Muỗi là loài côn trùng gây hại đáng kể cho sức khỏe cộng đồng, là vật trung gian truyền nhiều bệnh nguy hiểm như sốt xuất huyết, sốt rét, Zika, và viêm não Nhật Bản. Việc kiểm soát muỗi hiệu quả là rất quan trọng để ngăn chặn sự lây lan của các bệnh này. Thuốc diệt côn trùng hóa học đóng vai trò quan trọng trong công tác phòng chống muỗi, tuy nhiên, việc sử dụng rộng rãi và đôi khi không hợp lý đã dẫn đến sự phát triển kháng thuốc ở muỗi. Khả năng kháng thuốc này là một thách thức lớn đối với các chương trình kiểm soát muỗi và sức khỏe cộng đồng trên toàn cầu.
Cơ chế kháng thuốc ở muỗi
Muỗi có thể phát triển kháng thuốc thông qua nhiều cơ chế khác nhau, bao gồm:
Cơ chế enzyme
Đây là cơ chế phổ biến nhất. Muỗi kháng thuốc có khả năng sản sinh ra một lượng lớn enzyme hoặc các enzyme đặc biệt có khả năng phân hủy, biến đổi cấu trúc hóa học của thuốc diệt côn trùng, khiến chúng trở nên vô hại. Có ba nhóm enzyme chính tham gia vào cơ chế này:
- Enzyme oxy hóa (cytochrome P450 monooxygenases): Nhóm enzyme này đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hóa thuốc diệt côn trùng, đặc biệt là các hợp chất organophosphate và pyrethroid. Chúng xúc tác phản ứng oxy hóa, thêm oxy vào phân tử thuốc, làm thay đổi cấu trúc và giảm độc tính.
- Glutathione S-transferases (GSTs): GSTs là nhóm enzyme tham gia vào quá trình liên hợp, gắn glutathione vào phân tử thuốc diệt côn trùng. Quá trình này làm tăng tính tan trong nước của thuốc, giúp muỗi dễ dàng bài tiết chúng ra khỏi cơ thể.
- Esterases: Enzyme esterase thủy phân liên kết ester trong các hợp chất organophosphate và carbamate, làm mất hoạt tính của thuốc.
Cơ chế thay đổi vị trí đích
Thuốc diệt côn trùng thường tác động lên các vị trí đích cụ thể trong cơ thể muỗi, ví dụ như:
- Kênh ion thần kinh: Một số loại thuốc diệt côn trùng như pyrethroid và organochlorine tác động lên kênh ion natri trên màng tế bào thần kinh, gây rối loạn quá trình dẫn truyền xung thần kinh, dẫn đến tê liệt và tử vong. Muỗi kháng thuốc có thể thay đổi cấu trúc của kênh ion natri, làm giảm khả năng liên kết của thuốc.
- Thụ thể acetylcholine: Các hợp chất carbamate và organophosphate ức chế hoạt động của enzyme acetylcholinesterase, enzyme có vai trò phân hủy acetylcholine – một chất dẫn truyền thần kinh quan trọng. Sự ức chế này dẫn đến tích tụ acetylcholine, gây co giật và tử vong. Muỗi kháng thuốc có thể thay đổi cấu trúc của thụ thể acetylcholine hoặc tăng cường sản xuất acetylcholinesterase, làm giảm hiệu quả của thuốc.
Cơ chế giảm thẩm thấu
Lớp vỏ kitin của muỗi đóng vai trò như một hàng rào bảo vệ, ngăn cản sự xâm nhập của các chất độc hại, bao gồm cả thuốc diệt côn trùng. Muỗi kháng thuốc có thể:
- Tăng độ dày của lớp vỏ kitin: Lớp vỏ dày hơn sẽ làm giảm khả năng thuốc xâm nhập vào cơ thể muỗi.
- Thay đổi cấu trúc lớp vỏ: Các thay đổi trong thành phần lipid hoặc protein của lớp vỏ kitin cũng có thể làm giảm khả năng thẩm thấu của thuốc.
