Zapáľte tiki pochodne s vôňou citronely a šľahajte na DEET: Každý vie, že tieto jednoduché preventívne opatrenia odpudzujú hmyz, najmä komáre, ktorých uhryznutie nielen svrbí a dráždi, ale prenáša aj choroby, ako je západonílsky vírus, malária a horúčka dengue.
Vedci Johns Hopkins teraz zistili, čo je v molekulárnom zložení chrobákov, ktoré umožňuje citronellalu (aromatická kvapalina používaná v pleťových vodách, sprejoch a sviečkach) a DEET odradiť hmyz od pristátia a kŕmenia sa na vás. Lepšie pochopenie týchto molekulárno-behaviorálnych väzieb už pomáha tímu pri hľadaní účinnejších repelentov.
V samostatných štúdiách publikovaných vo štvrtok 26. augusta v Neuron and Current Biology výskumníci Johns Hopkins odhaľujú, ako komáre a iný hmyz chutia DEET - umelo vyrobená zlúčenina, ktorá je najrozšírenejším repelentom proti hmyzu už viac ako 50 rokov - a cíti citronelovú vôňu., bežne používaný botanický repelent.
Na detekciu DEET sú potrebné tri chuťové receptory na jazyku hmyzu a inde. Detekciu citronelalu umožňujú proteíny podobné pórom známe ako TRP (vyslovuje sa „trip“) kanály. Keď sú tieto molekulárne receptory aktivované vystavením DEET alebo citronellalu, posielajú chemické správy do mozgu hmyzu, čo vedie k „averznej reakcii“, uvádzajú výskumníci.
„DEET má nízku účinnosť a nie je tak dlhotrvajúci, ako by sa žiadalo, takže nájdenie molekúl v hmyze, ktoré detegujú repelenty, otvára dvere k identifikácii účinnejších repelentov na boj proti chorobám prenášaným hmyzom,“hovorí Craig Montell, Ph. D., a. profesor biologickej chémie a člen Johns Hopkins' Center for Sensory Biology.
Vedci už dlho vedia, že hmyz môže cítiť DEET, poznamenáva Montell, ale nová štúdia, ktorá ukazuje, že sú zahrnuté aj molekuly chuti, naznačuje, že repelent odrádza od hryzenia a kŕmenia, pretože aktivuje chuťové bunky, ktoré sú prítomné na jazyku, nohách a okrajoch krídel hmyzu.
"Keď komár pristane, ochutná vašu pokožku svojimi chuťovými receptormi skôr, ako uhryzne," vysvetľuje Montell. "Myslíme si, že jedným z dôvodov, prečo je DEET relatívne účinný, je to, že spôsobuje vyhýbavé reakcie nielen prostredníctvom čuchu, ale aj prostredníctvom zmyslu chuti. To je dosť dôležité, pretože aj keď na vás komár pristane, je tu šanca, že vyhrá." nehryzi."
Štúdia Johnsa Hopkinsa o repelentoch vykonaná na ovocných muškách, pretože sa s nimi dá geneticky ľahšie manipulovať ako s komármi, začala „testom výberu potravy“.
Tím naplnil taniere na kŕmenie vysokými a nízkymi koncentráciami farebne označenej cukrovej vody (červené a modré farbivá pridané do cukru), čo umožnilo muchám kŕmiť sa podľa ľubovôle a všímať si, čo jedli podľa farby ich žalúdka: červená, modrá alebo fialová (kombinácia červenej a modrej). Divoké (normálne) muchy uprednostňovali viac sladkú vodu pred menej sladkou vodou v neprítomnosti DEET. Keď sa rôzne koncentrácie DEET primiešali do sladšej vody, muchy uprednostňovali menej sladkú vodu a takmer vždy sa vyhýbali cukrovej vode s prídavkom DEET.
Muchy, ktoré boli geneticky upravené tak, aby mali abnormality v troch rôznych chuťových receptoroch, nevykazovali žiadnu averziu voči cukrovej vode s infúziou DEET, čo naznačuje, že receptory boli potrebné na detekciu DEET.
"Zistili sme, že hmyz bol mimoriadne citlivý aj na malé koncentrácie DEET prostredníctvom zmyslu pre chuť," uvádza Montell. "Úrovne DEET už o päť stotín percenta znížili kŕmenie."
Aby sa pridal dôkaz, že na detekciu DEET sú potrebné tri chuťové receptory (Gr66a, Gr33a a Gr32a), tím pripojil záznamové elektródy na drobné chuťové chĺpky (sensilla) na jazyku muchy a meral chuťou vyvolané špičky elektrickej aktivity vyplývajúce z nervové bunky reagujúce na DEET. V súlade so štúdiami kŕmenia bola aktivita indukovaná DEET výrazne znížená u múch s abnormálnymi alebo mutovanými verziami Gr66a, Gr33a a Gr32a.
V druhej štúdii sa Montell a kolegovia zamerali na repelent citronellal. Na meranie odpudzovania výparov, ktoré vyžaruje, aplikovali botanickú zlúčeninu na vnútorné dno jednej z dvoch spojených skúmaviek a zaviedli do skúmaviek asi 100 múch. Po chvíli tím počítal muchy v dvoch skúmavkách. Ako sa dalo očakávať, muchy sa vyhýbali citronellalu.
Výskumníci identifikovali dva odlišné typy bunkových povrchových kanálov, ktoré sú potrebné v čuchových neurónoch, aby sa zabránilo citronelovým výparom. Kanály prepúšťajú vápnik a iné malé, nabité molekuly do buniek ako odpoveď na citronellal. Bolo známe, že jeden typ kanála, nazývaný Or83b, je potrebný na zabránenie DEET. Druhým typom je kanál TRP.
Tím testoval muchy s mutovanými verziami 11 rôznych hmyzích kanálov TRP. Odpovede 10 boli na nerozoznanie od múch divokého typu. Repelentná reakcia na citronellal sa však výrazne znížila u múch bez TRPA1. Strata buď Or83b alebo TRPA1 viedla k vylúčeniu citronelových pár.
Tím potom ovocné mušky „opravil“tak, že do nich vložil gén, ktorý vytvára kanál TRP pre komáre (TRPA1) a zistil, že komár TRPA1 nahradil mušku TRPA1.
„Zistili sme, že verzia TRPA1 proti komárom bola priamo aktivovaná citronellalom,“hovorí Montell, ktorý v roku 1989 objavil TRP kanály v očiach ovocných mušiek a neskôr aj u ľudí.
Montellovo laboratórium a iní zaznamenali 28 TRP kanálov u cicavcov a 13 u múch, čím rozšírili porozumenie o tom, ako zvieratá detegujú širokú škálu zmyslových podnetov vrátane pachov a chutí.
"Tento objav teraz zvyšuje možnosť použitia kanálov TRP na nájdenie lepších repelentov proti hmyzu."
Existuje jasná potreba zlepšených repelentov, hovorí Montell. DEET nie je veľmi účinný ani dlhotrvajúci, s výnimkou veľmi vysokých koncentrácií a nemožno ho použiť v spojení s určitými typmi tkanín. Navyše niektoré typy komárov, ktoré prenášajú choroby, nie sú DEET účinne odpudzované. Citronellal, napriek tomu, že má príjemnú vôňu (v každom prípade pre ľudí), spôsobuje pri kontakte s pokožkou vyrážku.
