RE : Hmf와 꿀벌

[우성(旴成) 평택]

하이드록시메틸푸르푸랄이 꿀벌(아피스 멜리페라 카르니카)에 미치는 영향

초록

고농도의 히드록시메틸푸르푸랄(HMF)(예: 꿀 kg당 15mg HMF)은 다양한 식품의 품질 저하를 나타냅니다. 꿀벌 군집에서 저장된 벌꿀의 HMF는 꿀벌의 건강과 생존에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 실험실에서 5가지 농도(100, 500, 1000, 1500ppm)의 HMF가 포함된 표준 사료를 꿀벌에게 먹여 꿀벌의 수명과 중장 완전성에 미치는 영향을 실험적으로 확인했습니다. 동시에 감염된 꿀벌의 노세마 세라나에 포자 수에 대한 HMF의 영향도 조사했습니다. 세포 수준에서 가능한 변화를 확인하기 위해 꿀벌 중장의 면역조직화학 분석을 수행했습니다. HMF 농도와 낭충봉아부패병 포자 수 사이에는 상관관계가 확인되지 않았습니다. 노출 후 첫 15일 동안은 꿀벌에 대한 HMF의 부정적인 영향이 관찰되지 않았습니다. 그러나 노출 15일에서 30일 후, HMF는 중장 세포를 죽이고 처리 그룹 전반에서 꿀벌의 사망률을 증가시켰습니다.

1. 소개

꿀은 주로 과당과 포도당이라는 두 가지 용존 당분과 최소 22가지의 다른 복합 당분[1], 단백질, 비타민, 미네랄, 유기산, 방향족 화합물, 엽록소의 다양한 유도체 등 70가지 화합물이 고농축된 혼합물입니다[2]. 아직 발견되지 않은 꿀 성분이 더 많을 수 있습니다. 따라서 하이드 록시 메틸 푸르 푸랄 또는 5- 하이드 록시 메틸 -2- 푸랄데히드 (C6H6O3) (HMF)와 같은 물질과 같은 특정 분해 산물 (대사 산물)을 확인할 수 없다면 성분 분석으로 잠재적 인 사기 꿀을 식별하는 것이 어려울 수 있습니다. HMF는 케토-헥소스, 특히 D-과당[3] 및 용해된 단당류를 포함하는 기타 산성 매체[4]에서 선택적으로 생산할 수 있습니다. 일반적으로 HMF는 꿀에 미량으로 존재합니다[5]. 식품에서 HMF 형성 속도는 환경 온도, 설탕의 종류, pH 및 배지의 2가 양이온 농도에 따라 달라집니다 [6,7]. 과도한 가열 또는 부적절한 보관 조건은 탄수화물을 함유한 다양한 식품의 품질 저하 지표로 인식되는 HMF 수준을 높일 수 있습니다 [8]. 꿀을 부적절하게 열처리하면 꿀 발효에 영향을 미치고 꿀의 품질이 떨어집니다 [9]. 신선한 벌꿀에서 HMF는 15mg HMF/kg의 높은 농도로 발생할 수 있지만, 일반적으로 0.06-0.2mg HMF/kg 수준에서 발생합니다[5]. 대부분의 경우 HMF는 꿀에 자연적으로 존재하며, 낮은 농도(예: ~100-500ppm)에서는 꿀의 품질을 저하시키지 않으므로 꿀의 원산지 및 품질을 식별하는 지표로 사용할 수 있습니다. 세계보건기구(WHO)의 코덱스 알리멘타리우스(Codex Alimentarius)와 유럽연합(EU 지침 110/2001)은 열처리된 벌꿀의 최대 HMF 양(40mg HMF/kg)을 꿀 품질이 저하되기 시작하는 수준으로 정의했습니다. HMF 농도는 20°C 이상에서 증가합니다. 벌통 내부 온도는 일반적으로 20°C(~28~30°C)를 초과하며, 여름철에는 40°C 이상까지 올라갈 수 있는데, 이때 꿀벌에게 무해한 것으로 알려진 수준(30 mg/kg)의 1/3 수준인 10 mg/kg[10]의 HMF 농도에 도달할 수 있습니다 [11]. 이러한 높은 수준의 HMF는 꿀벌에게 무독성으로 간주되지만, 실제로 꿀벌 군집에서 안전한 수준의 HMF를 확인한 연구는 거의 없습니다[12]. 꿀에 포함된 10-15 mg/kg 미만의 HMF 농도는 꿀벌에게 거의 위험을 초래하지 않지만, 독성 농도의 HMF는 치명적인 장관 궤양을 유발하는 것으로 보입니다[12]. 시중에서 판매되는 산가수분해 역당 시럽의 약 150mg HMF/kg은 16일 이내에 꿀벌의 50% 폐사를 유발할 수 있습니다[11]. 꿀벌에게 먹이기 위한 반전 시럽의 HMF 농도는 대부분의 꿀에서와 같이 20 mg/kg을 초과해서는 안 됩니다 [13].
꿀벌 영양에 대한 HMF의 표준 제한값은 없습니다. 꿀벌 사료에서 약 250ppm의 HMF는 독성이 있는 것으로 간주됩니다 [14]. 저장된 꿀에 고농도의 HMF가 함유되어 있으면 꿀벌의 조기 폐사와 꿀벌 군집의 멸종에 영향을 미칠 수 있습니다[15]. 따라서 꿀벌에 대한 고용량 HMF의 잠재적 부작용을 이해하는 것이 중요합니다. 따라서 이 연구의 목적은 실험실 분석에서 사육된 꿀벌에 대한 HMF의 독성 영향과 작용 방식을 확인하는 것이었습니다. 또한 면역조직화학 분석법을 사용하여 일벌의 중장을 감싸고 있는 상피 세포의 세포 사멸에 대한 HMF 독성의 영향을 조사했습니다.