Cơ chế tăng cường bài tiết
Muỗi kháng thuốc có thể phát triển các cơ chế bài tiết thuốc nhanh chóng ra khỏi cơ thể, ví dụ như:
- Tăng cường hoạt động của các protein vận chuyển: Các protein vận chuyển có vai trò vận chuyển các chất qua màng tế bào. Muỗi kháng thuốc có thể tăng cường hoạt động của các protein vận chuyển đặc hiệu đối với thuốc diệt côn trùng, giúp đẩy nhanh quá trình bài tiết.
- Thay đổi quá trình chuyển hóa thuốc: Muỗi kháng thuốc có thể chuyển hóa thuốc diệt côn trùng thành các chất chuyển hóa tan trong nước, dễ dàng bài tiết qua hệ bài tiết.
Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng kháng thuốc
Một số yếu tố có thể ảnh hưởng đến sự phát triển kháng thuốc ở muỗi, bao gồm:
- Cường độ sử dụng thuốc diệt côn trùng: Việc sử dụng thuốc diệt côn trùng thường xuyên và với liều lượng cao có thể tạo áp lực chọn lọc, thúc đẩy sự phát triển kháng thuốc.
- Loại thuốc diệt côn trùng: Các loại thuốc diệt côn trùng khác nhau có cơ chế tác động khác nhau. Việc sử dụng đơn lẻ một loại thuốc trong thời gian dài có thể dẫn đến kháng thuốc.
- Đặc điểm sinh học của muỗi: Các loài muỗi khác nhau có khả năng kháng thuốc khác nhau. Các yếu tố như vòng đời, tập tính sinh sản, và khả năng di chuyển cũng có thể ảnh hưởng đến sự phát triển kháng thuốc, do vậy, các dịch vụ diệt muỗi Đà Nẵng tại địa phương cần tìm hiểu đặc điểm của các loài muỗi, khả năng kháng thuốc tại nơi mình làm việc.
- Yếu tố môi trường: Các yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ ẩm, và sự hiện diện của các chất ô nhiễm có thể ảnh hưởng đến khả năng kháng thuốc của muỗi.
Hậu quả của kháng thuốc
Kháng thuốc ở muỗi có thể dẫn đến nhiều hậu quả nghiêm trọng, bao gồm:
- Giảm hiệu quả kiểm soát muỗi: Kháng thuốc làm giảm hiệu quả của các biện pháp kiểm soát muỗi, dẫn đến sự gia tăng quần thể muỗi và nguy cơ lây lan bệnh.
- Tăng chi phí kiểm soát muỗi: Việc kiểm soát muỗi kháng thuốc đòi hỏi phải sử dụng các loại thuốc diệt côn trùng đắt tiền hơn hoặc các biện pháp kiểm soát phức tạp hơn, dẫn đến tăng chi phí.
- Ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng: Kháng thuốc có thể làm gia tăng tỷ lệ mắc bệnh do muỗi truyền, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe cộng đồng.
Các nhóm thuốc diệt muỗi bị kháng thuốc tại Việt Nam
Fenitrothion
Tất cả các nhóm muỗi Aedes aegypti được nghiên cứu ở Việt Nam đều cho thấy độ nhạy cảm cao với fenitrothion. fenitrothion không gây ra mức độ kháng thuốc cao như các loại thuốc khác như permethrin hay etofenprox. Các quần thể muỗi tại Đà Nẵng, Hội An, Quảng Nam vẫn có mức độ nhạy cảm cao đối với fenitrothion, với tỷ lệ tử vong trung bình trên 80% trong hầu hết các năm Điều này cho thấy fenitrothion vẫn là một loại thuốc diệt côn trùng hiệu quả để kiểm soát quần thể muỗi Aedes aegypti trong khu vực này.
Việc sử dụng thuốc diệt côn trùng luân phiên và kết hợp nhiều biện pháp kiểm soát khác nhau được khuyến nghị để ngăn ngừa hoặc làm chậm sự phát triển kháng thuốc ở muỗi.
