Vergelijkende studie naar de lokale effectiviteit van andiroba-olie (Carapa guianensis) en DEET 50% als afweermiddel voor Aedes sp

ENTOMOLOGIE

Vergelijkende studie naar de lokale effectiviteit van andiroba olie (Carapa guianensis) en DEET 50% als afweermiddel voor Aedes sp

Vergelijkend onderzoek naar de topische werkzaamheid van andiroba-olie (Carapa guianensis) en DEET 50% als afweermiddel voor 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

Departement Dermatologie en Radiotherapie. Faculdade de Medicina de Botucatu, Universidade Estadual Paulista, staat São Paulo, Brazilië

IIDepartement Parasitologie, Instituut voor biomedische wetenschappen, Botucatu Campus, Universidade Estadual Paulista, staat São Paulo, Brazil

Correspondentie

SUMMARY

DEET (N,N-diethyl-3-methylbenzamide) is tegenwoordig het meest effectieve muggenbestrijdingsmiddel dat beschikbaar is, maar het gebruik ervan kan enkele topische en systemische bijwerkingen hebben. Van sommige botanische samenstellingen, zoals Andiroba (Carapa guianensis), is bewezen dat ze afstotende eigenschappen hebben tegen lage kosten en met geringe toxiciteit. Er werd een experimentele studie uitgevoerd met vier vrijwilligers die hun onderarmen bedekt met Andiroba-olie 100%, DEET 50%, geraffineerde sojaolie, Andiroba-olie 15% en in afwezigheid van producten, rechtstreeks aan gezonde wijfjes van Aedes sp. onderwierpen. De tijdstippen van de eerste en derde beet werden gecontroleerd. Uit de resultaten bleek dat de mediaan van de eerste beet zonder enig product 17,5 seconden bedroeg en die van de derde beet 40,0 seconden. In de sojaolie vonden de beten plaats in 60,0s en 101,5s, in de aanwezigheid van Andiroba-olie 100%, in 56,0s en 142,5s en in Andiroba-olie 15%, in 63,0s en 97,5s. De vrijwilligers die DEET 50% gebruikten, hadden na 3600s in de meeste experimenten geen beten meer gekregen (p < 0,001 Wilcoxon). Zuivere Andiroba-olie vergeleken met de soja-olie, onderarm zonder product en Andiroba-olie 15%, toonde een discrete superioriteit (p < 0,001 Wilcoxon). Onze conclusie is dat deze studie heeft aangetoond dat de zuivere Andiroba-olie een discreet afwerend effect heeft tegen de beet van Aedes sp., dat significant inferieur is aan DEET 50%.

KEYWORDS: Aedes; Insectenwerend middel; 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. Sommige plantaardige compostsoorten, zoals Andiroba (Carapa guianensis), hebben eigenschappen aangetoond die een lage vulling en een lage toxiciteit mogelijk maken. Vier gezonde vrijwilligers brachten hun onderarmen, bedekt met 100% Andiroba-olie, 50% DEET (positieve controle), geraffineerde sojaolie, 15% Andiroba-olie en in afwezigheid van producten (negatieve controles), rechtstreeks in contact met beten van gezonde vrouwelijke Aedes sp. We hebben het tijdstip van de eerste en derde beet gemeten. Uit de resultaten bleek dat de mediane eerste bijttijd in de onderarmen zonder het product 17,5s was en de derde bijttijd 40,0s. In sojaolie deden de prikken zich voor na 60,0s en 101,5s. In 100% Andiroba olie, in 56.0s en 142.5s. Met Andiroba 15%, in 63.0s en 97.5s. Bij gebruik van DEET 50% waren er na 3600s in de meeste experimenten geen steken meer (p < 0,001 Wilcoxon). Andiroba-olie 100% in vergelijking met sojaolie, onderarm zonder product en Andiroba-olie 15%, vertoonde een lichte superioriteit (p < 0,001 Wilcoxon). Wij concluderen dat zuivere Andiroba-olie een discreet afwerend effect heeft tegen beten van Aedes sp., dat beduidend minder is dan DEET 50%.

