ПАТОМОРФОЛОГІЧНІ ЗМІНИ КИШЕЧНИКА БДЖОЛИ ТА ІМУННА РЕАКЦІЯ НА МІКРОСПОРИДІЮ NOSEMA APIS

Ключові слова: N. apis, A. mellifera, мікроскоп, паразит, бджола, інфекція, гістологія.

Анотація

Медоносні бджоли (Apis mellifera) є господарями широкого спектру паразитів, деякі з них, як відомо, призводять до драматичних втрат колоній, як повідомлялося в останні роки. Щоб протистояти загрозам паразитів, медоносні бджоли мають ефективну імунну систему. Оскільки, за прогнозами, імунна відповідь спричинить значні фізіологічні витрати для інфікованих осіб, очікується, що вони будуть взаємодіяти з іншими життєвими особливостями, які в кінцевому підсумку впливають на продуктивність і фізичну форму всієї бджолиної сім’ї. Тут ми перевірили, чи початковий початок інфекції негативно впливає на кишечник робочих бджіл, який є досить органом всих живих організмів та впливає на всі основні функції, перистальтику, всмоктування поживних речовин і тд. Для цього ми штучно інфікували молодих робочих бджіл широко поширеним у всьому світі збудником грибка Nosema apis, який розпізнається та знищується імунною системою медоносної бджоли. Ми порівнювали їх виживання та поведінку у порівнянні з неінфікованими особинами з одного точка пасіки та навіть з однієї бджолиної сім’ї. Спосіб життя соціальних перетинчастокрилих комах, як і всіх мурах, а також деяких бджіл і ос, призводить до того, що споріднені особини живуть у безпосередній близькості одна до одної всередині бджолиної сім’ї, що створює для паразитів дуже сприятливі умови для поширення та розмноження. Дійсно відомо, що бджоли містять широкий спектр різних паразитів, таких як віруси, бактерії, гриби, найпростіші, а також павукоподібні або інші комахи які можуть становити серйозну загрозу для бджіл. Соціальні комахи також мають індивідуальну вроджену імунну систему, і здатність особини боротися з паразитами має центральне значення для життєдіяльності бджолиної сім’ї. Вони складаються з механічної відповіді на боротьбу з великими паразитами (через такі процеси, як інкапсуляція та меланізація) у комірках, а також гуморальної відповіді, опосередкованої протимікробними пептидами, білками та іншими цитотоксичними сполуками. Активація та використання таких захисних механізмів є складною функцією і передбачається як компромісною з іншими життєвими особливостями комахи. Наприклад, імунна активація може знижує виживання інфікованих робочих бджіл та впливає на їх розмноження, спрямовуючи їхні запаси енергії на імунітет. Компроміс між імунітетом та іншими особливостями життєвого циклу, також присутній і у маток. Інфекції N. apis часто фенотипово виражаються дизентерією та підвищеним рівнем голоду комах, що призводить до підвищеного споживання меду та цукрового сиропу. N. apis зазвичай називають паразитом із низькою вірулентністю, і спори паразитів справді розпізнаються та знищуються імунною системою медоносних бджіл. Незважаючи на те, що зараз мікроспоридія Nosema поширюється фактично по всьому світу до свого дефінітивного хазяїна, механізми його впливу на організм бджіл, патогенез хвороби збудника і те, як бджоли реагують – недостатньо вивчені. Тому було вирішено провести широку характеристику на гістологічному рівні. Дослідження тканин кишкового епітелію може пояснити ранню смертність бджіл при ураженні ноземозом. Дослідження кишківника бджоли, який є цікавою модельною системою для вивчення захисних реакцій комахи.

