Insecticidal activity of Gallesia integrifolia (Phytolaccaceae) essential oil / Actividad insecticida del aceite esencial de Gallesia integrifolia (Phytolaccaceae)

This study evaluated the insecticidal activity of Gallesia integrifolia essential oil from fruits, leaves, and flowers against Aedes aegyptilarvae and pupae. The essential oil was obtained by hydrodistillation and characterized by gas chromatography-mass spectrometry. Sulfur compounds represented 95 to 99% of the essential oil from fruits, leaves, and flowers. Essential oil major compounds were 2,8-dithianonane (52.6%) in fruits, 3,5-dithiahexanol-5,5-dioxide (38.9%) in leaves, and methionine ethyl ester (45.3%) in flowers. The essential oils showed high activity against larvae, and low for pupae withLC99.9of 5.87 and 1476.67µg/mL from fruits; 0.0096 and 348.33 µg/mL from leaves and 0.021and 342.84 µg/mL from flowers, respectively. The main compound with insecticide activity is probably n-ethyl-1,3-dithioisoindole, from isoindole organothiophosphate class, found in greater amount in flower and leaf essential oil. The great insecticide activity of G. integrifolia essential oil suggests that this product is a natural insecticide.

Este estudio evaluó la actividad insecticida del aceite esencial de frutos, hojas y flores de Gallesia integrifolia contra larvas y pupas de Aedes aegypti. El aceite esencial se obtuvo por hidrodestilación y se caracterizó por cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas. Los compuestos de azufre representaron del 95 al 99% del aceite esencial de frutas, hojas y flores. Los compuestos principales del aceite esencial fueron 2,8-ditianonano (52,6%) en frutas, 3,5-ditiahexanol-5,5-dióxido (38,9%) en hojas y éster etílico de metionina (45,3%) en flores. Los aceites esenciales mostraron alta actividad contra larvas y baja para pupas con LC99.9de 5.87 y 1476.67µg/mL de frutos; 0,0096 y 348,33 µg/mL de hojas y 0,021 y342,84 µg/mL de flores, respectivamente. El principal compuesto con actividad insecticida es probablemente el n-etil-1,3-ditioisoindol, de la clase de los organotiofosfatos de isoindol, que se encuentra en mayor cantidad en el aceite esencial de flores y hojas. La gran actividad insecticida del aceite esencial de G. integrifolia sugiere que este producto es un insecticida natural.

Crude extract of the tropical tree Gallesia integrifolia (Phytolaccaceae) for the control of Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) larvae / Extracto crudo del árbol tropical Gallesia integrifolia (Phytolaccaceae) para el control de larvas de Aedes aegypti (Diptera: Culicidae)