INLEIDING

De ziekten die door insecten worden overgebracht blijven over de hele wereld de belangrijkste bron van besmettelijke ziekten en van sterfte door besmettelijke ziekten. Jaarlijks brengen alleen muggen ziekten over bij meer dan 700 miljoen mensen6,8.

Bescherming tegen beten van geleedpotigen wordt bereikt door het vermijden van erkende besmette gebieden, het kennen van de gewoonten en schema’s van de insecten, het kleden van beschermende kleding en het gebruik van afweermiddelen. In sommige gevallen is het gebruik van een afweermiddel de enige mogelijke maatregel van bescherming, voor een individu, wanneer het op de huid en in de kleding wordt aangebracht, of voor de bescherming van het milieu, wanneer het in een beperkte omgeving wordt verspreid8.

Malaria, knokkelkoorts, gele koorts, elefantiasis (wuchereriose), leishmaniasis, sommige vormen van encefalitis, ziekte van Chagas, pemphigus, strophulus en anafylaxie zijn voorbeelden van ziekten die met het gebruik van afweermiddel tegen muggen zouden kunnen worden voorkomen6,7,12.

De DEET (N,N-diethyl-3-methylbenzamide) is het meest doeltreffende en bestudeerde afweermiddel dat beschikbaar is. Deze stof heeft een uitstekend beschermingsprofiel over de hele wereld na meer dan 40 jaar gebruik, maar kan toxische reacties veroorzaken (meestal bij verkeerd gebruik)6,8.

Het massale gebruik van DEET in de risicopopulaties voor deze entiteiten wordt beperkt door de cutane irritatie en toxiciteit afgeleid van de systemische absorptie, voornamelijk bij kinderen en zwangere vrouwen. De bijwerkingen omvatten irriterende contactdermatitis, allergische reacties of tekenen van neurologische of cardiovasculaire toxiciteit, zoals ataxie, encephalopathie, hypotensie en bradicardie11.

DEET kan ook worden verwijderd door transpiratie of regen, en zijn werkzaamheid vermindert in belangrijke mate bij hoge temperaturen. Het is ook een organisch oplosmiddel dat in staat is kunststoffen, glazen van klokken, brilmonturen en sommige synthetische doeken op te lossen of te beschadigen8.

Het onderzoek naar de ontwikkeling van het perfecte afweermiddel voor onderwerpen is al vele jaren een voortdurende wetenschappelijke doelstelling, maar deze moet nog steeds worden bereikt. Het ideale afweermiddel moet meerdere soorten geleedpotigen afweren, minstens acht uur werkzaam blijven, geen irritatie van de huid of slijmvliezen veroorzaken, geen systemische toxiciteit bezitten, bestand zijn tegen water en schuren, en niet vettig en reukloos zijn, met andere woorden cosmetisch aantrekkelijk zijn7.

De ontdekking van botanische samenstellingen afgeleid van planten met afstotende eigenschappen (zoals citronella, Andiroba, melissa, geranium, eucalyptus, soja, rozemarijn en anderen) wekte de belangstelling van de wetenschappelijke gemeenschap voor hun lage kosten en toxiciteit. Geen van de tot nu toe geteste afgeleide scheikundige planten toonde de brede doeltreffendheid en duur van DEET aan, maar sommige presenteerden belangrijke experimentele afstotende activiteiten2,4,9.

Enkele studies verifieerden de afwerende eigenschappen van de Andiroba (Carapa guianensis) in de vorm van een kaars, die bij verbranding gedurende 48 uur 100% beschermt in een gesloten omgeving tot 27 ± 10 m2 tegen beten van Aedes aegypti. Bovendien is er behoefte aan meer studies over het effect van topische Andiroba als individuele bescherming9.