Посилання

1. Alaux, C., Brunet, J. L., Dussaubat, C., Mondet, F., Tchamitchan, S., Cousin, M., ... & Le Conte, Y. (2010). Interactions between Nosema microspores and a neonicotinoid weaken honeybees (Apis mellifera). Environmental microbiology, 12(3), 774-782.
2. Alaux, C., Folschweiller, M., McDonnell, C., Beslay, D., Cousin, M., Dussaubat, C., ... & Le Conte, Y. (2011). Pathological effects of the microsporidium Nosema ceranae on honey bee queen physiology (Apis mellifera). Journal of invertebrate pathology, 106(3), 380-385.
3. Antúnez, K., Martín‐Hernández, R., Prieto, L., Meana, A., Zunino, P., & Higes, M. (2009). Immune suppression in the honey bee (Apis mellifera) following infection by Nosema ceranae (Microsporidia). Environmental microbiology, 11(9), 2284-2290.
4. Buchon, N., Broderick, N. A., Poidevin, M., Pradervand, S., & Lemaitre, B. (2009). Drosophila intestinal response to bacterial infection: activation of host defense and stem cell proliferation. Cell host & microbe, 5(2), 200-211.
5. Costa, C., Tanner, G., Lodesani, M., Maistrello, L., & Neumann, P. (2011). Negative correlation between Nosema ceranae spore loads and deformed wing virus infection levels in adult honey bee workers. Journal of Invertebrate Pathology, 108(3), 224-225.
6. Dussaubat, C., Brunet, J. L., Higes, M., Colbourne, J. K., Lopez, J., Choi, J. H., Martín-Hernández, R., Botías, C., Cousin, M., McDonnell, C., Bonnet, M., Belzunces, L. P., Moritz, R. F., Le Conte, Y., & Alaux, C. (2012). Gut pathology and responses to the microsporidium Nosema ceranae in the honey bee Apis mellifera. PloS one, 7(5), e37017.
7. Fenoy, S., Rueda, C., Higes, M., Martín-Hernández, R., & Del Aguila, C. (2009). High-level resistance of Nosema ceranae, a parasite of the honeybee, to temperature and desiccation. Applied and environmental microbiology, 75(21), 6886-6889.
8. Forsgren, E., & Fries, I. (2010). Comparative virulence of Nosema ceranae and Nosema apis in individual European honey bees. Veterinary parasitology, 170(3-4), 212-217.
9. Fries, I. (2010). Nosema ceranae in European honey bees (Apis mellifera). Journal of invertebrate pathology, 103, S. 73-S79.
10. Genersch, E., von Der Ohe, W., Kaatz, H., Schroeder, A., Otten, C., Büchler, R., ... & Rosenkranz, P. (2010). The German bee monitoring project: a long term study to understand periodically high winter losses of honey bee colonies. Apidologie, 41(3), 332-352.
11. Gisder, S., Hedtke, K., Möckel, N., Frielitz, M. C., Linde, A., & Genersch, E. (2010). Five-year cohort study of Nosema spp. in Germany: does climate shape virulence and assertiveness of Nosema ceranae? Applied and environmental microbiology, 76(9), 3032-3038.
12. Ha, E. M., Lee, K. A., Seo, Y. Y., Kim, S. H., Lim, J. H., Oh, B. H., ... & Lee, W. J. (2009). Coordination of multiple dual oxidase–regulatory pathways in responses to commensal and infectious microbes in Drosophila gut. Nature immunology, 10(9), 949-957.
13. Hges, M., Martín-Hernández, R., & Meana, A. (2010). Nosema ceranae in Europe: an emergent type C nosemosis. Apidologie, 41(3), 375-392.
14. Huang, Q., Kryger, P., Le Conte, Y., & Moritz, R. F. (2012). Survival and immune response of drones of a Nosemosis tolerant honey bee strain towards N. ceranae infections. Journal of invertebrate pathology, 109(3), 297-302.
15. Huang, W. F., Bocquet, M., Lee, K. C., Sung, I. H., Jiang, J. H., Chen, Y. W., & Wang, C. H. (2008). The comparison of rDNA spacer regions of Nosema ceranae isolates from different hosts and locations. Journal of invertebrate pathology, 97(1), 9-13.
