Доброго времени суток!
Почему, а точнее как работает муравьиная кислота. Один из механизмов действия раскрыли учёные в новом исследовании.
Эктопаразит Варроа был перенесён от восточной медоносной пчелы A.cerana к западной медоносной пчеле A.mellifera ещё в начале 19-го века. С тех пор он считается одной из самых главных угроз для медоносной пчелы.
В дополнение к потере среды обитания и использованию пестицидов, это вносит значительный вклад в периодические высокие зимние потери.
Любительский перевод - обзор статьи "Влияние обработки муравьиной кислотой на протеом эктопаразита Варроа", 2021 год, журнал "PLoS One".
Клещи Варроа размножаются в закрытых выводковых ячейках и наносят серьёзный ущерб своему хозяину. Повреждение вызывается двумя способами:
- клещ присасывается к жировой ткани и гемолимфе взрослой пчелы и выводка.
- клещ передаёт различные вирусы.
Следствием варроатоза может стать снижение веса и продолжительности жизни пчелы, пороки развития, ослабление особи из-за потери питательных веществ, подавление иммунной системы.
Гибель отдельных пчёл приводит к ослаблению всей колонии как суперорганизма, за счёт снижения функциональности колонии и способности осуществлять терморегуляцию зимой.
Необработанные колонии погибают в течение 1 - 3 лет.
Обработки амитразом, флувалинатом и кумафосом имели недостаток в том, что накапливались в пчелином воске и вызывали развитие резистентности у клеща.
Сюда же можно отнести и доказанное негативное действие на пчёл, включая синергию друг с другом или с агрохимикатами. Также эти вещества и их остатки попадают в товарный мёд и продукты пчеловодства ,что может иметь негативные последствия для человека, включая отсрочённые.
Поэтому, разработка лечения органическими кислотами стала основным вариантом терапии.
Чаще используют щавелевую и муравьиную кислоты. Но муравьиная кислота (МК) имеет преимущество, так как проникает в запечатанные ячейки.
По сравнению с синтетическими акарицидами эта кислота по-прежнему эффективна, и до сих пор не наблюдали случаев устойчивости и адаптации к ней у Варроа.
МК повреждает как форетическую (расселение), так и репродуктивную стадии клеща.
Также МК одобрена в качестве натурального активного ингредиента в органическом пчеловодстве. Это делает её особенно выгодной по сравнению с синтетическими акарицидами.
Основным недостатком обработки МК является высокая вариабельность её эффективности. Количество испаряемой кислоты, и следовательно, её эффективность сильно зависят от внешних факторов (температура, влажность, сила семьи, наличие расплода, способ применения и др.).
Хотя проведено уже много исследований по применению МК ,всё же мало исследований, которые изучили бы различные механизмы действия этой кислоты.
Как-то встречала в интернете мнение о том, что МК "только обжигает присоски или органы дыхания клеща ,поэтому он и погибает". Но это скорее наши дилетантские доводы (хотя и в них тоже есть доля истины), так как учёные всё же полагают, что МК угнетает клеточное дыхание с повышением кислотности в организме ,что приводит к гибели клеща. Хм...Что же клещ окисляется изнутри?
Для того, чтобы раскрыть реальные процессы в организме клеща, обработанного МК, было проведено молекулярно - биологическое исследование. Учёные считают, что эти знания помогут адаптировать и оптимизировать лечение муравьиной кислотой. Это поможет улучшить контроль над клещом.
Некоторые детали отбора клещей.
Исследование проводили в Германии на базе одного из университетов Берлина.
Исследование проводили в 2018 - 2019 годах с августа по сентябрь.
Средние температуры и количество осадков:
2018 год: средняя суточная температура воздуха +21 гр., количество осадков 12,2 л/кв.м.
2019 год: средняя суточная температура +20,3 гр., количество осадков 28,2 л/кв.м.
Колонии обрабатывали 200 мл 60% МК с помощью испарителя. В среднем за сутки в улье испарялось 10 мл МК. Аппликаторы удалили из колоний примерно через 10 дней, после полного испарения кислоты.
Для анализа использовали жизнеспособных взрослых самок на обоих стадиях жизненного цикла. Этих клещей собрали спустя сутки после начала обработки.
Всего за 2 года собрали для изучения 320 клещей. Клещей "перемешали" (отобранные за два года, собранные в разное время, собранные в разных местах улья), чтобы уравновесить потенциальные различия в концентрациях МК для оценки влияния кислоты на все стадии клеща. Таким образом ,получилось отразить условия, приближенные к практическим.
В ходе молекулярного анализа обработанной МК и контрольной группой клещей были выявлены изменения в выработке некоторых белков (205), как в сторону увеличения белка (91), так и уменьшения выработки белка (114).