Omwille van de recente knokkelkoorts epidemie in Brazilië, zijn sanitaire autoriteiten bezorgd over de ontwikkeling van maatregelen van controle en preventie van de ziekte en de ontwikkeling van een doeltreffend afweermiddel tegen de Aedes sp. dat massaal gebruikt kan worden in de bevolking, zonder toxiciteitsrisico en tegen lage kosten, zou een belangrijke impact kunnen hebben op de gevallen van knokkelkoorts en de mortaliteit in het land.

Deze studie vergelijkt de doeltreffendheid van topische Andiroba olie 100% op de huid in verhouding tot de lotion van DEET 50% tegen beten van Aedes sp.

MATERIALEN EN METHODEN

Een experimentele interventiestudie, gecontroleerd, werd uitgevoerd in het Laboratorium van de Schepping van Muggen van het Departamento de Parasitologia aan het Instituto de Biociências-Universidade Estadual Paulista van Botucatu (São Paulo State, Brazilië).

Eenhonderdtwintig gezonde volwassen wijfjes van Aedes sp. (Fig. 1) werden geselecteerd en verdeeld in vier doorzichtige kweekkamers van plastic met 5,5 liter elk voor de tests.

De muggen werden levend gevoed met glucose 5% oplossing, zonder bloedtoevoer gedurende minstens 24 uur voor de experimenten en periodiek hersteld in geval van verlies.

Vier gezonde vrijwilligers onderwierpen hun voorarmen, al dan niet bedekt voor de testproducten, aan beten van vrouwtjes van Aedes sp. op vijf verschillende dagen. De tijd tot de eerste en derde beet werd gemeten in seconden. De meting werd onderbroken bij de derde beet of tot de limiet van 3600 seconden. De handen en de vuisten werden bedekt met latex handschoenen (Fig. 2) en de temperatuur, de verlichting en de vochtigheid van de omgeving werden constant gehouden.

Wij testten als negatieve controles: geraffineerde sojaolie, Andiroba-olie tot 15% en de onderarm zonder producten; als positieve controle lotion van DEET 50% (Exposis®, Osler Laboratory, Brazilië); en de stoftesten: olie van Andiroba 100% (manipulatie medische drogist, Brazilië).

We analyseerden nog de resultaten bij verschillende vrijwilligers om de individuele factoren van gevoeligheid voor beten te vergelijken. De gepaarde resultaten van elk experiment werden vergeleken door de Wilcoxon test. De metingen van de variabiliteit tussen de vrijwilligers werden vergeleken door de Kruskal-Wallis test. De gegevens werden getabelleerd en geanalyseerd met de software Bioestat 2.0, aangenomen als significant p < 0.051.

RESULTATEN

Elke vrijwilliger voerde zes experimenten uit waarbij paren van producten in elke onderarm werden vergeleken (Fig. 3). De mediaan (± standaarddeviatie) van de eerste beet in de arm zonder product was 17.5s (± 60.2s) en de derde beet, 40.0s (± 92.9s).

De verdelingen van de metingen van de vrijwilligers worden getoond in Figuur 4, waarbij een significant interpersoonlijk verschil werd vastgesteld (p < 0,001 Kruskal-Wallis). Bij gebruik van de sojaolie vond de eerste beet plaats in 60,0s (± 81,0s) en de derde, in 101,5s (± 175,5s).

De positieve controle (DEET 50%) leverde de eerste beet op in 3600s (± 332,0s) en de derde in 3600s (± 227,6s). Met andere woorden, in de meeste experimenten beten de muggen niet na een uur.

De tijden van de lotion van 50% DEET vergeleken met alle andere producten toonden een significante superioriteit (p < 0,001 Wilcoxon).

Wanneer de Andiroba olie 100% werd getest in vergelijking met de sojaolie, de arm zonder product en Andiroba olie 15%, toonde het discrete superioriteit aan (p < 0,001 Wilcoxon).

Wij stelden de dood van sommige muggen vast na het inbrengen van de met DEET 50% geïmpregneerde onderarmen, wat wijst op een lichte insecticide werking, naast het afweermiddel, door DEET.