2. 자료 및 방법

2.1. 독성 시험
자생 카르니올란 꿀벌 아피스 멜리페라 카르니카에 대한 독성 실험은 실험실 조건에서 진행되었습니다. 일벌은 번데기 둥지 외부의 정상 온도에 따라 거의 일정한 28°C와 약 65%의 상대습도(RH)로 설정된 인큐베이터에서 유지되었습니다[16,17]. 이는 일반적으로 꿀벌 군집에 설탕 패티를 설치하는 군집 둥지 외부의 환경을 시뮬레이션하기 위한 것입니다.
원래 최대 100장의 CD를 담을 수 있도록 설계된 플라스틱 ~8cm(H) × ~12cm(Dia.) "케이크" 상자는 상단 덮개에 각각 ~2mm 너비의 원형 환기 구멍 80개를 뚫어 꿀벌 격리 장치(테스트 챔버)로 용도를 변경했습니다. 이전 실험에서도 유사한 실험용 플라스틱 상자 접근법이 사용되었습니다[18,19,20]. 꿀벌에게 각각 아피폰다 사탕과 물을 공급하는 플라스틱 먹이 튜브의 자리 표시자로 직경 12mm의 구멍 두 개를 추가로 추가했습니다. 아피폰다는 자당, 포도당 시럽, 반전당 시럽을 함유하고 있으며 0.9kg의 결정 설탕(독일 만하임, Südzucker Sugar)의 영양가에 해당합니다. 군집 서식지를 시뮬레이션하기 위해 각 봉쇄 장치에는 4cm × 5cm 크기의 왁스 파운데이션 조각이 들어 있었습니다. 꿀벌을 다섯 그룹으로 나누었습니다. 70마리의 꿀벌로 구성된 각 그룹은 개별 격리 장치에 배치되었습니다. 꿀벌 영양제로 철저히 균질화된 아피폰다를 제공했으며, 여기에 HMF(5-하이드록시메틸-2-푸랄데히드, 시그마 알드리치)를 0mg HMF/kg 캔디(대조군), 100mg HMF/kg, 500mg HMF/kg, 1000mg HMF/kg, 1500mg HMF/kg의 농도로 첨가했습니다. 실험을 시작하기 하루 전에 임상적으로 건강한 꿀벌 군집 3군에서 뚜껑을 덮은 봉군을 채취하여 34.5°C, 65% 습도의 인큐베이터에 넣었습니다. 다음 날, 새로 나온 0~24시간 된 꿀벌을 격리 장치에 넣었습니다. 각 HMF 처리 그룹을 5회 반복했습니다. 갇힌 일벌의 일일 먹이 소비량과 일일 폐사율을 기록했습니다.
대조군 및 HMF 농도에 노출된 죽은 꿀벌의 수를 세고 초기 꿀벌 개체수(n = 70)에서 그 수를 뺐습니다. 생존율은 대조군 또는 처리군당 사망률을 뺀 100%로 계산했습니다. 데이터 분석은 Statgraphic [21]의 분산 분석(ANOVA)을 사용하여 수행했습니다. 처리 그룹 간의 평균 꿀벌 생존율은 일원 분산 분석(one-way ANOVA)을 통해 비교했으며, 평균 분리는 투키(Tukey) 테스트를 통해 수행했습니다.

