Published December 1, 2011 | Version v1
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Fresh, dried or smoked? repellent properties of volatiles emitted from ethnomedicinal plant leaves against malaria and yellow fever vectors in Ethiopia

Creators

  • 1. McGill University
  • 2. Addis Ababa University
  • 3. Swedish University of Agricultural Sciences

Description

In the search for plant-based mosquito repellents, volatile emanations were investigated from five plant species, Corymbia citriodora, Ocimum suave, Ocimum lamiifolium, Olea europaea and Ostostegia integrifolia, traditionally used in Ethiopia as protection against mosquitoes.The behaviour of two mosquitoes, the malaria vector Anopheles arabiensis and the arbovirus vector Aedes aegypti, was assessed towards volatiles collected from the headspace of fresh and dried leaves, and the smoke from burning the dried leaves in a two-choice landing bioassay and in the background of human odour.Volatile extracts from the smoke of burning dried leaves were found to be more repellent than those from fresh leaves, which in turn were more repellent to mosquitoes than volatiles from dried leaves. Of all smoke and fresh volatile extracts, those from Co. citriodora (52-76%) and Oc. suave (58-68%) were found to be the most repellent, Os. integrifolia (29-56%) to be intermediate while Ol. europaea (23-40%) and Os. integrifolia (19-37%) were the least repellent. One volatile present in each of the fresh leaf extracts of Co. citriodora, Oc. suave and Os. integrifolia was ß-ocimene. The levels of ß-ocimene reflected the mosquito repellent activity of these three fresh leaf extracts. Female host-seeking mosquitoes responded dose-dependently to ß-ocimene, both physiologically and behaviourally, with a maximal behavioural repulsion at 14% ß-ocimene. ß-ocimene (14%) repels mosquitoes in our 6-minute landing assays comparable to the synthetic insect repellent N,N-diethyl-m-toluamide (10% DEET).Volatiles in the smoke of burning as well as fresh leaves of Co. citriodora and Oc. suave have significant repellent properties against host seeking An. arabiensis and Ae. aegypti mosquitoes. ß-ocimene, present in the fresh leaf headspace of Co. citriodora, Oc. suave and Os. integrifolia, is a significantly effective volatile mosquito repellent in the laboratory. In addition to its repellent properties, ß-ocimene has long approved safe for use in food and cosmetics, making this volatile an intriguing compound to pursue in further tests in the laboratory and field to validate its mosquito repellent activity and potential for use in a commercial product. Also, the landing bioassay with humanised membranes is a potentially useful repellent screening technique that does not require the exposure of humans to the vectors, however further tests in parallel with conventional techniques are advised.

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Translated Description (Arabic)

في البحث عن طاردات البعوض النباتية، تم التحقيق في الانبثاق المتطاير من خمسة أنواع نباتية، Corymbia citriodora، Ocimum suave، Ocimum lamiifolium، Olea europaea و Ostostegia integrifolia، المستخدمة تقليديًا في إثيوبيا كحماية ضد البعوض. تم تقييم سلوك اثنين من البعوض، ناقلات الملاريا Anopheles arabiensis وناقل فيروس arbovirus Aedes aegypti، تجاه المواد المتطايرة التي تم جمعها من مساحة رأس الأوراق الطازجة والمجففة، والدخان الناتج عن حرق الأوراق المجففة في اختبار بيولوجي للهبوط من خيارين وفي خلفية رائحة الإنسان. تم العثور على مستخلصات متطايرة من دخان الأوراق المجففة المحترقة لتكون أكثر طاردًا من تلك الموجودة في الأوراق الطازجة، والتي بدورها كانت أكثر طاردًا للبع البعوض من المواد المتطايرة من الأوراق المجففة. من بين جميع مستخلصات الدخان والمستخلصات المتطايرة الطازجة، وجد أن المستخلصات من Co. citriodora (52-76 ٪) و Oc. suave (58-68 ٪) هي الأكثر طاردًا، بينما كانت Os. integrifolia (29-56 ٪) متوسطة بينما كانت O. europaea (23-40 ٪) و Os. integrifolia (19-37 ٪) هي الأقل طاردًا. كان أحد المستخلصات المتطايرة في كل من مستخلصات الأوراق الطازجة من Co. citriodora و Oc. suave و Os. integrifolia هو ß - ocimene. عكست مستويات ß - ocimene نشاط طارد البعوض لهذه المستخلصات الورقية الطازجة الثلاثة. استجاب البعوض المضيف الأنثوي للجرعة - اعتمادًا على ß - ocimene، من الناحيتين الفسيولوجية والسلوكية، مع تنافر سلوكي أقصى عند 14 ٪ ß - ocimene. ß - ocimene (14 ٪) يصد البعوض في فحوصات الهبوط التي تستغرق 6 دقائق لدينا مقارنة بطرد الحشرات الاصطناعية N، N - diethyl - m - toluamide (10 ٪ DEET). المتطايرة في دخان الحرق وكذلك الأوراق الطازجة من Co. citriodora و Oc. suave لها خصائص طاردة كبيرة ضد المضيف الذي يسعى للحصول على An. arabiensis و Ae. البعوض المصري. ß - ocimene، الموجود في مساحة الأوراق الطازجة من Co. citriodora و Oc. suave و Os. integrifolia، هو طارد للبع البعوض المتطاير فعال بشكل كبير في المختبر. بالإضافة إلى خصائصه الطاردة، وافق ß - ocimene منذ فترة طويلة على استخدام آمن في الأغذية ومستحضرات التجميل، مما يجعل هذا المركب المتطاير مركبًا مثيرًا للاهتمام لمتابعة المزيد من الاختبارات في المختبر والميدان للتحقق من نشاطه الطارد للبعوض وإمكانية استخدامه في منتج تجاري. أيضًا، يعد الاختبار الحيوي للهبوط بأغشية إنسانية تقنية فحص طاردة محتملة لا تتطلب تعرض البشر للنواقل، ومع ذلك يُنصح بإجراء المزيد من الاختبارات بالتوازي مع التقنيات التقليدية.

