蜜蜂天天吃蜂蜜为什么不得糖尿病?
2024-11-19 阅读 19
更新于 2024年11月21日
补充：糖尿病是一种由胰岛素绝对或相对分泌不足以及利用障碍引发的，以高血糖为标志的慢性疾病。所以不用评论蜜蜂有没有尿了。
蜜蜂的血淋巴中除了有葡萄糖外，还有海藻糖作为它们的主要供能物质。血淋巴中高浓度的海藻糖并不会产生毒性，浓度可以有较大的波动，从而维持葡萄糖的稳定。此外蜜蜂的神经元和外周组织会表达胰岛素样肽调控体内的葡萄糖代谢，如果表达受抑制，可能表现出类似人类Ⅰ型糖尿病症状。[1]
心脏（红色）和气管网络（蓝色）。图片来源：CNX OpenStax via WikiCommons CC-BY-4.0胰岛素是动物糖代谢的核心调节因子，在动物中是保守的存在。在无脊椎动物中表达的是胰岛素样肽（ILPs），与哺乳胰岛素胰岛素样生长因子1（IGF1）配体同源。哺乳动物的胰岛素由胰岛细胞产生，但是许多昆虫是在神经元中产生胰岛素样肽，有些非神经昆虫的周围组织也会表达胰岛素样肽。[2] [3]
蜜蜂有两个ilp基因，ilp1和ilp2，它们在神经元和外周脂肪体中表达[4]。摄入食物或高水平的营养储存会导致胰岛素样肽（ILPs）的合成增强，并抑制（胰高血糖素的昆虫等效物）脂肪动力激素（AKH）的合成。神经元中ilp1表达水平可能会因为环境或社会因素下降。
使用原位杂交对蜜蜂脂肪体细胞中的ilp转录物进行特异性染色。（A） ilp1在脂肪体卵母细胞中表达；（B） ilp1的阴性对照证明了A染色的特异性。（C）ilp2在蜜蜂脂肪体的卵母细胞和滋养细胞中都有表达；（D） ilp2阴性对照显示C.o细胞染色的特异性2024年的一项研究发现，蜜蜂肠道菌群产生的琥铂酸也参与到蜜蜂胰岛素样肽表达的调控。Lactobacillus Firm-5的肠道细菌是产生琥珀酸的主要菌种，无论是直接给蜜蜂补充琥珀酸，还是让它们接触到Lactobacillus Firm-5细菌，都能够改善由于ILP1表达不足导致的类似Ⅰ型糖尿病症，同时促进脂肪和糖的代谢，增加蜜蜂体内能量储存物质——甘油三酯的积累[5]。
蜜蜂肠道细菌Lactobacillus Firm-5产生琥珀酸调节宿主能量代谢的机制
海藻糖以及葡萄糖和果糖是血淋巴糖，它们在蜜蜂体内循环。昆虫通常体型较小，在脂肪储存方面限制了它们的能量储存空间，大多数昆虫的脂肪储存相对较少。觅食的蜜蜂会获得刚好足够到达觅食目的地的花蜜，并且几乎没有脂肪储存，而是依靠血淋巴的非还原性海藻糖来为其飞行提供燃料。
脊椎动物不会以海藻糖的形式在血液中储存能量，与此形成鲜明对比的是：对于无脊椎动物来说，海藻糖是血淋巴中发现的主要糖，为了维持稳定的葡萄糖水平，海藻糖的波动最大。蜜蜂等全代谢昆虫依靠海藻糖而不是葡萄糖为日常生活活动提供燃料，可以在昆虫血淋巴中以更高的浓度（50-100mM）积累，而不会产生毒性作用。在蜜蜂中，海藻糖在血淋巴中的浓度为所有可溶性糖的9.6%至16.4%。
如果蜜蜂血淋巴海藻糖水平的降低，蜜蜂大脑中的章鱼胺水平增加，酪胺水平降低，从而使蜜蜂食欲增加，而胰岛素样肽-1或2基因表达没有显著变化。
因此蜜蜂的血淋巴中有多种糖参与供能，且有多种调控方式：包括分泌胰岛素样肽、海藻糖代谢来稳定血淋巴中的葡萄糖水平，使得每天吃糖而不得糖尿病。
参考^Ghanem S, Akülkü İ, Güzle K, Khan Z, Mayack C. Regulation of forager honey bee appetite independent of the glucose-insulin signaling pathway. Front Insect Sci. 2024 Feb 15;4:1335350. ^Flatt T., Tu M. P., Tatar M. (2005). Hormonal pleiotropy and the juvenile hormone regulation of Drosophila development and life history. BioEssays 27, 999-1010^Broughton S., Partridge L. (2009). Insulin/IGF-like signalling, the central nervous system and aging. Biochem. J. 418, 1-12 ^Nilsen KA, Ihle KE, Frederick K, Fondrk MK, Smedal B, Hartfelder K, Amdam GV. Insulin-like peptide genes in honey bee fat body respond differently to manipulation of social behavioral physiology. J Exp Biol. 2011 May 1;214(Pt 9):1488-97. ^Han B, Hu J, Yang C, Tang J, Du Y, Guo L, Wu Y, Zhang X, Zhou X. Lactobacillus Firm-5-derived succinate prevents honeybees from having diabetes-like symptoms. Proc Natl Acad Sci U S A. 2024 Sep 3;121(36):e2405410121.
因为蜜蜂和人类对于血液中血糖含量的“适用范围”完全不在一个维度上。
例如，正常人在清晨空腹血糖浓度为80～120毫克/分升（3.9～6.0mmol/dL）。空腹血糖浓度超过130毫克（6.0mmol/dL）称为高血糖。如果血糖浓度超进160～180毫克，就会有一部分葡萄糖随尿排出，这就是糖尿。
这里，正常人空腹血糖浓度为80～120毫克/dL，我们取个中间值100毫克/dL（0.1g/dL），简单换算一下，相当于血液质量浓度约1‰是葡萄糖。
