Anatomiczno–fizjologiczne bariery przeciwzakaźne pszczoły miodnej

Zagrożenie zdrowia pszczół wynika nie tylko z pojawienia się chorób zakaźnych (paraliż) i pasożytniczych (warroza), ale również z powodów szerzenia się znanych od dawna, chociaż nie zawsze prawidłowo rozpoznawanych zakażeń bakteryjnych, wirusowych i grzybiczych oraz zakażeń wywołanych przez pasożyty wewnętrzne i zewnętrzne.

Na rozwój chorób pszczół nieustannie wpływa postępująca degradacja środowiska spowodowana emisjami gazów przemysłowych, stosowaniem insektycydów, pestycydów, nawozów sztucznych, emisjami spalin i związków ropopochodnych.

Czynniki zanieczyszczające środowisko wpływają:

• bezpośrednio negatywnie na organizm pszczoły i biologię całej rodziny,
• pośrednio negatywnie poprzez zakażony pokarm,
• względnie na czynniki wywołujące chorobę.
  fot. Roman Dudzik

Środki zakażające środowisko pełnią rolę supresorów (czynników) odporności oraz mogą zwiększać zjadliwość (zdolność do wywoływania chorób), inwazyjność i przeżywalność patogenów. Modyfikacja mikroflory przewodu pokarmowego oraz ingerencja w barierę ochronną na powierzchni ciała pszczoły przyczynia się do rozwoju grzybic.

Czynniki zakaźne i inwazyjne

Duża mobilność rodziny poprzez gospodarkę wędrowną, handel matkami i rojami między krajami czy kontynentami zwiększa liczbę i częstotliwość kontaktów pszczół z patogenami (czynniki, organizmy wywołujące choroby). Staje się wtedy poważnym zagrożeniem i czynnikiem w rozwoju chorób zakaźnych i inwazyjnych.

Uprawy GMO (modyfikowane genetycznie) wpływają pośrednio lub bezpośrednio na zachowanie, rozwój i przeżycie pszczół. Nowe białka ulegające ekspresji u roślin GMO mają bezpośredni wpływ na Apis mellifera. Zmiany fenotypu (zespołu cech) roślin mogą wpływać na atrakcyjność i wartość odżywczą dla tych owadów.

Transgeniczny DNA (zmodyfikowany DNA) roślin może być przenoszony do mikroorganizmów żyjących w przewodzie pokarmowym pszczół – do postaci dorosłych i larw, które przez pierwsze dni są karmione mleczkiem i pyłkiem kwiatowym. Wpływa on niekorzystnie na pszczoły, jakość i ilość nektaru.

Adaptacja pszczół do warunków środowiska

Adaptacja pszczół do warunków środowiska i utrzymanie homeostazy, a tym samym przeżycie owada jest możliwe dzięki istnieniu trzech podstawowych układów integrujących organizm: systemu nerwowego, układu endokrynalnego (hormonalnego) i układu immunologicznego.

W rozwoju ewolucyjnym owady wykształciły zespół mechanizmów obronnych. Ich zadaniem jest ochrona przed zakażeniem oraz likwidacja czynnika zakaźnego, który wniknął do ustroju po przełamaniu barier obronnych (mechanicznych i fizjologicznych, tj.: okrywa ciała, przewód pokarmowy, układ oddechowy, hemocel). Często wytworzone mechanizmy obronne są swoiste i charakterystyczne tylko dla jednej grupy zwierząt.

Z kolei organizmy atakujące owady posiadają szereg wyspecjalizowanych przystosowań, np. W postaci syntezy czynników wirulentnych, które ułatwiają im opanowanie organizmu owada. Niezależnie od stopnia rozwoju ewolucyjnego do podstawowych cech układu immunologicznego należy zdolność rozpoznawania struktur obcych (non–self) od struktur własnych organizmu (self) oraz niszczenie lub eliminacja struktur obcych z ustroju, właściwość uczenia się i obecność pamięci immunologicznej.

Właściwość uczenia się posiadają owady holometaboliczne, do których zaliczamy pszczoły, zaś pamięć immunologiczna występuje rzadko. Pamięć immunologiczna to zdolność układu odpornościowego do zapamiętywania przebytych infekcji (wytworzenie odpowiednich dla tego rodzaju infekcji przeciwciał), co powoduje szybsze zwalczanie następnych infekcji.

Odporność

Odporność jest uwarunkowana występowaniem barier i mechanizmów obronnych o charakterze wrodzonym (odporność wrodzona, fizjologiczna) lub nabytym (odporność nabyta, indukowana). Bariery przeciwzakaźne utworzone przez struktury anatomiczno-fizjologiczne okrywy ciała, przewodu pokarmowego i układu tchawkowego zaliczane są do odporności wrodzonej, która filogenetycznie jest najstarsza.