2.2. 면역 조직 화학 분석
꿀벌 50마리로 구성된 5개 그룹을 설정했습니다. 임상적으로 건강한 꿀벌 군집에서 독성 실험에 대해 설명한 것과 동일한 방법으로 벌집 빗을 얻었습니다. 새로 나온 지 0~24시간 된 꿀벌을 격리 장치에 넣었습니다. 첫 번째 그룹의 꿀벌은 아피폰다 사탕에 HMF를 첨가하지 않았습니다. 두 번째 그룹은 100 mg/kg의 HMF가 함유된 아피폰다를 받았습니다. 그룹 3은 500 mg/kg의 HMF가 함유된 아피폰다를 받았습니다. 그룹 4는 1000 mg/kg의 HMF가 함유된 아피폰다를 받았습니다. 그룹 5는 1500 mg/kg의 HMF를 함유한 아피폰다를 투여했습니다. 5일, 10일, 15일, 20일에 5일 간격으로 각 처리 그룹에서 3마리의 꿀벌을 무작위로 샘플링했습니다. 샘플을 채취한 꿀벌을 약 10분간 저온에 노출시켜 마취한 후 중장을 제거했습니다. 중장은 10% 중성 완충 포르말린에 고정하고 에탄올로 탈수한 다음 파라핀 왁스에 묻어 5µm 섹션으로 자른 다음 파라핀을 제거하고 In Situ 세포사멸 검출 키트 AP'(ISCDDK)(Roche, 독일 만하임)에 제공된 지침에 따라 처리했습니다. EnVision System 알칼리성 포스파타제 키트(Dako)를 사용하여 ISCDDK 분석 시약으로 처리한 섹션에서 붉은 색 침전물을 얻었습니다. 섹션을 헤마톡실린으로 역염색했습니다. TUNEL 양성 세포는 세포 사멸의 반응 산물을 나타내는 붉은 핵을 가졌습니다. 건강하고 온전한 세포의 TUNEL 음성 핵은 파란색으로 나타났습니다. 중장 조직의 대조군 라벨링은 TUNEL 반응 중에 데옥시뉴클레오티딜 전이효소(TdT) 효소를 인산 완충 식염수(PBS)로 대체하여 수행했습니다. 섹션을 Faramount 수성 마운팅 배지(Dako)에 장착했습니다. 슬라이드 내용물을 분석하고 400배율의 밝은 필드 광 현미경으로 디지털 사진으로 문서화했습니다. 이 면역조직화학 실험을 두 번 반복했습니다.
2.3. 세포 사멸의 반정량적 분석
세포 유형과 세포 사멸을 정량화하기 위해 TUNEL 표지 조직 슬라이드를 ISCDDK를 사용하여 사용했습니다. 각 실험 그룹의 꿀벌에 대해 각 개체의 총 세포 수 약 300개(그룹당 수집 시기가 다른 꿀벌 3마리)를 다른 슬라이드의 무작위 필드에서 카운트했습니다. 결과는 양성 염색을 보인 세포의 비율로 표현되었습니다. 재현성을 확인하기 위해 슬라이드의 25%를 무작위로 선택하여 두 번 채점했습니다[22,23].
2.4. 노세마 세라내 포자 수 측정
표본 꿀벌의 낭충봉아부패병 감염을 정량화하기 위해, 죽은 꿀벌을 별도의 격리 장치에 넣어 냉동실에 일시적으로 보관했습니다. 실험 케이지에서 연속으로 죽은 모든 꿀벌을 샘플링하여 N. ceranae 포자를 검사했습니다. 성체 꿀벌의 노세마 포자는 꿀벌이 나온 빗에서 유래했을 가능성이 있으며, 포자는 꿀벌 사이에 균등하게 분포되어 있다고 가정했습니다. 모든 처리 그룹에서 총 350마리의 꿀벌을 현미경으로 N. 세레인 포자를 검사했습니다. 이 냉동 꿀벌 샘플에서 N. ceranae의 종 결정은 멀티플렉스 PCR을 사용하여 확인했습니다 [24]. 포자 수는 버커 혈구 세포계와 위상차 현미경(Axioskop 2 Plus, Zeiss, Jena, Germany)을 사용하여 측정했습니다. 포자 샘플은 꿀벌의 분리된 복부에서 절구와 유봉으로 1mL의 물에 조직을 갈아서 추출했습니다. 이 균질 현탁액 한 방울(~60 μL)을 혈구 세포 분석기에 떨어뜨린 후 포자가 완전히 가라앉으면 몇 분 후에 계수를 실시했습니다. 해부된 각 벌에 대해 네 개의 바깥쪽 사각형에 있는 포자 수를 모두 4로 나눈 수를 세어 평균 N. 세라나에 포자 수를 계산했습니다.

