Διατροφική και διαχρονική συσχέτιση και διακύμανση της σύστασης του δηλητηρίου της μέλισσας Apis mellifera L.

Abstract

Bee venom is a complex mixture of ingredients produced by bees as part of their defense mechanism. It does not always act as a toxic but its ingredients often have beneficial effects on humans. This knowledge has been acquired since ancient times and is evolving nowadays by many researchers, who are increasingly investigating the action of the bee venom on various health problems. The bee venom is a dynamic product of the hive, and especially in recent years, there is an increased interest from beekeepers and companies that use it commercially. For these reasons, it is necessary to be studied and further research on the collection conditions and factors that affect its production and composition is required. At the same time the effects of collection on bees is a parameter that has not been sufficiently researched, while it is important for beekeepers to know the level of tolerance of bees in the collection.In the present thesis, the possibility of collection in the climatic conditions of our country and the effects of the season, the flora, the device, the collection time, the aggression and the breed of bees, in the production and the composition of the bee venom were investigated for the first time in Greece. At the same time, factors related to bee behaviour were studied: the development-increase of aggression, the rate of syrup consumption (hoarding behaviour), the increase of brood and the tolerance of bees during manipulations. The production of the bee venom in a collection showed great variation (0 - 0.114 g). The average yield per hive and collection was relatively low, ranging from 0.02 to 0.06 g. Regarding the ideal collection season, it was found that it is not stable every year, but in spring and early autumn higher yields were determined. At the same time, it was found that the amount of pollen collected by the bees follows a similar course to that of the amount of bee venom. All bee venom samples collected were analyzed by liquid chromatography (HPLC-DAD) and the components were identified: melittin, phospholipase-A2 and apamine. These three components were found to follow a parallel trend of fluctuations during the year, while in spring and autumn there is an increase in their concentration in the bee venom. Studying the behavior of bees in hives that used for the collection of venom, it was found that the bees did not develop aggression from the use of the collection device, even when the collections were made with great frequency (every 6 days). However, it was found that the activity of the bees of this group was more intense compared to those of the group where the collections took place at less frequent intervals (every 24 days). In addition, in the group where frequent collections were performed, a higher mortality was found on the collection device. The collection of the bee venom was not found to affect the growth of the bees and more specifically the extent of the brood, but also the rate of consumption of syrup (hoarding behavior). Comparing the collection in different flowers, it was found that the chestnut (Castanea sativa) and the heather (Erica manipuliflora), produced bee venom with a higher concentration of compounds, while qualitative differences in the composition of the product were found between the different breeds. In addition, the bees with increased aggression were found to yield a larger quantity, but of the same quality composition as the bees with low aggression. Finally, it was found that the duration of operation of the device and its type affect the production of bee venom. A device inside the hive proves to be better while the long collection time does not work even better. As it seems, the production and the composition of the venom are influenced by various factors, related either to the bee and its diet or to environmental factors, such as the season and the flora of the area. As the venom is usually intended for medical purposes, it is necessary to investigate further the conditions of its collection and management that will lead to the safe use of this product.

