Datum: 05.01.2022

Obranné reakce hmyzího těla proti včelímu jedu: hrají nějakou úlohu adipokinetické hormon?

V této studii jsme zjistili, že včelí jed významně ovlivňuje fyziologické procesy v těle švába amerického Periplaneta americana, nicméně nejzajímavějším výsledkem je zjištění, že některé tyto procesy jsou modulovány švábím adipokinetickým hormonem (označovaným jako Peram-CAH-II).

Popis obrázků: Levý panel: Celková aktivita včelího jedu v těle švába amerického P. americana

Pravý panel: Fotografie z transmisního elektronového mikroskopu (foto J. Černý) zobrazující hrudní svalovinu švába amerického P. americana 24 hodin po ošetření (A) Ringerovým fyziologickým roztokem (kontrola), (B) 40 pmol Peram-CAH-II, (C) 0,5 μl včelího jedu (viz poškození myofibril), a (D) 0,5 μl včelího jedu+40 pmol Peram-CAH-II současně. Úsečky v obrázcích = 2 μm.

Včely si svůj žihadlový aparát včetně účinného jedu původně vyvinuly jako velmi sofistikovanou mechanickou a chemickou zbraň proti jedincům svého vlastního druhu nebo proti predátorským hmyzím druhům. Potřeba použití těchto zbraní proti ptákům a savcům se na evoluční scéně objevila mnohem později, a jak je známo, díky svému nespecifickému mechanismu jsou tyto zbraně velmi účinné i proti těmto obratlovcům. Je zajímavé, že o biologických a biochemických obranných reakcích vůči včelímu jedu v hmyzím těle je známo relativně málo. Proto jsme v této studii sledovali fyziologické reakce v těle modelového hmyzu švába amerického, Periplaneta americana po aplikaci včelího jedu. Injekce jedu do těla švába vyvolala silnou stresovou reakci (LD50 = 1.063 μl jedu) spojenou s významným navýšením hladiny stresového adipokinetického hormonu (AKH) v centrální nervové soustavě (CNS) i v hemolymfě. Jed vyvolal také rozsáhlou destrukci ultrastruktury svalových buněk, obzvláště pak myofibril a sarkomer, přičemž současná aplikace jedu a švábího AKH (=Peram-CAH-II) tomuto destruktivnímu účinku z větší části zabránila. Zdá se tedy, že AKH má schopnost inhibovat nekrózu svalových buněk, což může mít do budoucna velmi zajímavé teoretické i praktické důsledky. Jed v těle švába dále moduloval hladinu glycidů, lipidů a proteinů v hemolymfě, a také aktivitu trávících amyláz, lipáz a proteáz ve středním střevě. Také hladina vitellogeninů v hemolymfě samic švába se významně snížila po ošetření jedem: vitellogeniny jsou všeobecné známé lipoproteinové komplexy, které slouží jako prekurzory vaječných žloutků, ale v poslední době se ukazuje, že hrají významnou úlohu v obraně proti oxidačnímu strese, pomáhají v hojení ran a posilují hmyzí imunitu včetně obranyschopnosti proti různým patogenům. Dále je zajímavé, že hladina dopaminu a glutathionu (GSH a GSSG) vzrostla v CNS švábů po aplikaci jedu jenom mírně, avšak hladinu dopaminu se významně navýšila po aplikaci AKH i současné aplikaci jedu a AKH, zatímco hladina GSH a GSSG se významně zvýšila jen po současné aplikaci obou agens. Výsledky prokazují celkovou reakci švábího těla na ošetření včelím jedem a alespoň částečnou úlohu AKH v těchto reakcích.

Bodláková K., Černý J., Štěrbová H., Guráň R., Zítka O. and Kodrík D. (2022) Insect body defence reactions against bee venom: do adipokinetic hormones play a role? Toxins 14: 11 DOI: 10.3390/toxins14010011

Zpět

 

KONTAKT

Biologické centrum AV ČR, v.v.i.
Entomologický ústav
Branišovská 1160/31
370 05 České Budějovice

NAJÍT PRACOVNÍKA