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영양( 화분 : 단백질)이 꿀벌의 면역력에 미치는 영향

(Diet effects on honeybee immunocompetence)

원본자료출처 : http://rsbl.royalsocietypublishing.org/content/6/4/562.full.html#ref-list-1

* 화분은 꿀벌의 수명을 연장하고 성장을 촉진한다.

  -화분은 단백질 공급원로, 성장에 필요한 필수아미노산의 공급원이다.

  -화분은 꿀벌의 수명을 연장시킨다.

  -화분은 꿀벌의 대시선(hypopharyngeal gland : HPG)성장을 촉진한다.

  -화분은 꿀벌 난소(ovaries) 성장을 촉진한다.

* 화분은 꿀벌의 면역을 상승시켜 병원체 감염을 억제한다.

  - 화분은 꿀벌의 페놀옥시다아제 역가(phenoloxidase activity)를 높인다.

  꿀벌의 혈구에서 분비되는 페놀옥시다아제(phenoloxidase)는

  미생물에 대하여 식균작용(아메바작용)으로 침입한 미생물을 죽인다.

  즉 페놀옥시다아제 역가가 높으면 꿀벌의 면역력은 증가된다.

* 화분은 꿀벌의 체지방(fat body)함량을 높인다.

 꿀벌은 체지방에서 면역물질인 항균 펩타이드를 생성한다.

  체지방이 적으면 면역력이 떨어 진다.

  화분은 꿀벌의 체지방 합성을 촉진한다.

* 화분은 꿀벌의 면역물질인 항균 펩타이드 생성을 촉진한다.

  항균 펩타이드는 침입한 미생물에 결합하여 미생물을 살균한다.

  항균 펩타이드는 미생물에 대하여 살균작용을 한다.

* 화분은 꿀벌의 대시선(hypopharyngeal gland : HPG)에서 분비되는

  포도당 산화효소(glucose oxidase : GOX)역가를 높인다.

* 꿀벌의 포도당 산화효소(glucose oxidase : GOX)는

  포도당을 글루콘산과 과산화수소로 분해한다.

* 꿀벌의 포도당 산화효소(glucose oxidase : GOX)는

  꿀벌의 대시선(hypopharyngeal gland : HPG)에서 분비되는 것으로

  포도당(β-D-glucose)을 글루콘산(gluconic acid)과

  과산화수소(hydrogen peroxide)로 분해하여

  봉군의 면역력을 높인다.

* 꿀벌의 포도당 산화효소(glucose oxidase : GOX)에 의해 포도당 분해과정에서

  생성된 과산화수소(hydrogen peroxide)는 항균작용을 한다.

* 포도당 분해과정에서 생성된 과산화수소(hydrogen peroxide)는

  봉군의 식량인 벌꿀을 살균하고, 육아식량을 살균하여

  봉군전체(사회적)면역력을 높이는데 기여한다.

* 복합화분사양은 단일화분사양보다 꿀벌의 면역력을 높인다.

*요약(abstract)

꿀벌은 건강한 면역시스템(면역계)을 유지 하는 데는 많은 에너지(영양소)가 필요하며,

단백질 섭취가 부족하면 질병에 걸리기 쉽다.

곤충에서 단백질 공급과 면역력관계를 연구한 논문은 거의 없다.

서양종 꿀벌에게 단일화분(한 종류)사양과 복합화분(여러 종류의 화분)사양으로

나누어 면역력에 미치는 영향을 연구했다.

면역력 측정은 혈구(haemocyte)농도, 체지방(fat body content)함량,

페놀옥시다아제 역가(phenoloxidase activity)을 측정하였다.

꿀벌은 면역력(혈구, 체지방, 페놀옥시다아제)과 포도당 산화효소(glucose oxidase : GOX)로 봉군(colony)과 육아식량(brood food)을 살균하며,

면역인자인 혈구농도, 체지방 함량, 페놀옥시다아제 활성 및 포도당산화효소는

봉군전체의 사회(집단)면역(social immunity)을 좌우하는 매개변수이다.

단백질 공급이 꿀벌개개와 꿀벌전체의 면역력에 영향을 주지만,

어느 정도 량 이상에서는 더 이상 면역력을 높이지 않는다.

(단백질이 부족하면 면역력이 떨어지지만 적당량 이상에서는

더 이상 면역력이 상승되지 않는다.)

화분의 아미노산 조성은 꿀벌의 면역력을 높일 수 있다.

(복합 화분[여러가지 화분 혼합]은 꿀벌의 면역력을 상당량 높일 수 있다.)

단백질 공급을 충분히 했을 때, 복합화분(polyfloral)사양은 단일화분(monofloral)사양보다

포도당산화효소(glucose oxidase : GOX)활성이 높게 나타났다.

단일화분보다는 복합화분이 꿀벌의 면역력을 상승시켜,

건강한 꿀벌 양성에 좋은 것으로 나타났다.

*서론(introduction)

동물의 경우, 면역시스템을 유지하는데 생리학적으로 많은 에너지(영양소)가 필요하며,

영양결핍은 면역력을 떨어뜨려, 질병 감염을 쉽게 한다.

인간의 경우, 단백질 결핍은 혈장 내 아미노산 농도를 낮추어, 면역시스템을 약화시킨다.