Introduction: Phytoinsecticides are alternatives to control insects in different stages, Gallesia integrifolia (Spreng.) Harms, Phytolacaceae family, popularly known as pau d'alho, garlic tree, and guararema in Brazil, is known due to its strong alliaceous odor because of the presence of sulfur molecules in the plant. This species presents biological activity and potential insecticide effect that is still unexploited. Objective: This study aimed to evaluate the biological activity of the ethanolic crude extract from G. integrifolia leaves, flowers, and fruits on the control of Aedes aegypti third-stage larvae and pupae. Methods: The botanical material was collected in city Umuarama, Paraná, Brazil at the coordinates (23º46'16" S & 53º19'38" WO), and altitude of 442 m, the fruits of G. integrifolia were collected in May and the leaves and flowers in December 2017. The crude extracts of G. integrifolia leaves, flowers, and fruits were prepared by dynamic maceration technique. The chemical composition of the extracts was determined by gas chromatography coupled to a mass spectrometry. The insecticidal activity of the crude extracts of G. integrifolia were carried out on larvae and pupae of A. aegypti in concentrations between 0.001 to 25 000 mg/mL, and afterwards the lethal concentrations that kill 50 % (LC50) and 99.9 % (LC99.9) were determined by probit analysis. Anticholinesterase activity was determined by bioautographic method at concentrations from 0.000095 to 50 mg/mL. Results: The yield of G. integrifolia crude extracts were 8.2, 9.1, and 17.3 % for flowers, fruits, and leaves, respectively. The chemical composition of G. integrifolia extracts was characterized by presence of fatty acid esters, phytosterols, vitamins, oxygenated diterpenes and organosulfur compounds. The flower extract presented the high amount of sulfur compounds (20.2 %) such as disulfide, bis (2-sulfhydryl ethyl) (11.9 %), 2,3,5-trithiahexane (6.2 %), 1,2,4-trithiolane (1.1 %), and 2,4-dithiapentane (1.1 %). Regarding the insecticidal activity, flower extract showed highly active with LC99.9 of 0.032 mg/mL and LC99.9 of 0.969 mg/mL on A. aegypti larvae and pupae, respectively, and the highest inhibition of acetylcholinesterase enzyme (0.00019 mg/mL) ex situ. The flower extract presented anticholinesterase and larvicide activity, respectively, 12.8 % and 35.6 % greater than the control temephos. Conclusions: This study opens new perspectives on the use of extracts from G. integrifolia as a bioinsecticide alternative for the control of A. aegypti larvae and pupae.

Introducción: Los fitoinsecticidas son alternativas para el control de insectos en diferentes etapas, Gallesia integrifolia (Spreng.) Harms, familia Phytolacaceae, conocida popularmente como pau d'alho, árbol de ajo y guararema en Brasil, es conocida por su fuerte olor aliáceo debido a la presencia de moléculas de azufre en la planta. Esta especie presenta actividad biológica y potencial efecto insecticida que aún no está explotado. Objetivo: El objetivo de este estudio fue evaluar la actividad biológica del extracto crudo etanólico de las hojas, flores y frutos de G. integrifolia en el control de las larvas y pupas de la tercera etapa de Aedes aegypti. Métodos: El material botánico fue recolectado en la ciudad de Umuarama, Paraná, Brasil (23º46'16" S & 53º19'38" W), a una altitud de 442 m y los frutos de G. integrifolia fueron recolectados en mayo de 2017 y las hojas y flores en diciembre del mismo año. Los extractos crudos de hojas, flores y frutos de G. integrifolia se prepararon por técnica de maceración dinámica. La composición química de los extractos se determinó por cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas. La actividad insecticida de los extractos crudos de G. integrifolia fue evaluada en larvas y pupas de A. aegypti en concentraciones entre 0.001 a 25 000 mg/mL, y las concentraciones letales que matan 50 % (CL50) y 99.9 % (CL99.9) de larvas fueron determinados por análisis de probit. La actividad anticolinesterasa fue evaluada por método bioautográfico en concentraciones de 0.000095 a 50 mg/mL. Resultados: El rendimiento de los extractos crudos de G. integrifolia fue de 8.2, 9.1 y 17.3 % para flores, frutos y hojas, respectivamente. La composición química de los extractos de G. integrifolia se caracterizó por la presencia de ésteres de ácidos grasos, fitosteroles, vitaminas, diterpenos oxigenados y compuestos organosulfurados. El extracto de las flores presentó alta cantidad de compuestos de azufre (20.2 %) como disulfuro, bis(2-sulfhidril etilo) (11.9 %), 2,3,5-tritiahexano (6.2 %), 1,2,4-tritiolano (1.1 %) y 2,4-ditiapentano (1.1 %). En relación con la actividad insecticida, el extracto de las flores mostró una gran actividad con CL99.9 de 0.032 mg/mL y CL99.9 de 0.969 mg/mL en larvas y pupas de A. aegypti, respectivamente, y la inhibición más alta de la enzima acetilcolinesterasa (0.00019 mg/mL) ex situ. El extracto de las flores presentó actividad anticolinesterasa y larvicida, 12.8 y 35.6 %, respectivamente, mayor que el control temephos. Conclusiones: Este estudio abre nuevas perspectivas sobre el uso de extractos de G. integrifolia como alternativa bioinsecticida para el control de larvas y pupas de A. aegypti.