Bổ sung các chất hiệp đồng để tăng cường hiệu quả của thuốc diệt côn trùng và ức chế hoạt động của các enzyme giải độc ở muỗi, có hai chất hiệp đồng là PBO (piperonyl butoxide) và DEF (S,S,S-tributyl phosphorotrithioate) được xem là có hiệu quả cao.
PBO là chất ức chế enzyme cytochrome P450 monooxygenase, một enzyme quan trọng trong cơ chế kháng thuốc của muỗi đối với các hợp chất pyrethroid. Nghiên cứu của Wang (1996) cho thấy PBO có thể làm tăng độc tính của alpha-cypermethrin đối với ấu trùng muỗi Aedes aegypti lên 23.6 lần.
DEF là chất ức chế enzyme esterase, enzyme tham gia vào quá trình thủy phân và giải độc các hợp chất organophosphate và carbamate.
Kết hợp PBO hoặc DEF với thuốc diệt côn trùng có thể làm tăng hiệu quả kiểm soát muỗi, đặc biệt là đối với các quần thể muỗi kháng thuốc.
Khả năng kháng thuốc của deltamethrin
khả năng kháng deltamethrin ở muỗi Aedes aegypti đã được quan sát thấy, mặc dù mức độ kháng thuốc có sự khác biệt giữa các khu vực.
Cụ thể, tài liệu cho biết:
- Tỷ lệ kháng deltamethrin cao hơn ở thành phố Đà Nẵng so với huyện Thăng Bình và thành phố Hội An, tỷ lệ tử vong trung bình của muỗi khi tiếp xúc với deltamethrin dao động từ 70% đến 90%. Điều này có thể liên quan đến việc sử dụng deltamethrin để kiểm soát muỗi ở Đà Nẵng trong giai đoạn 2007-2008.
- Kết quả kiểm tra sinh học cho thấy muỗi Aedes aegypti ở các khu vực miền Nam Việt Nam có mức độ kháng deltamethrin từ trung bình đến cực cao.
- Hoạt động của enzyme cytochrome P450 monooxygenase tăng lên ở một số nhóm muỗi kháng deltamethrin. Enzyme này được cho là có vai trò trong cơ chế kháng thuốc của muỗi đối với pyrethroid, bao gồm cả deltamethrin.
Nhìn chung, khả năng kháng deltamethrin ở muỗi Aedes aegypti là một vấn đề đáng quan ngại. Việc giám sát kháng thuốc, luân phiên sử dụng thuốc diệt côn trùng và kết hợp nhiều biện pháp kiểm soát khác nhau là cần thiết để quản lý kháng thuốc và đảm bảo hiệu quả kiểm soát muỗi
Khả năng kháng permethrin ở muỗi
Khả năng kháng permethrin ở muỗi Aedes aegypti:
- Mức độ kháng permethrin cao: Các nhóm muỗi được nghiên cứu ở miền Nam Việt Nam đều cho thấy mức độ kháng permethrin từ trung bình đến cực cao.
- Tỷ lệ kháng permethrin tăng: Tỷ lệ các nhóm muỗi kháng permethrin ở thành phố Đà Nẵng và huyện Thăng Bình đều là 100%, trong khi ở thành phố Hội An, tỷ lệ này tăng lên 100% sau năm 2008.
- Enzyme giải độc tăng cường: Kết quả phân tích sinh hóa cho thấy hoạt động của enzyme β-esterase tăng lên ở các nhóm muỗi kháng permethrin. Enzyme này có khả năng thủy phân permethrin, làm giảm độc tính của thuốc.
Ngoài ra, một số điểm đáng chú ý khác liên quan đến kháng permethrin:
- Ảnh hưởng của ấu trùng: Nghiên cứu trước đó vào năm 2008 cho thấy ấu trùng muỗi Aedes aegypti ở miền Nam Việt Nam cũng biểu hiện khả năng kháng permethrin cao.
- Vai trò của enzyme cytochrome P450: Enzyme cytochrome P450 được cho là tham gia vào cơ chế kháng permethrin ở muỗi.