그러므로 일반적인 면역력을 유지하기 위해서 충분한 단백질공급이 필요하며,

일반적인 면역력은 미생물에 대한 대응능력이다.

(미생물에 대한 방어능력인 면역력을 유지하기 위해서는 충분한 단백질 공급이 필요하다.)

곤충의 경우, 단백질 양과(품)질이 곤충 면역력미치는 영향에 대한 연구 논문은 거의 없다.

어떤 단백질이 곤충의 면역력에 영향을 주는 지 알려져 있지 않다.

*서양종 꿀벌을 대상으로, 단백질 공급량과 단백질의 품질이 꿀벌 면역력에 미치는 영향을 알아보기 위하여,

단일화분(monofloral pollen)과 복합화분(polyfloral pollen)을 꿀벌에게 사양하여 실험했다.

이 연구가 꿀벌에게 중요하다. 꿀벌은 다양한 식물로부터 수분매개를 하지만,

때로는 단일식물로부터 화분을 공급 받는다.( 하우스 등에서)

화분은 중요한 단백질 공급원으로, 성장에 필요한 필수아미노산을 포함하고 있으며,

수명(longevity), 대시선(hypopharyngeal gland : HPG)성장, 난소(ovaries) 성장,

병원체 감염 등에 영향을 준다.

면역력에 영향을 주는 적절한 화분양은 알려지지 않았다.

결론적으로 본 연구에서 최근 몇 년 동안 꿀벌이 줄어들고 있는데 그 이유를

꿀벌 영양 결핍에 의한 면역력(면역시스템)저하로 봉군이 붕괴되는 것으로 본다.

본 연구에서 환경자원의 다양성이 생물 면역에 어떻게 영향을 주는지에 대한

좋은 견본(틀)을 제공해 줄 것으로 본다.

화분을 꿀벌에게 사양했을 때 꿀벌의 면역력(질병저항성)에 주는 영향을

실험했다.

면역력의 측정은 혈구농도(haemocyte concentration)와 체지방 함량을 측정했으며,

간접적인 방법으로 세포와 체액의 면역력, 페놀옥시다아제(phenoloxidase : PO),

식균작용(encapsulation of parasites)평가 했으며,

식균 작용(균을 죽이는 작용)은 페놀옥시다아제(phenoloxidase : PO)활성에 의해서 일어나며, 체지방은 항균 펩다이드(antimicrobial peptide)합성의 주된 부위이다.

집단생활을 하는 꿀벌은 개별면역과 봉군 전체의 면역 둘 다에 의존한다.

사회(집단)면역의 매개변수로 포도당 산화효소(glucose oxidase : GOX)

활성(역가)를 분석했다.

주로 대시선(hypopharyngeal gland : HPG)에서 분비되는 것으로

포도당 산화효소(glucose oxidase : GOX)는 포도당(β-D-glucose)이

글루콘산(gluconic acid)과 과산화수소(hydrogen peroxide)로 되는 산화과정을

촉매, 과산화수소(hydrogen peroxide)는 항균작용을 한다.

꿀벌은 항균물질(antiseptic product)을 유충의 먹이와 벌꿀에 분비하여,

봉군 전체 식량을 살균하여 오염되는 것을 방지한다.

*실험재료 및 방법

실험은 서양종 잡종( A. m. ligustica / A. m. mellifera)을 가지고 했다.

화분사양(섭취)을 통제하는 동안, 1일령 벌(1-day-old bees)은 32℃, 상대습도 70%의 암실에서 사육했다.

마지막 단계의 번데기는 벌집에서 제거했다.

꿀벌은 벌꿀30% 설탕분말70%로 만든 사탕으로 사육했으며,

물과 한 가지 화분을 물에 1:10비율로 녹여서 사양했다.

화분을 10일 동안 매일 사양했으며, 벌은 5일. 10일에 면역력을 측정했다.

*결과(results)

매일 벌마다 화분 소비량(섭취량)은 큰 차이가 없었지만,

화분사양에서 면역력 차이를 발견했다.

대조구 벌은 화분사양 벌에 비교하여 혈구농도가 높았다.

페놀옥시다아제(phenoloxidase)역가를 고려하여, 소량을 화분을 공급했을 때

페놀옥시다아제(phenoloxidase)역가가 화분을 공급한 쪽이 대조구 높게 나타났다.

화분 사양이 대조구 보다 체지방(fat body content)이 높았다.(참고 : 체지방은 항균펩타이드 합성부위입니다)

같은 단백질 함량에서 복합화분(polyfloral)사양은 단일화분(monofloral)사양보다

체지방(fat body content)함량이 높았다(복합 화분 사양이 면역력이 높았다).

화분사양이 무화분 사양보다 체지방함량이 높았다.(화분사양은 꿀벌의 면역력을 높인다.)

꿀벌이 화분을 섭취하게 되면 포도당 산화효소(glucose oxidase : GOX)역가가 크게 증가했다.(포도당 산화효소 역가가 증가하면 꿀벌의 면역력이 좋아 진다.)

단일화분 보다는 복합화분 섭취가 포도당 산화효소(glucose oxidase : GOX)역가를 크게 증가 시켰다.