3. 결과

3.1. 꿀벌의 수명
각 처리 그룹에서 케이지에 갇힌 꿀벌의 약 90%가 처음 15일 동안 생존했습니다(그림 1). 30일이 지난 후, 아피폰다 대조군을 포함한 5개의 처리 그룹에서 30% 미만의 꿀벌만이 살아 남았습니다. 꿀벌 생존율이 가장 급격히 감소한 시기는 처리 후 15~30일 사이에 발생했습니다(그림 1). 5개의 처리 그룹 간에 처리 차이가 발견되었습니다(그림 1; F = 2.968; df = 4; p = 0.028). 가장 높은 HMF 농도(1500mg HMF/kg)를 받은 꿀벌의 수명은 다른 HMF 처리 그룹 및 처리하지 않은 대조군 꿀벌과 비교했을 때 감소했습니다(그림 2).

그림 1. 각 처리 그룹과 처리하지 않은 대조군(아피폰다)에 대한 5일 간격으로 케이지에 갇힌 꿀벌의 생존율(%로 표시)을 보여줍니다. 막대는 ± SD를 나타냅니다.

그림 2. 실험 15일, 20일, 25일, 30일째의 살아있는 케이지 벌의 상대적 수. 그림은 처리 그룹 간 생존 꿀벌의 차이가 가장 큰 날짜를 보여줍니다. 별표는 처리 그룹 간에 통계적으로 유의미한 차이를 나타냅니다. 투키 테스트는 p < 0.05 (*) 및 p < 0.01 (**)에서 차이를 나타냅니다.
3.2. 노세마 세라나에 포자
새로 출현한 꿀벌에게 10일 동안 100 mg/kg HMF를 먹인 후, 죽은 꿀벌에서 평균 2.6 × 106 포자/벌의 밀도로 노세마가 검출되었습니다. 11일째부터 실험이 끝날 때까지 포자는 각 처리 그룹에서 다양한 수로 존재했습니다. 가장 많은 포자 수(6.6 × 106)는 처리하지 않은 대조군 꿀벌에서 26일과 30일 사이에 관찰되었습니다(그림 3). 실험 21일째부터 실험 종료일까지, 아피폰다 사탕에 100mg/kg의 HMF를 투여한 그룹에서 개체당 포자 수(5.76 × 106)가 가장 높았습니다. 실험 10일째와 20일째 사이에는 두 그룹 간에 통계적으로 유의미한 차이가 없었습니다(F = 0.642; df = 4; p = 0.634). 21일부터 실험이 끝날 때까지는 치료 그룹 간에 통계적으로 유의미한 차이가 있었습니다. 아피폰다에서 1500 mg/kg의 HMF에 노출된 가장 어린 꿀벌(10~15일)에서 높은 밀도의 노세마 포자(3.55 × 106)가 검출되었으며, 실험 후반에 죽은 꿀벌에서는 더 낮은 N. 세라나에 포자 밀도가 발견되었습니다.