Translated Description (French)

Dans la recherche de répulsifs contre les moustiques à base de plantes, des émanations volatiles ont été étudiées à partir de cinq espèces végétales, Corymbia citriodora, Ocimum suave, Ocimum lamiifolium, Olea europaea et Ostostegia integrifolia, traditionnellement utilisées en Éthiopie comme protection contre les moustiques. Le comportement de deux moustiques, le vecteur du paludisme Anopheles arabiensis et le vecteur de l'arbovirus Aedes aegypti, a été évalué vis-à-vis des volatils collectés dans l'espace libre des feuilles fraîches et séchées, et de la fumée provenant de la combustion des feuilles séchées dans un bioessai d'atterrissage à deux choix et en arrière-plan de l'odeur humaine. Des extraits volatils de la fumée des feuilles séchées brûlées se sont révélés plus répulsifs que ceux des feuilles fraîches, qui à leur tour étaient plus répulsifs pour les moustiques que les volatils des feuilles séchées. De toutes les fumées et extraits volatils frais, ceux de Co. citriodora (52-76%) et Oc. suave (58-68%) se sont avérés être les plus répulsifs, Os. integrifolia (29-56%) étant intermédiaire tandis que Ol. europaea (23-40%) et Os. integrifolia (19-37%) étaient les moins répulsifs. Un volatile présent dans chacun des extraits de feuilles fraîches de Co. citriodora, Oc. suave et Os. integrifolia était le ß-ocimène. Les niveaux de ß-ocimène reflétaient l'activité anti-moustique de ces trois extraits de feuilles fraîches. Les moustiques femelles à la recherche d'un hôte ont répondu de manière dose-dépendante au ß-ocimène, à la fois physiologiquement et comportementalement, avec une répulsion comportementale maximale à 14% de ß-ocimène. Le ß-ocimène (14%) repousse les moustiques dans nos tests d'atterrissage de 6 minutes comparables au répulsif synthétique pour insectes N,N-diéthyl-m-toluamide (10% DEET). Les volatiles dans la fumée de combustion ainsi que les feuilles fraîches de Co. citriodora et Oc. suave ont des propriétés répulsives significatives contre les moustiques An. arabiensis et Ae. aegypti à la recherche d'un hôte. Le ß-ocimène, présent dans l'espace supérieur des feuilles fraîches de Co. citriodora, Oc. suave et Os. integrifolia, est un répulsif volatil pour moustiques significativement efficace en laboratoire. En plus de ses propriétés répulsives, le ß-ocimène est depuis longtemps approuvé sans danger pour une utilisation dans les aliments et les cosmétiques, ce qui fait de ce composé volatil un composé intrigant à poursuivre dans d'autres tests en laboratoire et sur le terrain pour valider son activité anti-moustique et son potentiel d'utilisation dans un produit commercial. En outre, le bioessai d'atterrissage avec des membranes humanisées est une technique de criblage répulsif potentiellement utile qui ne nécessite pas l'exposition des humains aux vecteurs, mais d'autres tests en parallèle avec les techniques conventionnelles sont conseillés.

Translated Description (Spanish)

