierten Körperfläche und die ausgeatmeten Gerüche; auch die Umgebungstemperatur, das feuchte Klima, die Mückenkonzentration und der Ernährungszustand der Weibchen tragen zur Anziehung der Insekten bei3,11. Diese Faktoren der individuellen Anfälligkeit bestimmen eine signifikante Variabilität in den Zeiten der Stiche unter den Probanden, und in verschiedenen Momenten können sie für die große Variabilität zwischen den Maßnahmen der einzelnen Teilnehmer verantwortlich sein.

Die Mückenkonzentration in den Kinderzimmern ist deutlich höher als in jeder konventionellen Situation in der Natur (etwa fünf Mücken pro Liter Luft), was die Zeit der Stiche beschleunigt und das Experiment optimiert, es aber nicht erlaubt, solche Werte für den Einsatz in der freien Natur zu extrapolieren.

Die Studie hat gezeigt, dass das reine Andiroba-Öl eine diskrete abwehrende Wirkung gegen den Stich von Aedes sp. hat, die deutlich geringer ist als die von DEET 50%.

Die Wirksamkeit der Kombination von Andiroba und DEET oder die Verwendung von Andiroba-Öl als DEET-Vehikel mit dem Ziel, die Konzentration und das Risiko der Toxizität von DEET zu verringern, ohne dass die Abwehrwirkung nachlässt, wurde nicht gemessen.

Es besteht auch ein Bedarf an mehr kontrollierten Feldstudien, um die repellierende Wirkung pflanzlicher Verbindungen und die epidemiologischen Auswirkungen ihrer Verwendung durch gefährdete Bevölkerungsgruppen zu bewerten.

HINWEISE

Die Autoren sind dem Herausgeber und den Gutachtern für wichtige Beiträge zu dieser Arbeit dankbar.

2. BROWN, M. & HEBERT, A.A. – Insect repellents: an overview. J. Amer. Acad. Derm., 36: 243-249, 1997.

3. CURTIS, C.F. – Fact and fiction in mosquito attraction and repulsion. Parasit. today, 2: 316-318, 1986.

5. ENSERINK, M. – Was Stechmücken wollen: Geheimnisse der Wirtsattraktion. Science, 298: 90-92, 2002.

6. FRADIN, M.S. – Mücken und Mückenschutzmittel: ein Leitfaden für Kliniker. Ann. intern. Med., 128: 931-940, 1998.

12. STIBICH, A.S.; CARBONARO, P.A. & SCHWARTZ, R.A. – Insect bite reactions: an update. Dermatology, 202: 193-197, 2001.