그림 3. 해부된 꿀벌에서 세어본 노세마 세라나에 포자의 수입니다. 평균값은 일벌 한 마리당 포자 수 백만 개로 표시됩니다. 아피폰다 사탕의 HMF 양은 아피폰다 사탕의 HMF mg/kg으로 표시합니다. 대조군에는 아피폰다 캔디만 제공했습니다. 별표는 다른 샘플링 날짜에 따른 처리 그룹 내 N. ceranae 포자 수의 통계적으로 유의미한 차이를 나타냅니다. 투키 테스트는 p < 0.05 (*) 및 p < 0.01 (**)에서 차이를 보여 주며, 첫 번째 샘플링 날짜에 처리 그룹 3과 4의 꿀벌에서는 N. ceranae 포자가 검출되지 않았습니다. 모든 처리군에서 350마리의 꿀벌을 검사했습니다.
3.3. 면역 조직 화학 분석
10일 동안 다양한 HMF 농도에 노출된 꿀벌에서 다양한 종류의 세포사멸성 중장 세포 결손이 관찰되었습니다. 면역조직화학적으로 양성인 세포의 양은 5일에서 30일 사이에 HMF 농도에 의존하지 않았습니다(그림 4). 그러나 가장 낮은 용량의 HMF에 노출된 꿀벌의 경우, 중장 상피에서 세포 사멸(산발적인 양성 세포)이 관찰되었지만 더 높은 농도의 HMF를 먹인 꿀벌보다 낮은 수준에서 관찰되었습니다. 이와 대조적으로, 아피폰다에 500 mg/kg의 HMF가 함유된 사탕을 먹인 꿀벌의 중장 상피에서 세포 사멸 수준은 생물학적 분석 내내 높게 유지되었습니다(표 1).

그림 4. 포르말린으로 고정된 파라핀이 박힌 HMF에 노출된 일벌의 조직 중간부. In Situ 세포 사멸 검출 키트를 사용하여 TUNEL에 의한 프로그램된 세포 사멸 검출. 붉은색 아조 염료 염색이 중장 상피 세포 핵에 국한되어 있습니다(화살표). (A) 아피폰다 식이(5일), 배율 200배; (B) 아피폰다 식이(5일), 배율 200배; (C) 아피폰다 식이(10일), 배율 100배; (D) 아피폰다 식이(10일), 배율 100배; (E) 대조군(15일), 배율 200배. (F) HMF 1000 mg/kg(15일), 배율 200배; (G) HMF 500 mg/kg(20일), 배율 400배; (H) 대조군(5일), 배율 400배. 아피폰다 캔디 1kg에 HMF를 혼합하여 투여했습니다.

특히, 아피폰다에 100mg/kg 및 500mg/kg HMF를 처리한 꿀벌(그림 4A,B)에서 양성으로 판정된 중장 소화 세포의 비율은 1000 또는 1500mg/kg HMF에 노출된 그룹에 비해 훨씬 낮았습니다. 100 mg/kg의 HMF에 노출된 꿀벌의 경우, 영향을 받은 중장 상피 세포는 내강으로 방출된 정단 세포 조각으로 공포화되었습니다(그림 4A). 아피폰다의 500 mg/kg HMF에 노출된 꿀벌에서도 유사한 공포가 관찰되었습니다(그림 4B). 상피 정단 부위에서 양성 적색 반응 산물을 보이는 중장 세포는 100 또는 1500 mg/kg의 HMF를 함유한 사탕을 10일간 먹인 꿀벌(그림 4C,D)과 1500 mg/kg의 HMF를 함유한 사탕을 15일간 먹인 꿀벌(그림 4F)에서도 관찰되었습니다. 실험이 진행되는 동안 가장 높은 HMF 농도에서도 중장 상피 세포는 여전히 손상되지 않고 기저막에 부착되어 있었습니다. 처리하지 않은 꿀벌의 대조군(HMF를 첨가하지 않음)에서는 특정 적색 반응 산물을 가진 산발적인 중장 세포가 발견되었습니다(그림 3EH). 25일 또는 30일 동안 HMF 용량에 노출된 살아있는 꿀벌에서는 형태학적 변화나 양성 ISCDDK 세포의 증가가 관찰되지 않았습니다(그림 4G). 가장 높은 두 가지 농도인 1000 또는 1500 mg/kg의 HMF를 먹이고 25~30일 동안 생존한 꿀벌은 양성 반응 산물을 가진 중장 세포가 거의 없었으며, 이는 처리되지 않은 대조군 꿀벌에서 나타난 반응 수준과 유사한 관찰 결과입니다. 종합하면, 아피폰다에 500, 1000 또는 1500 mg/kg의 HMF를 15~20일 동안 먹인 꿀벌에서 가장 높은 수준의 ISCDDK 양성 중장 상피 세포가 발견되었습니다. 그 후 특정 적색 반응 산물을 가진 장내 세포의 비율이 현저하게 감소했습니다. 실험 기간 내내 가장 지속적이고 높은 수준의 세포 사멸이 500 mg/kg의 HMF를 먹인 꿀벌에서 발견되었습니다. 세포사멸 세포의 비율은 대조군을 포함한 모든 처리 그룹과 비교했을 때 높은 수준을 유지했습니다. 기생충이 중장 세포 사멸에 미치는 영향을 배제하기 위해 노세마에 감염된 꿀벌은 ISCDDK 분석에 포함하지 않았습니다. 첫 번째 및 두 번째 샘플링 날짜(5일 및 10일)에 가장 낮은 HMF 용량 효과는 중장 상피 세포의 붉은 반응 생성물로 입증되었습니다(그림 4A,C).