En la búsqueda de repelentes de mosquitos a base de plantas, se investigaron las emanaciones volátiles de cinco especies de plantas, Corymbia citriodora, Ocimum suave, Ocimum lamiifolium, Olea europaea y Ostostegia integrifolia, utilizadas tradicionalmente en Etiopía como protección contra los mosquitos. Se evaluó el comportamiento de dos mosquitos, el vector de la malaria Anopheles arabiensis y el vector de arbovirus Aedes aegypti, hacia los volátiles recogidos del espacio de cabeza de las hojas frescas y secas, y el humo de la quema de las hojas secas en un bioensayo de aterrizaje de dos opciones y en el fondo del olor humano. Se encontró que los extractos volátiles del humo de las hojas secas quemadas eran más repelentes que los de las hojas frescas, que a su vez eran más repelentes a los mosquitos que los volátiles de las hojas secas. De todos los humos y extractos volátiles frescos, los de Co. citriodora (52-76%) y Oc. suave (58-68%) fueron los más repelentes, Os. integrifolia (29-56%) fue el intermedio, mientras que Ol. europaea (23-40%) y Os. integrifolia (19-37%) fueron los menos repelentes. Un volátil presente en cada uno de los extractos de hojas frescas de Co. citriodora, Oc. suave y Os. integrifolia fue ß-ocimeno. Los niveles de ß-ocimeno reflejaron la actividad repelente de mosquitos de estos tres extractos de hojas frescas. Los mosquitos hembras que buscan hospedadores respondieron de manera dependiente de la dosis al ß-ocimeno, tanto fisiológica como conductualmente, con una repulsión conductual máxima del 14% de ß-ocimeno. El ß-ocimeno (14%) repele a los mosquitos en nuestros ensayos de aterrizaje de 6 minutos comparables al repelente sintético de insectos N,N-dietil-m-toluamida (10% DEET). Los volátiles en el humo de la quema, así como las hojas frescas de Co. Citriodora y Oc. Suave tienen propiedades repelentes significativas contra los mosquitos An. arabiensis y Ae. aegypti que buscan hospedadores. El ß-ocimeno, presente en el espacio superior de las hojas frescas de Co. Citriodora, Oc. Suave y Os. Integrifolia, es un repelente de mosquitos volátil significativamente eficaz en el laboratorio. Además de sus propiedades repelentes, el ß-ocimeno ha sido aprobado durante mucho tiempo como seguro para su uso en alimentos y cosméticos, lo que lo convierte en un compuesto intrigante para seguir en más pruebas en el laboratorio y en el campo para validar su actividad repelente de mosquitos y su potencial para su uso en un producto comercial. Además, el bioensayo de aterrizaje con membranas humanizadas es una técnica de cribado repelente potencialmente útil que no requiere la exposición de los humanos a los vectores, sin embargo, se aconsejan más pruebas en paralelo con las técnicas convencionales.

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Translated title (Arabic)
طازجة أو مجففة أو مدخنة ؟ خصائص طاردة للمواد المتطايرة المنبعثة من أوراق النباتات الإثنية الطبية ضد ناقلات الملاريا والحمى الصفراء في إثيوبيا
Translated title (French)
Propriétés répulsives fraîches, séchées ou fumées des substances volatiles émises par les feuilles de plantes ethnomédicinales contre les vecteurs du paludisme et de la fièvre jaune en Éthiopie
Translated title (Spanish)
Propiedades repelentes frescas, secas o ahumadas de los volátiles emitidos por las hojas de plantas etnomedicinales contra los vectores de la malaria y la fiebre amarilla en Etiopía

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2143954323
DOI
10.1186/1475-2875-10-375

Is supplement to
https://openalex.org/W930225920 (Other)
https://openalex.org/W4310967054 (Other)
https://openalex.org/W4233781315 (Other)
https://openalex.org/W2963486224 (Other)
https://openalex.org/W2911798767 (Other)
https://openalex.org/W2437097927 (Other)
https://openalex.org/W2176129835 (Other)
https://openalex.org/W21518639 (Other)
https://openalex.org/W2105239037 (Other)
https://openalex.org/W2092522608 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Ethiopia

References

  • https://openalex.org/W1791909370
  • https://openalex.org/W1893586367
  • https://openalex.org/W1972060753
  • https://openalex.org/W1975946680
  • https://openalex.org/W1976205076
  • https://openalex.org/W1996265673
  • https://openalex.org/W1996659101
  • https://openalex.org/W1997122970
  • https://openalex.org/W2006226246
  • https://openalex.org/W2013887002
  • https://openalex.org/W2018563112
  • https://openalex.org/W2031323129
  • https://openalex.org/W2039396109
  • https://openalex.org/W2045156619
  • https://openalex.org/W2050664362
  • https://openalex.org/W2055546378
  • https://openalex.org/W2057391922
  • https://openalex.org/W2057756977
  • https://openalex.org/W2060496110
  • https://openalex.org/W2063035105
  • https://openalex.org/W2063414444
  • https://openalex.org/W2067747270
  • https://openalex.org/W2073263296
  • https://openalex.org/W2085269073
  • https://openalex.org/W2087140780
  • https://openalex.org/W2091630438
  • https://openalex.org/W2092220923
  • https://openalex.org/W2105113497
  • https://openalex.org/W2105768209
  • https://openalex.org/W2111940328
  • https://openalex.org/W2135519952
  • https://openalex.org/W2141491486
  • https://openalex.org/W2168106103
  • https://openalex.org/W2175918613
  • https://openalex.org/W2176129835
  • https://openalex.org/W2177619950
  • https://openalex.org/W2184518762
  • https://openalex.org/W2207261905
  • https://openalex.org/W2598290318
  • https://openalex.org/W326072622
  • https://openalex.org/W32680427
  • https://openalex.org/W4211030765