Efecto de Petiveria alliacea y drogas colinérgicas sobre la habituación / Effects of Petiveria alliacea and cholinergic drugs on the habituation cognitive behavior

Petiveria alliacea (PA) have anxiolytic, antidepressant and cognitive effects. In the present paper the effect of PA water infusion and cholinergic drugs on cognitive behavior were studied. For that, 40 male NMRI mice were divided in 4 groups: Control (n=10), Drug Control (n=10), PA (n=10) and PA plus Drug (n=10). PA 1% was administered orally (7.59±1.39 ml/day); while scopolamine (2 mg/Kg), galantamine (1 mg/Kg) and nicotine (0.1 mg/Kg) were administered intraperitoneally. Behavioral tests included: anxiety maze (AM), open field (OF) and marble burying (MB). Habituation cognitive behavior was evaluated in 4 sessions, one week each session. PA had anxiolytic and antidepressant effect effect in AM, combined with nicotine potentiated an anxiogenic effect in AM, galantamine favored habituation in OF. Scopolamine potentiated the habituation in LA and decreased the obsessive-compulsive behavior in OF. In conclusion; PA had an anxiolytic effect and favored deshabituation, combined with nicotine induced an anxiogenic effect, galantamine favored habituation and scopolamine decreased obsessive-compulsive behavior and favored motor habituation indicated a possible anxiolytic effect.

La Petiveria alliacea (PA) está relacionada con efectos ansiolíticos, antidepresivos y cognitivos. El presente trabajo estudió el efecto de la infusión de PA y drogas colinérgicas sobre la habituación. 40 ratones NMRI machos fueron divididos en 4 grupos: Control (n=10), Control Drogas (n=10), PA (n=10) y PA plus Drogas (n=10). La PA (1%) fue administrada vía oral (7.59±1.39 ml/día); escopolamina (2 mg/Kg), galantamina (1 mg/Kg) y nicotina (0.1 mg/Kg) fueron administrados vía intraperitoneal. Los ensayos conductuales incluyeron: laberinto de ansiedad (LA), campo abierto (CA) y enterramiento aversivo (EA). La habituación fue evaluada en 4 sesiones con duración de una semana cada una. PA mostró un efecto ansiolítico en el LA, combinada con nicotina potenció un efecto ansiogénico en el LA. Galantamina favoreció la habituación en CA, y escopolamina potenció el fenómeno de habituación en LA y disminuyó la conducta obsesivo-compulsiva en CA. En conclusión, la PA mostró un efecto ansiolítico y antidepresivo que potencia la deshabituación, combinada con nicotina indujo un efecto ansiogénico, galantamina favoreció la habituación y escopolamina disminuyó la conducta obsesivo­ compulsiva y favoreció la habituación motora indicando un posible efecto ansiolítico.

Antifungal activity of Gallesia integrifolia fruit essential oil

ABSTRACT Gallesia integrifolia (Phytolaccaceae) is native to Brazil and has a strong alliaceous odor. The objective of this study was to identify the chemical composition of G. integrifolia fruit essential oil and evaluate fungicidal activity against the main food-borne diseases and food spoilage fungi. The essential oil was extracted by hydrodistillation and identified by GC-MS. From 35 identified compounds, 68% belonged to the organosulfur class. The major compounds were dimethyl trisulfide (15.49%), 2,8-dithianonane (52.63%) and lenthionine (14.69%). The utilized fungi were Aspergillus fumigatus, Aspergillus niger, Aspergillus ochraceus, Aspergillus versicolor, Penicillium funiculosum, Penicillium ochrochloron, Penicillium verrucosum var. cyclopium, and Trichoderma viride. Minimal fungicidal concentration for the essential oil varied from 0.02 to 0.18 mg/mL and bifonazole and ketoconazole controls ranged from 0.20 to 3.50 mg/mL. The lower concentration of the essential oil was able to control P. ochrochloron, A. fumigatus, A. versicolor, A. ochraceus and T. viride. This study shows a high fungicidal activity of G. integrifolia fruit essential oil and can support future applications by reducing the use of synthetic fungicides.