4. 토론

HMF에 노출된 카니올란 꿀벌은 특히 15~30일 동안 먹이를 먹은 후 폐사가 증가합니다. 따라서 꿀벌의 생존율은 꿀벌의 먹이에서 HMF 노출을 줄임으로써 개선될 수 있습니다. 대규모 실험에서 산가수분해 거꾸로 설탕 시럽에서 발견되는 비교적 낮은 농도의 HMF(150 mg/kg)는 먹이 공급 시작 후 16일 이내에 50%의 꿀벌 폐사를 유발했습니다. 마찬가지로 꿀벌의 당분 대체제인 고과당 옥수수 시럽(150 mg/kg HMF 함유)도 먹이 공급 후 약 19일 이내에 꿀벌의 50% 폐사를 유도합니다[14]. 꿀벌의 월동 여부에 관계없이 30 mg/kg~48 mg/kg의 HMF 농도는 꿀벌에게 무해한 것으로 알려져 있습니다[11]. 겨울철 식품 저장고의 HMF 농도는 꿀벌이 처음에 저장한 시럽의 농도보다 낮습니다. 아마도 꿀벌은 저장된 먹이에서 소량의 HMF를 안전하게 대사하거나 해독할 수 있을 것입니다 [25]. 이러한 소규모 연구를 제외하면 꿀벌의 건강과 생리에 대한 HMF의 영향을 체계적으로 조사한 연구는 거의 없는데, 7500ppm(mg/kg) 이상의 농도에서는 꿀벌의 대량 폐사, 즉 유충에 대한 LC50이 2424ppm에서 4280ppm에 이르는 유충의 100% 사망을 유발하는 것으로 보고되었다는 점을 고려하면 놀라운 일이 아닐 수 없습니다. 따라서 유충은 성인 꿀벌보다 HMF에 훨씬 더 민감한 것으로 보입니다 [26]. 앞서 인용한 증거와 함께 본 연구 결과는 성충 및 유충 꿀벌에 대한 HMF의 독성과 상업용 양봉장에서의 완화 필요성을 분명히 확인시켜 줍니다. 특정 식품에 HMF가 축적되면 치명적인 화학적 상호작용이 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 설탕 시럽이나 고과당 옥수수 시럽은 아피폰다 사탕과 함께 사용할 때와 비교했을 때 약 1,500 mg/kg의 고농도 HMF에서 꿀벌 폐사율(아피폰다 대조군 40%에서 설탕 시럽 80%로)을 두 배로 증가시키며 HMF의 급성 독성을 강화합니다. 먹이를 먹인 첫 2주 동안의 HMF 효과는 꿀벌에게 치명적이지 않지만 14일이 지나면 치명적이기 시작합니다. 장기간 경구 노출에 대한 꿀벌의 내성을 평가하기 위해서는 더 많은 연구가 필요합니다.
HMF가 꿀벌을 병들게 하거나 죽게 하는 메커니즘은 알려져 있지 않습니다. 우리는 중장이 병원균을 포함한 다른 독소뿐만 아니라 HMF의 활성에 가장 먼저 노출되는 신체 조직이라고 추측하고 있습니다. 장 상피 세포는 병원균과 독소에 대한 첫 번째 방어선이며 [27]; [28] 다른 장애와 함께 잠재적 인 dysbiosis는 장 상피 세포에서 에너지 조절 장애의 중요한 원천이 될 수 있습니다 [29]. 일벌의 장내 분석 결과, HMF 처리 후 첫 5일 동안 소화 세포가 비대하게 확대된 것으로 나타났습니다. 그 후, HMF 처리 후 약 10일이 지나자 영향을 받은 수많은 세포가 내강으로 방출되었으며, 이는 중장 융모의 정점 부위에서 관찰 가능한 세포 사멸로 입증되었습니다. 급여 10일째부터 15일째까지, 1000 mg/kg 및 1500 mg/kg의 HMF는 세포 사멸률을 증가시켜 상피에서 중장 내강으로 죽은 세포가 배출되는 결과를 초래했습니다. 반면, 500 mg/kg의 HMF는 낮은 수준의 세포 사멸을 초래했습니다.