Struktury anatomiczne i fizjologiczne ciała owadów stanowią pierwszą i zasadniczą linię obrony przeciwzakaźnej, której celem jest zabezpieczenie i niedopuszczenie do wniknięcia, osiedlenia i namnożenia się patogena w tkankach i narządach pszczół. Przełamanie tych barier ochronnych umożliwia wnikanie mikroorganizmów do jamy ciała i jednocześnie uruchamia mechanizmy obrony wewnętrznej.

Ochrona przed inwazją patogenów

Omówienie barier anatomiczno-fizjologicznych, które chronią jamę ciała (hemocel) przed inwazją patogenów:

Pszczoła miodna, podobnie jak i inne organizmy żywe, jest podatna na choroby zakaźne i pasożytnicze. Jednak poszczególne osobniki, jak i cała rodzina wykształciły zespół mechanizmów zabezpieczających przed wnikaniem i rozwojem patogenów.

Jednym z takich zabezpieczeń są opisane powyżej bariery anatomiczno-fizjologiczne, do których zaliczamy bariery okrywy ciała, przewodu pokarmowego i tchawek.

mgr Aneta Strachecka
Această adresă de email este protejată contra spambots. Trebuie să activați JavaScript pentru a o vedea.
Katedra Biologicznych Podstaw Produkcji Zwierzęcej UP w Lublinie

Słowniczek

Supresory (supresor odporności)

czynniki  (czynniki odporności).

Ekspresja białek (GMO)

modyfikacja, zmiana białek; proces, w którym informacja genetyczna zawarta w genie zostaje odczytana i przepisana na jego produkty, które są białkami lub różnymi formami RNA.

Patogeny

czynniki wywołujące chorobę ludzi, zwierząt i roślin.

Zjadliwość patogenów

wysoki stopień szkodliwości; złośliwy charakter patogenu dla organizmu gospodarza.

Fenotyp

zespół morfologicznych, anatomicznych, fizjologicznych i biochemicznych cech organizmu żywego wykształcony w trakcie jego rozwoju osobniczego (ontogenezy), a zależny od składu genowego osobnika (genotypu) i oddziaływujących nań czynników środowiskowych.

Transgeniczny DNA

zmodyfikowany genetycznie DNA.

Układ endokrynalny i immunologiczny

układ hormonalny i odpornościowy.

Czynniki wirulentne

czynniki zakaźne.

Hemocel

jama ciała mięczaków i stawonogów powstała przez zlanie się pierwotnej i wtórnej jamy ciała.

Filogeneza

rozwój rodowy, rozwój filetyczny, organizmów żywych i poszczególnych ich szczepów od chwili pojawienia się na Ziemi od czasów obecnych (lub do wymarcia).

Chityna

związek organiczny, z którego są zbudowane szkielety stawonogów, a zwłaszcza ich pancerze. Chityna jest wytwarzana przez hypodermę, czyli nabłonkowy oskórek.

Sklerotyna

nierozpuszczalne białko, przenikające i usztywniające chitynę naskórka owadów.

Dihydroksyfenole

organiczny związek chemiczny, z grupy fenoli, zawierający dwie grupy hydroksylowe przyłączone do pierścienia benzenu.

Proteazy (bakteryjne i grzybowe)

enzymy (bakteryjne i grzybowe), które rozkładają białka.

Enzymy histolityczne

enzymy syntetyzowane przez patogeny.

Błona perytroficzna

jest cienką błoną, wytwarzaną w jelicie środkowym większości owadów; otacza ona masę pokarmu, z jednej strony izolując ją od bezpośredniego kontaktu z jelitem, z drugiej strony pozwalając jednak na dyfuzję enzymów i rozłożonego pokarmu.

Przetchlinka

otwór w nieprzepuszczalnej powłoce organizmów lądowych, umożliwiający wymianę gazową (oddychanie). Występuje u wielu stawonogów jako część układu oddechowego. Są to małe otwory na powierzchni ciała, będące wyjściem tchawek. Mogą się zamykać i otwierać.

Pochodzenie ektodermalne

pochodzenie z zewnętrznego listka zarodkowego w stadium gastruli.

Pochodzenie endodermalne

pochodzenie z wewnętrznego listka zarodkowego w stadium gastruli.

Antybioza

niemożność współwystępowania pewnych gatunków organizmów wskutek wytwarzania przez jedne substancji szkodliwych dla drugich; na zjawisku antybiozy polega działanie antybiotyków.

Kompetycja

współzawodnictwo.

Potencjał oksydoredukcyjny

zdolność cząsteczki do przyjmowania elektronów.

Fitoncydy

substancje lotne lub ciekłe o działaniu bakteriobójczym (bakterie), grzybobójczym (grzyby) i pierwotniakobójczym (pierwotniaki), dlatego też wykorzystywane są w lecznictwie.

Abonament