Efecto protector de Petiveria alliacea L. (Anamú) sobre la inmunosupresión inducida por 5-fluoruracilo en ratones Balb/c / Protecting effect of Petiveria Alliacea (Anamu) on the immunosuppression induced by 5-fluoruracil in Balb/c mice

A preclinical study was carried out to determinate the protective properties of Petiveria alliacea Linn on 5-Fluoruracilo (5-FU)-immunosuppressed animals, a cytostatic drug often used in cancer treatment. Were use five groups of female Balb/c mice (5 mice/group).Two groups were treated with 400 and 1200 mg/kg of P. alliacea leaves and stems powder respectively, and a third group was treated with carboxymethyl cellulose as vehicle. Two additional control groups were set up: a 5-FU treated group, as immunosuppression control, and a NaCl solution (0.9 percent treated group. Animals were treated daily for five days and then a unique dose of 150 mg/kg of 5-FU was administered and the treatment continued for another four days. At termination blood and tissue samples were collected for leukocyte total count, analysis of bone marrow cellularity, thymus weight and total IgG antibody forming cells. Our results show that the group treated with the highest dose of P. alliacea, was less affected by 5-FU-induced immunosupresion compared with the other treated groups. The results derived from this study suggest that P. alliacea, a medicinal plant product, could be used in patients under antineoplasic regimens to avoid the deleterious adverse effects of the immunosuppressive drugs.

Se realizó un estudio preclínico para la determinación de las propiedades protectoras de la planta Petiveria alliacea Linn sobre la inmunosupresión inducida por la droga citostática 5- Fluoruracilo (5-FU), la cual se utiliza muy frecuentemente en la terapia contra el cáncer. Se utilizaron cinco grupos de ratones hembras Balb/c (5 ratones por grupo) que incluyeron dos grupos de tratamiento con dos niveles de dosis del polvo de las hojas y tallos de la planta: 400 y 1200 mg/kg, así como grupos controles con solución de NACl y con el vehículo (solución de carboximetil celulosa) por vía oral, aplicados durante 5 días, luego una administración única de 150 mg/kg de 5-FU y la continuación del tratamiento en los restantes 5 días. En las variables: conteo global y diferencial de leucocitos, celularidad de la médula ósea, peso del timo y Células Formadoras de Anticuerpos (CFA) IgG totales, se pudo observar que el grupo de mayor dosis de P. alliacea tuvo una menor afectación por la inmunosupresión inducida por 5-FU, en comparación con el resto de los grupos tratados. Estos resultados apoyan el uso de formulaciones de esta planta en pacientes que reciben tratamientos antineoplásicos para la protección contra la inmunosupresión.

Analysis of fetal and placental development in rats after administration of hydroalcoholic extract from the root of Petiveria alliacea L. (Phytolaccaceae) / Análisis del desarrollo fetal y placenta en ratas después de la administración de extracto hidroalcohólico de la raíz de Petiveria alliacea L. (Phytolaccaceae)

We investigated the effect of hydroalcoholic extract the Petiveria alliacea root on fetal and placental development female rats pregnancy. Thirty female rats were mated and divided in groups: I - rats treated with placebo and sacrificed on the 7th day; II - rats treated with hydroalcoholic extract and sacrificed on the 7th day; III - rats treated with placebo and sacrificed on the 14th day; IV - rats treated with hydroalcoholic extract and sacrificed on the 14th day; V - rats treated with placebo for analysis of the offspring; VI - rats treated with hydroalcoholic extract for analysis of the offspring. The extract was administered by gavage in the dosage of 18mg/kg body wt., in 5th day of pregnancy. The implantation sites and placenta were fixed in Bouin and processed for the embedding in paraffin. The offspring were weighed, measured and counted. The hydroalcoholic extract of the root of the P. alliacea causes significant reduction in the number of implantation sites, but do not cause histological alterations in these sites and placenta. No alterations in the number, length and weight have been observed in offspring. Our results suggest that the hydroalcoholic extract from the P. alliacea in the dosage of 18mg/kg body wt., administered to female rats, on the 5th day of pregnancy, only cause a retard in the implantation process.