Основное действие МК на клещей - это нарушение клеточного дыхания со всеми вытекающими последствиями.
Клеточное дыхание (тканевое дыхание) - совокупность биохимических реакций, протекающих в клетках живых организмов. В ходе этих реакций происходит:
1. окисление углеводов, липидов и аминокислот до углекислого газа и воды,
2. образование энергии.
Высвобожденная энергия запасается в химических связях макроэнергетических соединений (АТФ) и может быть использована по мере необходимости.
Относится к процессам распада сложных веществ на более простые или к окислению веществ.
Впоследствии, нарушение клеточного дыхания у клещей может приводить к функциональным нарушениям и клеточным патологиям, нарушая жизнедеятельность Варроа.
Кроме того, концентрации МК в воздухе нарушают поглощение кислорода клещами.
Нарушение клеточного дыхания может иметь далеко идущие последствия, так как нарушается энергетический обмен. Возникающий в результате дефицит будет оказывать влияние на важные функции организма требующие затрат энергии (физические нагрузки, активный обмен веществ и биосинтез).
Нарушения часто проявляются в виде психомоторных расстройств (бесцельная физическая активность), ацидоза (нарушения кислотно - щелочного баланса в организме) и гипогликемии (падение уровня глюкозы).
Нарушение клеточного дыхания из-за дефицита белков, также связано с повышенным окислительным стрессом. Это приводит к неконтролируемому окислению ДНК, углеводов, белков и липидов.
Насекомые обычно реагируют на это симптомами старения, что в конечном итоге приводит к гибели клеток.
Признаком окислительного стресса является сильное увеличение концентрации белка теплового шока у обработанных МК клещей. Белки теплового шока, также известные как белки стресса, защищают клетки в неблагоприятных условиях от таких воздействий, как тепло, дефицит питательных веществ и окислительный стресс.
Кроме того, анализ белков, обработанных МК клещей, показал дисбаланс в протеостазе из-за снижения синтеза белка при его усиленном уменьшении (использовании).
Протеостаз - это состояние баланса, в котором клетка или организм поддерживают свои белки, из которых состоит организм и которые обеспечивают большинство биологических функций в клетке.
Клетка стремиться поддерживать свой белковый состав в нужном ей состоянии.
Ограниченная способность обработанных МК клещей к биосинтезу белка наблюдалась из-за общей тенденции к снижению количества белков, а также из-за подавленной экспрессии (преобразование наследственной информации в готовые белки или РНК) различных факторов передачи.
Обработка МК также вызывает рибосомный стресс - нарушение синтеза рибосом ("машин" для синтеза белка на стадии преобразования).
В результате торможения синтеза рибосом происходит замедление роста и деления клеток, что приводит к нарушениям развития и преждевременному старению.
Также обработка МК повышает активность протеасомы (распад белков на короткие аминокислотные остатки) с одновременным снижением процессов биосинтеза (производству белка). Это приводит к быстрой общей потери белка (имеется в виду общий белковый состав).
Это означает значительную потерю массы во всём организме и может объяснить повреждающее действие МК на клещей.
Дисбаланс в выработке белков усиливает общую деградацию клеточных белков для обеспечения снабжения организма аминокислотами, важными для глюконеогенеза (поддержания уровня глюкозы) и выработки энергии.
Обработка МК может привести к ослаблению клещей с последующим уменьшением потребления пищи. И, как следствие, влияет на активность накопления и расщепления белка.
У обработанных клещей также наблюдается повышение количества свободных радикалов, что приводит к увеличению количества повреждённых белков. Когда потенциал антиоксидантных систем клетки превышен, повышенная продукция АФК вызывает гибель клеток. Это также может быть одним из повреждающих механизмов действия МК на Варроа.
Это первое исследование описывающее МК - зависимые изменения белка у клеща Варроа. Однако оно описывает эффекты только на ранней стадии обработки (первые 24 часа).
И всё же, в этом что-то есть. Теперь мы знаем, что органические кислоты, в частности муравьиная кислота, не только обжигают присоски или органы дыхания клеща. Действие кислот распространяется намного глубже. Они нарушают естественный ход событий в организме клеща, нарушая основные функции жизнеобеспечения. И пока клещ не знает как им противостоять.
Берегите своих пчёл!
Живите долго и будьте здоровы! Мира Вам!!!
ВАЖНО!!! Если вы хотите использовать этот текст, пожалуйста, укажите источник – Блог Чиковой, с указанием ссылки на статью. Спасибо за понимание!
P.S. Спасибо, что дочитали до конца! Буду рада видеть вас в числе моих подписчиков! В этом блоге вы найдёте много полезной информации!
P.S. Информация на моём канале носит только ознакомительный характер.