처음에는 이러한 정단 상피의 변화와 일부 세포 사멸이 적응적이지만, 적절한 재생 없이 통제되지 않은 상피 세포 손실은 중장 기능의 상실로 이어집니다 [30,31]. 꿀벌에게 사탕(아피폰다)만 투여한 대조군에서는 높은 비율의 세포 사멸 원주형 세포가 발견되었으며, 이는 높은 수준의 세포 회전율을 나타냅니다. 고용량의 HMF에 노출된 꿀벌에서는 정상적인 세포 사멸에 이어 괴사성 결손의 전형적인 형태학적 변화가 뒤따랐습니다. 이 연구에서 우리는 조직 수준의 변화를 통해 관찰된 바와 같이 케이지에 갇힌 꿀벌이 HMF 처리에 민감하며, 잠재적인 해로운 효과로 인해 꿀벌의 사망률이 높아질 수 있음을 발견했습니다.
HMF 처리로 인한 폐사율의 차이 외에도 장내 세포 내에 병변이 형성되는 조직 병리학이 수반되었습니다. HMF는 처리 후 5일, 10일, 15일째에 처리하지 않은 꿀벌에 비해 더 높은 세포 사멸률을 유도했습니다. HMF 독성에 의해 유도된 세포 사멸의 조기 및 가속화된 수준은 세포가 병원성 유기체에 감염되었을 때 사용되는 것과 유사한 메커니즘인 HMF가 주변 상피 세포에 영향을 미치는 것을 방해하는 장내 방어 메커니즘으로 작용할 수 있습니다 [32]. 꿀벌의 중장은 또한 치료 후 첫날에 비대성 변화를 겪으며 죽은 세포를 내강으로 계속 밀어냅니다. 나중에, 세포 사멸 세포의 감소와 세포 용해가 전체 중장 상피를 따라 발생합니다. 따라서 죽어가는 세포가 기저층에서 서서히 분리되면서 손상된 상피가 재생됩니다. 새로운 상피는 퇴화된 상피가 완전히 배출된 직후에 재생 세포 그룹과 세포막의 잔재만 관찰되는 경우에도 형성될 수 있습니다 [33]. 장내에서 이러한 재생 과정은 HMF에 장기간 노출된 후 꿀벌의 생존을 중요하게 향상시킬 수 있습니다.
분명히 HMF는 꿀벌 소화에 용량 의존적인 세포 독성 효과가 있으며, 꿀벌이 고용량으로 인해 결국 죽기 전에 세포 수준에서 중장에 치명적이지 않은 변화와 무증상 변화가 모두 발생합니다. 꿀벌은 알려지지 않은 행동 메커니즘에 의존하여 HMF에 오염된 식품 매장이 꿀벌과 무리의 생존에 미치는 독성 영향을 완화할 수 있으므로 HMF 공급의 부작용은 군집 수준에서 연구할 필요가 있습니다.
https://www.mdpi.com/1424-2818/12/1/18

[승운(보령)]

자료 매우 감사합니다.

[우성(旴成) 평택]

감사합니다

[꺼꿀로(대구)]

감사합니다

[우성(旴成) 평택]

네 감사합니다

[김국원/포항]

설탕을 뜨거운 물에 녹이는 방법은
HMF가 증가하여
설탕을 끓는 물에 녹이지 말란 것도
이 논문에서 입증이 되는군요.

좋은 내용 감사합니다.