Se investigaron los efectos de la extracto hidroalcohólico de la raíz Petiveria alliacea sobre el desarrollo fetal y placentario en ratas preñadas. Treinta ratas hembras fueron criadas y divididas en grupos: I- Ratas tratadas con placebo y sacrificado en el día 7; II- Ratas tratadas con el extracto hidroalcohólico y sacrificadas en el día 7; III- ratas tratadas con placebo y sacrificado el día 14; IV- ratas tratadas con el extracto hidroalcohólico y sacrificaron el día 14; V- ratas tratadas con placebo para el análisis de las crías; VI- ratas tratadas con el extracto hidroalcohólico para el análisis de las crías. El extracto se administró por sonda en dosis de 18mg/kg de peso corporal, en el 5to día de preñez. Los sítios de implantación y la placenta se fijaron en Bouin y se procesaron para la inclusión en parafina. Las crías fueron pesadas, medidas y contadas. El extracto hidroalcohólico de la raíz de P. alliacea provocó una reducción significativa en el número de sitios de implantación, pero no causaron alteraciones histológicas en estos sitios y la placenta. No se observaron alteraciones en el número, longitud y peso de las crías. Nuestros resultados sugieren que el extracto hidroalcohólico de P. alliacea en la dosis de 18mg/kg de peso corporal, administrado a ratas hembras en el 5to día de preñez, sólo causó retardo en el proceso de implantación.

Subchronic and acute preclinic toxicity and some pharmacological effects of the water extract from leaves of Petiveria alliacea (Phytolaccaceae)

We tested the effects of the aqueous extract of Petiveria alliacea leaves on acute and sub-chronic toxicity, hematocrit and blood glucose level and intestinal motility of male albino NGP mice of 20 to 25 g mean weight. Treatments were in all cases doses of 1,000 and 2,000 mg/kg animal weight and a control treatment with 0.5 ml distilled water, using 10 animals per treatment and administered orally every day (5 days per week). Experimental periods were 18 and 70 days for acute and sub chronic toxicity, respectively. No mortality nor any toxicity signs could be observed. A slight but significant increase in the glucose levels during the first three weeks was observed with the 1,000 mg/kg dose but not for the higher 2,000 mg/kg dose. After administering the doses once after a starving period of six hours, no significant differences in intestinal motility could be found.

Se evaluaron los efectos del estracto acuoso de las hojas de Petiveria alliacea, en la toxicidad aguda y toxicidad subcrónica, hematocritos, niveles de glucosa en la sangre y motilidad intestinal del ratón macho albino NGP, con un peso promedio de 20 a 25g. En todos los casos los tratamientos fueron dosis de 1 000 y 2 000 mg/kg de peso del animal y un tratamiento control con 0.5 ml de agua destilada, usando 10 animales por tratamiento y administrado oralmente cinco días por semana. Los períodos experimentales fueron de 18 y 70 días para toxicidad aguda y toxicidad subcrónica, respectivamente. No se observaron signos de mortalidad ni de toxidad en ambas pruebas. Con la dosis de 1 000 mg/kg hubo un leve pero significativo incremento en los niveles de glucosa durante las primeras tres semanas, pero no con la dosis más alta de 2 000 mg/ kg. Después de administrar las dosis luego de un período de hambre de seis horas, no se encontraron diferencias significativas en la motilidad intestinal.