16. Johnson, R. M., Evans, J. D., Robinson, G. E., & Berenbaum, M. R. (2009). Changes in transcript abundance relating to colony collapse disorder in honey bees (Apis mellifera). Proceedings of the National Academy of Sciences, 106(35), 14790-14795.
17. Lallès, J. P. (2010). Intestinal alkaline phosphatase: multiple biological roles in maintenance of intestinal homeostasis and modulation by diet. Nutrition reviews, 68(6), 323-332.
18. Martín-Hernández, R., Botías, C., Barrios, L., Martínez-Salvador, A., Meana, A., Mayack, C., & Higes, M. (2011). Comparison of the energetic stress associated with experimental Nosema ceranae and Nosema apis infection of honeybees (Apis mellifera). Parasitology research, 109, 605-612.
19. Martín-Hernández, R., Botías, C., Barrios, L., Martínez-Salvador, A., Meana, A., Mayack, C., & Higes, M. (2011). Comparison of the energetic stress associated with experimental Nosema ceranae and Nosema apis infection of honeybees (Apis mellifera). Parasitology research, 109, 605-612.
20. Mayack, C., & Naug, D. (2009). Energetic stress in the honeybee Apis mellifera from Nosema ceranae infection. Journal of invertebrate pathology, 100(3), 185-188.
21. Meana, A., Martín-Hernández, R., & Higes, M. (2010). The reliability of spore counts to diagnose Nosema ceranae infections in honey bees. Journal of Apicultural Research, 49(2), 212-214.
22. Paxton, R. J. (2010). Does infection by Nosema ceranae cause “Colony Collapse Disorder” in honey bees (Apis mellifera)?. Journal of Apicultural Research, 49(1), 80-84.
23. Pettis, J. S., Vanengelsdorp, D., Johnson, J., & Dively, G. (2012). Pesticide exposure in honey bees results in increased levels of the gut pathogen Nosema. Naturwissenschaften, 99, 153-158.
24. Ryu, J. H., Ha, E. M., & Lee, W. J. (2010). Innate immunity and gut–microbe mutualism in Drosophila. Developmental & Comparative Immunology, 34(4), 369-376. 25. Stengel, A., & Taché, Y. (2009). Neuroendocrine control of the gut during stress: corticotropin-releasing factor signaling pathways in the spotlight. Annual review of physiology, 71, 219-239.
26. Vidau, C., Diogon, M., Aufauvre, J., Fontbonne, R., Viguès, B., Brunet, J. L., ... & Delbac, F. (2011). Exposure to sublethal doses of fipronil and thiacloprid highly increases mortality of honeybees previously infected by Nosema ceranae. PloS one, 6(6), e21550.
27. Wang, P., & Hou, S. X. (2010). Regulation of intestinal stem cells in mammals and Drosophila. Journal of cellular physiology, 222(1), 33-37.
28. Warde-Farley, D., Donaldson, S. L., Comes, O., Zuberi, K., Badrawi, R., Chao, P., ... & Morris, Q. (2010). The Gene- MANIA prediction server: biological network integration for gene prioritization and predicting gene function. Nucleic acids research, 38(suppl_2), W214-W220.
29. Wu, J. Y., Smart, M. D., Anelli, C. M., & Sheppard, W. S. (2012). Honey bees (Apis mellifera) reared in brood combs containing high levels of pesticide residues exhibit increased susceptibility to Nosema (Microsporidia) infection. Journal of invertebrate pathology, 109(3), 326-329.
30. Yaremenko, I. A., Syromyatnikov, M. Y., Radulov, P. S., Belyakova, Y. Y., Fomenkov, D. I., Popov, V. N., & Terent'ev, A. O. (2020). Cyclic Synthetic Peroxides Inhibit Growth of Entomopathogenic Fungus Ascosphaera apis without Toxic Effect on Bumblebees. Molecules (Basel, Switzerland), 25(8), 1954.
Опубліковано
2023-11-20
Як цитувати
Кісіль, Д. О., & Назаренко, С. М. (2023). ПАТОМОРФОЛОГІЧНІ ЗМІНИ КИШЕЧНИКА БДЖОЛИ ТА ІМУННА РЕАКЦІЯ НА МІКРОСПОРИДІЮ NOSEMA APIS. Вісник Сумського національного аграрного університету. Серія: Ветеринарна медицина, (3(62), 44-49. https://doi.org/10.32782/bsnau.vet.2023.3.6