Avaliação da atividade induzida pela Jack Bean Urease (JBU) sobre o sistema nervoso de baratas da espécie Nauphoeta cinerea

A urease de Canavalia ensiformis (Jack bean urease, JBU) tem sido caracterizada por possuir acao entomotoxica. Apesar de varios trabalhos ja terem sido realizados objetivando o estudo desse composto em diferentes modelos de insetos, poucos, ou nenhum, demonstrou o exato mecanismo de acao desse composto sobre o sistema nervoso desses animais. Nesse trabalho foi usado o modelo experimental de baratas da especie Nauphoeta cinerea para se investigar os mecanismos centrais e perifericos induzidos pela JBU. Foram feitos ensaios de letalidade, bem como analises bioquimicas para a determinacao da atividade sobre a aceticolinesterase do cerebro do inseto. Foram usados modelos biologicos in situ e in vivo com o intuito de se determinar a sensibilidade de diferentes sistemas fisiologicos ao composto. Como bioensaios foram usados a tecnica de coracao semi-isolado, de nervo-musculo coxal-abdutor metatoracico in vivo e da medida da atividade de grooming. Os ensaios para a determinacao da dose letal minima demonstraram que a JBU (1.5, 3 e 6μg/g de animal) nao e letal para a barata N. cinerea. Esse fato pode ser explicado pela ausencia de enzimas do tipo catepsinas no sistema digestivo de N. cinerea, ou pelo fato de termos administrado a urease pela via circulatoria do animal. Os ensaios para a medida da atividade da AChE, nas mesmas doses, demonstraram que a JBU inibe significativamente essa enzima (20±2%, 65±2% e 75±3%).Na avaliacao dos efeitos da JBU sobre a frequencia cardiaca de barata, a urease (1.5, 3 e 6μg/g de animal) induziu um efeito cronotropico positivo que foi de 94±5bat./min no grupo controle salina, e 125±3bat./min com a administracao da JBU (3μg/g de animal). Nessa serie de experimentos, a adicao de neostigmina (5μM) mimetizou o efeito cronotropico positivo da urease o qual tambem foi inibido pela atropina (1μM).A obtencao dos registros da forca de contracao muscular em animais tratados com a JBU (1.5, 3 e 6μg/g de animal) demonstrou que a urease induz bloqueio neuromuscular irreversivel que foi de (30±10%, 15±4% e 70±7%) respectivamente. Nessa serie de experimentos, a administracao de acetilcolina (50μg/g de animal) ou hidroxilamina (1μg/g de animal) mimetizou o efeito da urease na juncao neuromuscular, sugerindo o envolvimento do neurotransmissor ACh na modulacao dos efeitos sobre o sistema nervoso periferico da barata. O tratamento previo dos animais com dexametasona (40μg/g de animal) inibiu parcialmente o efeito 9 bloqueador neuromuscular da JBU (~75%) sugerindo que parte do efeito da urease sobre a juncao neuromuscular seja modulada por compostos pro-inflamatorios. Tambem foi evidenciado que o bloqueio dos receptores gabaergicos pela bicuculina (5μg/g de animal), previne o bloqueio neuromuscular induzido pela JBU (~50%), sugerindo que a inibicao da neurotransmissao periferica pela urease seja modulada pelo neurotransmissor GABA. A analise do comportamento de grooming, que e caracterizado pela limpeza das pernas e antenas, demonstrou que o valor controle para esse ensaio foi de (153±8s/30min de perna e 70±6s/30min de antena) e que a urease (1.5, 3 e 6μg/g de animal), induz um aumento significativo na frequencia dos eventos de perna (177±23s/30min, 253±33s/30min e 363±23s/30min), mas nao do de antena. Nesses ensaios a incubacao do animal com octopamina (15μg/g de animal) mimetizou o efeito da urease, sugerindo uma atividade relacionada a esse neurotransmissor. O tratamento previo dos animais com fentolamina (0.1μg/g de animal) impediu o aumento da taxa de grooming de perna pela urease, sugerindo que a mesma esteja atuando no receptor de octopamina. Os resultados reforcam o potencial das ureases como agentes inseticidas naturais demonstrando a complexidade dos mecanismos envolvidos na atividade neurotoxica desses compostos em baratas. Alem disso, a atividade anticolinesterasica da urease de C. ensiformis nao e suficiente para produzir a morte dos animais, como ocorre com os inseticidas quimicos organofosforados. No entanto o efeito anticolinesterasico deve contribuir para o desenvolvimento das alteracoes comportamentais observadas.