Như vậy, khả năng kháng permethrin ở muỗi Aedes aegypti là một vấn đề đáng quan ngại. Việc giám sát kháng thuốc, sử dụng thuốc diệt côn trùng luân phiên, và kết hợp nhiều biện pháp kiểm soát khác nhau là rất quan trọng để quản lý kháng thuốc permethrin và đảm bảo hiệu quả kiểm soát muỗi
Khả năng kháng thuốc lambda-cyhalothrin
Khả năng kháng thuốc của muỗi vằn Ai Cập đối với lambda-cyhalothrin tại khu vực phía Nam Việt Nam đã có sự gia tăng đáng kể từ năm 2002 đến năm 2012. Tỷ lệ tử vong của muỗi khi tiếp xúc với lambda-cyhalothrin đã giảm từ hơn 80% vào những năm đầu xuống dưới 30% vào năm 2011. Điều này cho thấy rằng quần thể muỗi đã phát triển khả năng kháng thuốc cao đối với lambda-cyhalothrin, khiến nó trở nên kém hiệu quả hơn trong việc kiểm soát muỗi
Các biện pháp quản lý kháng thuốc
Để cải thiện vấn đề kháng thuốc của muỗi đối với các loại thuốc diệt côn trùng, một số giải pháp có thể được áp dụng nhằm ngăn chặn hoặc làm chậm sự phát triển của khả năng kháng thuốc, bao gồm:
- Luân phiên sử dụng các loại thuốc diệt côn trùng khác nhau:
- Sử dụng nhiều loại thuốc có cơ chế tác động khác nhau để tránh việc muỗi phát triển kháng lại một loại thuốc cụ thể. Ví dụ, xen kẽ giữa các thuốc có cơ chế tác động từ nhóm pyrethroid (như permethrin, lambda-cyhalothrin) với nhóm organophosphate (như fenitrothion).
- Sử dụng kết hợp các chất phụ gia (synergists):
- Các chất phụ gia như Piperonyl butoxide (PBO) có thể được thêm vào thuốc diệt côn trùng để tăng cường hiệu quả và làm chậm quá trình kháng thuốc bằng cách ức chế các enzym giải độc trong cơ thể muỗi, giúp tăng khả năng diệt muỗi.
- Sử dụng biện pháp kiểm soát sinh học:
- Áp dụng các biện pháp sinh học như thả các loài thiên địch ăn muỗi (ví dụ: cá ăn bọ gậy), sử dụng các vi khuẩn hoặc vi rút có khả năng tiêu diệt ấu trùng muỗi. Phương pháp này không chỉ giúp kiểm soát quần thể muỗi mà còn giảm nhu cầu sử dụng hóa chất .
- Giảm thiểu nguồn sinh sản của muỗi:
- Loại bỏ các khu vực có nước đọng, nơi muỗi đẻ trứng và phát triển thành ấu trùng. Điều này có thể giảm đáng kể quần thể muỗi và nhu cầu sử dụng thuốc diệt côn trùng.
- Giám sát và kiểm soát kháng thuốc thường xuyên:
- Theo dõi thường xuyên khả năng kháng thuốc của quần thể muỗi địa phương để có thể điều chỉnh chiến lược sử dụng thuốc kịp thời, ngăn ngừa sự phát triển của kháng thuốc. Các chương trình giám sát định kỳ giúp xác định được thời điểm cần thay đổi loại thuốc diệt muỗi hiệu quả hơn.
- Tăng cường giáo dục cộng đồng:
- Nâng cao nhận thức của người dân về việc phòng chống muỗi thông qua các biện pháp phi hóa chất như sử dụng màn chống muỗi, áo quần dài tay, và vệ sinh môi trường.
Kết luận
Kháng thuốc ở muỗi là một vấn đề sức khỏe cộng đồng quan trọng, đòi hỏi sự quan tâm và nỗ lực của toàn xã hội. Việc thực hiện các biện pháp quản lý kháng thuốc một cách toàn diện và hiệu quả là rất cần thiết để bảo vệ sức khỏe cộng đồng và ngăn chặn sự lây lan của các bệnh do muỗi truyền.