DISCUSSIE

Ondanks het intensieve onderzoek voor de ontwikkeling van nieuwe afweermiddelen tegen muggen, blijft DEET het meest krachtig, echter met behoud van een delicaat profiel van veiligheid en verdraagbaarheid voor massaal gebruik in populaties. Tijdens dit experiment werden geen cutane of systemische bijwerkingen beschreven door het gebruik van DEET in de onderarmen, ondanks de opmerkelijke insecticidegeur.

De zuivere Andiroba-olie (100%) vertoonde een superieur afstotingsprofiel in vergelijking met het product zonder, wat de ontdekkingen herhaalt van de onderzoeken naar de afstotende werking van Andiroba-kaars. Nochtans, was zijn tijd van afstotend effect opmerkelijk inferieur aan DEET 50%.

Deze positieve resultaten, maar van geringe kracht, worden herhaald in studies van andere botanische essences zoals de citronella en de eucalyptus10, maar aangezien insecten belangrijk zijn in de bestuivingsfase van de meeste planten, is het onwaarschijnlijk dat sommige plantensoorten het natuurlijke selectieproces hadden overleefd zodra hun afstotende werking, althans in vivo, zo krachtig zou zijn.

Geen enkel experiment gepubliceerd in de literatuur, tot op heden, had het licht insecticide effect van DEET 50% verteld, een dergelijk fenomeen genaamd “knock-down” werd alleen beschreven door het gebruik van pyretroïden geïmpregneerd in de kleding of bed netten5.

Verschillende individuele en omgevingsfactoren zijn betrokken bij het risico van beten door muggen. Voornamelijk de lichaamstemperatuur, de uitademing van CO2 en ammoniak, de aanwezigheid van huideczeem, het percentage blootgesteld lichaamsoppervlak en de uitgeademde geuren; ook de omgevingstemperatuur, het vochtige klimaat, de concentratie muggen en de voedingstoestand van de wijfjes dragen bij tot de aantrekking van insecten3,11. Dergelijke factoren van individuele gevoeligheid bepalen een aanzienlijke variabiliteit in de tijdstippen van beten onder de vrijwilligers, en op verschillende momenten kunnen zij antwoorden voor de grote variabiliteit in de metingen van elke deelnemer.

De concentratie muggen in de kwekerijen is veel hoger dan in elke conventionele situatie in de natuur (ongeveer vijf muggen per liter lucht), wat het tijdstip van de beten versnelt en het experiment optimaliseert, wat echter niet toelaat dergelijke waarden te extrapoleren voor het gebruik in open lucht.

De studie toonde aan dat de zuivere Andiroba-olie een discreet afwerend effect heeft tegen de beten van Aedes sp., significant inferieur aan DEET 50%.

Er werd niet de doeltreffendheid gemeten van de vereniging van Andiroba en DEET, of het gebruik van Andiroba-olie als DEET-vehikel met het doel de concentratie en het risico van giftigheid van DEET te verminderen, zonder de afweer ervan te verliezen.

Er is ook behoefte aan meer gecontroleerde veldstudies om de afstotende effecten van botanische verbindingen en de epidemiologische gevolgen van het gebruik ervan door risicopopulaties te evalueren.

ACKNOWLEDGEMENTS

De auteurs zijn de redacteur en referees dankbaar voor belangrijke bijdragen aan dit artikel.

2. BROWN, M. & HEBERT, A.A. – Insectenwerende middelen: een overzicht. 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. – Wat muggen willen: geheimen van gastheer-aantrekking. Wetenschap, 298: 90-92, 2002.

6. FRADIN, M.S. – Mosquitoes and mosquito repellents: a clinician’s guide. Ann. intern. Med., 128: 931-940, 1998.

12. STIBICH, A.S.; CARBONARO, P.A. & SCHWARTZ, R.A. – Insectenbeet reacties: een update. Dermatologie, 202: 193-197, 2001.