큐티클 특성은 집파리, Musca Domestica에 대한 백리향 오일의 주요 성분의 살충 시너지 효과에 영향을 미칩니다.

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 12654(2023) 이 기사 인용

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식물 에센셜 오일은 주로 모노테르펜과 일부 세스퀴테르펜으로 구성된 복잡한 혼합물입니다. 이러한 오일은 표적 유기체에 대해 다양한 생체 활성을 나타내며, 종종 구성 성분 간의 복잡한 상호 작용으로 인해 발생하며, 이는 시너지 효과 또는 길항 효과를 나타낼 수 있습니다. 식물 살충제로 널리 사용됨에도 불구하고 이러한 상호 작용의 메커니즘과 생체 활성에 미치는 영향은 잘 알려져 있지 않습니다. 이 연구에서는 집파리 Musca Domestica의 유충과 성충에 대한 Thymus vulgaris 에센셜 오일의 두 가지 주요 성분인 티몰과 p-시멘의 시너지 상호 작용을 조사했습니다. 결과는 p-시멘이 집파리 성체에서는 티몰의 살충 활성을 상승시켰지만 유충에서는 그렇지 않음을 보여주었습니다. GC-MS 분석 및 생물검정에서는 p-시멘에 의한 티몰의 큐티몰 침투 증가가 시너지 메커니즘으로 나타났으며 이는 성인에서만 관찰되었습니다. 두 가지 잠재적인 경로가 제안되었습니다: 습윤 영역의 확장 또는 왁스 층의 용해를 통한 큐티클 무결성의 붕괴. 순차 적용 및 대량 처리 생물학적 분석 결과는 전자가 더 가능성 있는 메커니즘임을 시사했습니다. 또한 큐티클의 소수성은 이러한 단계별 시너지 효과에 중요한 것으로 보였습니다. 왁스가 없는 성충은 시너지 독성을 나타내지 못한 반면, 인위적으로 왁스로 코팅된 유충은 시너지 효과를 얻었습니다. 전반적으로, 이번 연구 결과는 식물 에센셜 오일의 살충 활동의 시너지 메커니즘에 대한 통찰력을 제공하고 침투 강화 시너지제를 사용하여 효과적인 전략을 개발하는 데 잠재적인 응용 가능성을 제시합니다.

합성 살충제가 환경 및 건강에 미치는 영향에 대한 우려가 높아지면서 보다 안전한 해충 방제 전략을 모색하게 되었고, 식물 에센셜 오일이 대체 후보로 간주됩니다. 이는 일반적으로 기존 살충제보다 인간과 야생 동물에 대한 독성이 덜한 것으로 간주되므로 다양한 해충 방제에 유망한 것으로 보입니다1. 요즘에는 많은 상용화된 식물 살충제가 시장에 나와 있습니다2,3,4,5. 대부분의 에센셜 오일은 증기 증류를 통해 다양한 식물 공급원의 꽃 꼭대기, 나무껍질, 수지 및 씨앗에서 추출됩니다6. 이들은 주로 모노테르펜과 세스퀴테르펜과 같은 다양한 성분으로 구성됩니다7. 에센셜 오일 성분의 화학적 복잡성과 구조적 다양성으로 인해 개별 성분보다 크거나 작은 결합된 생체 활성이 나타나는 경우가 많습니다. 그러나 이러한 분자간 상호 작용의 메커니즘은 덜 이해됩니다.

많은 오일은 곤충의 중독 반응을 빠르게 유발하는데, 이는 이러한 오일의 활성 성분이 신경계에 직접적으로 영향을 미치고 살충 활성을 나타낼 수 있음을 시사합니다8,9,10. 연구에 따르면 에센셜 오일의 주요 화합물의 구조적 다양성은 다양한 작용 방식을 나타낼 수 있습니다. 예를 들어 백리향 오일과 시더우드 오일의 주요 성분인 티몰과 누트카톤은 각각 반대 방식으로 Drosophila melanogaster의 감마-아미노부티르산(GABA) 수용체를 조절합니다11,12. 옥토파민성, 티라민성, 콜린성 시스템을 포함한 다른 신경 표적도 다양한 에센셜 오일 유래 화합물의 잠재적인 표적 부위/시스템으로 제안되었습니다13,14,15,16.

식물 에센셜 오일의 시너지 메커니즘에 관해 몇 가지 가설이 제안되었습니다. 기존의 시너지제와 유사하게 바질 및 제라늄 오일은 독성 물질의 주요 해독 효소인 시토크롬 P450과 글루타티온-S-트랜스퍼라제의 활성을 모두 억제합니다17. 또 다른 연구에서 리모넨은 Spodoptera litura 유충의 중추신경계에서 에스트라골에 대한 전기생리학적 반응을 증폭시켰습니다. Trichoplusia ni와 같은 다른 나비목 곤충에 대해 혼합물의 표면 장력을 낮춤으로써 활성 화합물의 큐티클 침투를 변경하는 것이 또 다른 잠재적인 시너지 메커니즘으로 제안되었습니다.