Tajemnicze siły organizmu:
Sekrety układu odpornościowego pszczół, cz. 1.

Od zawsze fascynowały człowieka. Liczą sobie ponad 100 milionów lat, ale dopiero niedawno stały się ważnym dla ludzi ogniwem gospodarczym. Teraz znalazły się na skraju wyginięcia. Pszczoły - podobnie jak inne organizmy żywe – nie mają łatwego życia. Stale narażone są na działanie stresów środowiskowych oraz ataki chorobotwórczych drobnoustrojów.

fot.© Roman Dudzik

W toku ewolucji rozwinęły jednak szeroką gamę mechanizmów obronnych, mających zapobiec zakażeniom oraz likwidować czynniki do nich prowadzące. Warto je nieco bliżej poznać.

Skąd te choroby?

Zanim jednak zostaną one przedstawione, należy zastanowić się, co zagraża tym społecznym i jakże pożytecznym owadom. Okazuje się bowiem, że jest ich niemało. Już samo środowisko życia pszczół stanowi swego rodzaju rezerwuar czynników chorobotwórczych, które w rezultacie wpływają na pogorszenie się stanu zdrowia tych owadów.

Rozwój i szerzenie się chorób u pszczół, to w dużej mierze skutek wciąż postępującej degradacji środowiska naturalnego, której „twórcami” jesteśmy my sami. Pyły pochodzące z produkcji przemysłowej, emisja spalin samochodowych, a także intensyfikacja procesu urbanizacji przyczyniają się do zanieczyszczenia roślin, które, będąc zapylane przez pszczoły, stanowią źródło szkodliwie wpływających na ich kondycję zdrowotną czynników. Stosowane w rolnictwie pestycydy i nawozy sztuczne potrafią ponadto skutecznie eliminować te owady z naszego środowiska.

Zagrożenie zdrowia pszczół związane jest również z występowaniem licznych chorób zakaźnych, spowodowanych wniknięciem do organizmu owada zarazków w postaci patogennych bakterii, wirusów, grzybów oraz pasożytów (wewnętrznych i zewnętrznych), które, tak jak czynniki środowiskowe, „wystawiają na próbę” sprawność pszczelich mechanizmów obronnych.

W inicjacji procesu chorobotwórczego oraz jego szerzeniu się ważną rolę odgrywają: skład rodziny pszczelej (zbyt duża ilość w rodzinie czerwiu zwiększa ryzyko rozwoju grzybic, z kolei nadmiar pszczół dorosłych stwarza dogodne warunki do rozwoju choroby zarodnikowcowej), sposób wniknięcia patogenu do organizmu pszczoły, a także obecność lub brak wektorów zarazka.

Pszczela odporność

By przeżyć w tak urządzonym środowisku, owady te musiały wytworzyć w toku ewolucji specyficzne metody obrony przed szkodliwym działaniem czynników zewnętrznych. Mechanizmy te, określane mianem odporności, to bardzo złożone procesy. Ich charakter i nasilenie zależą z jednej strony od genetycznych uwarunkowań patogenu (zdolności do przekraczania barier anatomiczno-fizjologicznych ciała owada, pokonywania jego systemu odpornościowego oraz szybkości namnażania się w jego komórkach), a z drugiej – od stadium rozwojowego pszczoły i wyjściowej sprawności jej mechanizmów obronnych.

Naturalna odporność pszczół

Pierwszy kontakt zarazków z organizmem pszczoły uruchamia spiralę mechanizmów obronnych, określonych jako odporność naturalna. Ten rodzaj systemu ochronnego determinowany jest przez szereg czynników, jak właściwości fizjologiczne i uwarunkowania genetyczne pszczół, a także poprzez wpływ środowiska, w którym żyją te owady.

Jednym z nich jest stadium rozwojowe owada. Pszczoły dorosłe, dzięki rozwinięciu swoistych metod obrony przed patogenami, uodpornione są na pewne jednostki chorobowe, takie jak zgnilec złośliwy czy grzybica wapienna. Na te choroby zapada jedynie bezbronny i młody czerw, który takich mechanizmów nie jest w stanie wytworzyć.

„Spróbuj mnie zaatakować, a pokażę ci, na co mnie stać”, czyli o tym, jak się broni pszczoła

Jak już wspomniano wyżej, pszczoły wykształciły szereg systemów chroniących je przed niekorzystnym działaniem czynników chorobotwórczych. Pierwszą barierę przed szkodliwymi wpływami z zewnątrz stanowi chitynowy pancerzyk, którym pokryte jest ciało pszczoły.

Zbudowana z węglowodanów chityna spełnia kilka ważnych funkcji. Utrudnia czynnikom zewnętrznym wniknięcie do wnętrza ciała owada, a także uodparnia je na działanie związków chemicznych, znajdujących się w skażonym środowisku. Stanowi nie lada wyzwanie również dla patogenów. Tylko te z nich, które wytwarzają chitynazę (enzym, rozkładający chitynę) potrafią pokonać barierę, jaką tworzy schitynizowany oskórek.

Choć do zakażeń poprzez układ oddechowy dochodzi rzadziej niż drogą pokarmową, to pszczoły przygotowały się i na taką ewentualność. W ich przewodzie oddechowym najistotniejszą rolę odgrywają stwardniałe włoski, które otaczają, umożliwiające pszczołom wymianę gazową, przetchlinki. Ich zadaniem jest zapobieganie wniknięciu do tchawek jednego z bardziej szkodliwych patogenów pszczół – świdraczka pszczelego (Acarapis woodi), wywołującego niebezpieczną dla tych owadów chorobę roztoczową.

Odporność komórkowa i humoralna

Najczęściej do zakażeń drobnoustrojami dochodzi drogą
pokarmową. fot.© Maria i Eugeniusz Sapiołko

Wniknięcie mikroorganizmów do wnętrza ciała pszczoły nie zawsze musi wiązać się z powstaniem stanu chorobowego. Rozwój chorób może zostać bowiem skutecznie zahamowany przez systemy odporności komórkowej oraz humoralnej. Sposób ich działania został najlepiej poznany w przypadku zakażeń bakteryjnych.

Po uszkodzeniu bariery chitynowego oskórka oraz pokonaniu ochronnego środowiska jelita bakterie przedostają się do jam ciała owada. Tam zostają zidentyfikowane jako „obce”, przez co system immunologiczny pszczoły uruchamia kolejne reakcje obronne.

Toksyczne wydzieliny mikroorganizmów eliminowane są ponadto przez rozpuszczone w hemocelu (jamie ciała) owadów swoiste białka o działaniu antytoksycznym, zwane lizozymami. Wykazują one zdolność do niszczenia ścian komórkowych bakterii. Przeciwciała wraz z antytoksynami tworzą humoralny typ odporności. Cdn.

inż. Marcin Sawicki,
dr Aneta Strachecka

Zamów prenumeratę czasopisma "Pasieka"