Το δηλητήριο της μέλισσας, είναι ένα πολύπλοκο μίγμα συστατικών που παράγουν οι μέλισσες ως μέρος του αμυντικού τους μηχανισμού. Δεν δρα πάντα ως τοξικό αλλά τα συστατικά του έχουν συχνά ευεργετικές επιδράσεις στον άνθρωπο. Η γνώση αυτή κατακτήθηκε από τους αρχαίους χρόνους και εξελίσσεται μέχρι σήμερα από πολλούς ερευνητές, οι οποίοι ολοένα και περισσότερο μελετούν τη δράση του δηλητηρίου για διάφορα θέματα υγείας. Το δηλητήριο, ως ένα δυναμικό προϊόν της κυψέλης, τα τελευταία χρόνια προκαλεί αυξημένο ενδιαφέρον σε μελισσοκόμους και εταιρίες οι οποίες το αξιοποιούν εμπορικά. Για τους λόγους αυτούς, κρίνεται απαραίτητο να μελετηθεί και να ερευνηθούν περαιτέρω οι συνθήκες συλλογής αλλά και παράγοντες που επηρεάζουν την παραγωγή και την σύσταση του. Παράλληλα οι επιδράσεις της συλλογής στις μέλισσες είναι μία παράμετρος η οποία δεν έχει ερευνηθεί αρκετά, ενώ είναι σημαντικό να γνωρίζουν οι μελισσοκόμοι το επίπεδο ανοχής των μελισσών στην συλλογή. Στην παρούσα εργασία ερευνήθηκε για πρώτη φορά στην Ελλάδα, η δυνατότητα συλλογής στις κλιματολογικές συνθήκες της χώρας μας και οι επιδράσεις της εποχής, της χλωρίδας, της συσκευής, της διάρκειας συλλογής, της επιθετικότητας και της φυλής των μελισσών, στην παραγωγή και στη σύσταση του δηλητηρίου. Ταυτόχρονα μελετήθηκαν παράγοντες σχετικοί με την συμπεριφορά των μελισσών: η ανάπτυξη-αύξηση της επιθετικότητας, ο ρυθμός κατανάλωσης σιροπιού (hoarding behavior), η αύξηση του γόνου και η ανεκτικότητα των μελισσών κατά τη διάρκεια των χειρισμών. Η παραγωγή του δηλητηρίου σε μία συλλογή παρουσίασε μεγάλη διακύμανση (0 - 0,114 g). Η μέση απόδοση ανά μελίσσι και συλλογή ήταν σχετικά χαμηλή και κυμάνθηκε από 0,02 έως 0,06 g. Όσον αφορά την ιδανική εποχή συλλογής, διαπιστώθηκε ότι δεν είναι σταθερή κάθε χρονιά, αλλά την άνοιξη και νωρίς το φθινόπωρο εντοπίστηκαν υψηλότερες αποδόσεις. Παράλληλα βρέθηκε ότι η ποσότητα της συλλεγόμενης από τις μέλισσες γύρης, ακολουθεί μία παρόμοια πορεία με αυτή της ποσότητας του δηλητηρίου. Όλα τα δείγματα δηλητηρίου που συλλέχθηκαν, αναλύθηκαν με την μέθοδο της υγρής χρωματογραφίας (HPLC-DAD) και προσδιορίστηκαν τα συστατικά: μελιττίνη, φωσφολιπάση-Α2 και απαμίνη. Τα τρία αυτά συστατικά, βρέθηκε ότι ακολουθούν μία παράλληλη τάση αυξομειώσεων κατά τη διάρκεια του έτους, ενώ την άνοιξη και το φθινόπωρο παρατηρείται αύξηση της συγκέντρωσης τους στο δηλητήριο. Μελετώντας τη συμπεριφορά των μελισσών από τη συλλογή, βρέθηκε ότι τα μελίσσια δεν ανέπτυξαν επιθετικότητα από τη χρήση της συσκευής συλλογής, ακόμα και όταν οι συλλογές γίνονταν με μεγάλη συχνότητα (κάθε 6 ημέρες). Ωστόσο διαπιστώθηκε ότι η δραστηριότητα των μελισσών αυτής της ομάδας ήταν πιο έντονη σε σχέση με αυτών της ομάδας που οι συλλογές γίνονταν σε λιγότερο συχνά χρονικά διαστήματα (κάθε 24 ημέρες). Επιπρόσθετα στην ομάδα όπου πραγματοποιούνταν συχνές συλλογές διαπιστώθηκε υψηλότερη θνησιμότητα επάνω στη συσκευή συλλογής. Η συλλογή του δηλητηρίου δεν βρέθηκε να επηρεάζει την ανάπτυξη των μελισσιών και πιο συγκεκριμένα την έκταση του γόνου, αλλά ούτε και τον ρυθμό κατανάλωσης σιροπιού (hoarding behavior). Συγκρίνοντας τη συλλογή σε διαφορετικές ανθοφορίες διαπιστώθηκε ότι η καστανιά (Castanea sativa) και η ερείκη (Erica manipuliflora), απέδωσαν δηλητήριο με υψηλότερη συγκέντρωση συστατικών, ενώ ποιοτικές διαφορές στη σύσταση του προϊόντος διαπιστώθηκε και μεταξύ των διαφορετικών φυλών. Επιπλέον τα μελίσσια με αυξημένη επιθετικότητα βρέθηκε ότι αποδίδουν μεγαλύτερη ποσότητα, ίδιας όμως ποιοτικής σύστασης με τα μελίσσια με μειωμένη επιθετικότητα. Τέλος, βρέθηκε ότι η διάρκεια λειτουργίας της συσκευής αλλά και ο τύπος αυτής επηρεάζουν την παραγωγή του δηλητηρίου. Μία συσκευή εντός της κυψέλης αποδεικνύεται καλύτερη ενώ η μεγάλη διάρκεια συλλογής δεν αποδίδει και περισσότερο. Όπως φαίνεται, η παραγωγή αλλά και η σύσταση του δηλητηρίου επηρεάζονται από διάφορους παράγοντες, σχετικούς είτε με τη μέλισσα και τη διατροφή της, είτε με το εξωτερικό περιβάλλον, όπως η εποχή και η χλωρίδα της περιοχής. Καθώς, το δηλητήριο συνήθως προορίζεται για ιατρικούς σκοπούς, είναι απαραίτητο να διερευνηθούν περεταίρω οι συνθήκες συλλογής και διαχείρισης του που θα οδηγήσουν στην ασφαλή αξιοποίηση του προϊόντος αυτού.