张雪：蜜蜂每天吃蜂蜜，怎么不能得糖尿病？

每个人身边都有亲戚朋友在遭受糖尿病的困扰吗？你们有没有想过，蜜蜂每天吃蜂蜜，为什么不能得糖尿病？

原来其“肠道菌”在其中起着十分重要的调节作用。

这种生物系统的突破性研究，不仅保护了蜜蜂，而且给我们人类的健康带来了一个全新的视角。

张雪

中国农业大学植物保护学校 讲师

大家好，我是中国农业大学的张雪，今天我要讲一个关于蜜蜂和糖尿病的故事。

根据统计，世界上的每一个 11 一个人在几秒钟内死于糖尿病引起的并发症，而中国的糖尿病患者数量已经超过1亿。你身边有没有遭受糖尿病困扰的亲戚朋友？

在糖尿病患者的饮食方面，最需要注意哪些问题？ , 便是忌糖。

你们有没有想过，蜜蜂每天吃蜂蜜，为什么不能得糖尿病？

事实上，蜜蜂是一种动物昆虫，每个人都非常喜欢它。它不仅为我们提供美味的蜂蜜，也是一种特别重要的传粉昆虫。蜜蜂超过 70% 农作物传粉，其传粉经济效益超过了 3000 一亿美元，没有蜜蜂，我们的很多农产品都会消失，所以保护蜜蜂，其实就是保护自己。

蜜蜂的传粉生物学基础之一是它的花粉和花蜜的特殊食物。它的食物含有各种碳水化合物，但花蜜中的糖含量甚至可以高达 70%，经蜜蜂酿造后酿造成蜂蜜，经过一次水分挥发后，其蜂蜜的含糖量可高达 80%。

给大家一个直观的印象，我们实际上也在实验室里养蜜蜂，实验室里的蜜蜂吃什么？

我们会喂食 50% 科学家证实了50%的糖水。 蜜蜂更喜欢糖水，因为糖浓度太高会比较粘，所以不太喜欢。

所以我们要在实验室配备 30 如果是毫升糖溶液，则需要加入一半的糖，即 15 克那么多糖，不难想象它是很甜的。

比如人，还有一些常规的模式动物，比如老鼠和果蝇。在长期高糖饮食下，很容易导致新陈代谢紊乱，进而导致肥胖、心血管疾病、糖尿病等疾病。那么为什么蜜蜂可以在不患糖尿病的情况下适应如此高糖的饮食呢？

我很想先介绍一下蜜蜂的肠道菌，然后再回答这个问题。

因为蜜蜂不仅是一种重要的传粉昆虫，也是一种非常重要的社会昆虫，它的肠道菌可以通过社会生活在世代中传播，所以它的肠道菌和蜜蜂也有8000多万年的共同进化历史。在长期的共同进化过程中，肠道菌已经形成了特殊的菌种，这在环境中是不存在的。

这些肠道菌主要种植在蜜蜂的后肠，相当于我们的大肠。然后这些肠道菌种形成稳定的菌群结构，共同发挥一个功能，所以它们与蜜蜂形成了非常密切的互作关系。

蜜蜂的肠道菌对蜜蜂的某些食物降解起着十分重要的作用。我们知道蜜蜂也吃花粉。花粉富含纤维素、半纤维素、果胶等复杂的多糖大分子。事实上，蜜蜂和哺乳动物不能自行降解这些大分子，这完全依赖肠道菌来降解它们。肠道菌也参与了蜜蜂的氨基酸、脂肪等代谢，肠道菌的这些代谢物可以控制蜜蜂的生长、发育、免疫和行为。

既然肠道菌和蜜蜂有这么长的共同进化历史，那么肠道菌在适应蜜蜂食性变化和这种高糖饮食的过程中是否起着关键作用呢？

为了验证这个问题，我们还在实验室的条件下建立了无菌蜜蜂模型，换句话说，为什么要用无菌蜜蜂来清除蜜蜂的肠道菌呢？

因为蜜蜂是一种社会动物，它的肠道细菌是在成年人羽化后建立的，所以它在新羽化的时候，在蛹的时候，它属于一个封闭的环境，它实际上没有肠道细菌。羽化后，它通过社会性生活、哺乳、整理，或从肠道环境中的粪便细菌建立肠道细菌群。

那么我们就想知道这种肠道菌是否适应了它的高糖饮食，以及它的代谢调节，我们就选择一个极端的环境。

因为无菌蜜蜂很容易得到，所以我们来看看无菌蜜蜂是否会影响这些无菌的生长代谢表，所以我们只是利用这种蜜蜂的天然无菌系统来构建一个实验。

我们可以看到这种透明的，类似于饭盒，里面是蛹阶段挖出来的虫子。我们可以看到它是不动的。我们把这种虫子放在一边。 35 ℃培养箱进行培养 2~3 天啊，然后它就变成了这只羽化蜜蜂，然后我们把这只羽化蜜蜂放在这个无菌的盒子里，喂它灭菌的花粉和无菌的糖水，这样每个人都可以形成一个无菌的饲养系统。得到的是一只无菌蜜蜂。

无菌蜜蜂，我们一方面可以继续在无菌条件下培养，然后得到一个无菌蜜蜂的物种，然后作为我们的对照组，然后我们就可以得到一个完整的肠道菌群。

一般来说，我们用蜜蜂若虫的肠道给它一个均匀的浆料，然后搅拌它的食物，然后只喂它一只蜜蜂，相当于做了一个人粪菌移植的实验，这样这只无菌蜜蜂就可以建立它的天然肠道菌群。

如果没有肠道菌群，我们还会发现蜜蜂也会得糖尿病。

人类糖尿病的主要表现是什么？就是高血糖，所以糖尿病患者要经常用血糖仪来监测血糖的含量，所以我们也给蜜蜂做了同样的检测，就是从它的胸部和腹部体节中提取血淋巴来检测糖的含量，然后发现真正无菌的蜜蜂的血糖含量明显高于正常菌群的蜜蜂。

此外，我们还给蜜蜂喂了我们人工建造的模拟天然菌群，还发现确菌群的定植，可显著降低无菌蜜蜂的血糖含量。

我们知道，其实对于一个人来说，他的血糖一天就变了，比如饭前饭后就不一样了。所以我们去医院做糖尿病检查，医生可以让我们做糖耐量检查。换句话说，晚上空腹后，我们可以喝一大杯葡萄糖水，然后测量饮用糖水前后的血糖含量。因此，参考人类，我们还对蜜蜂进行了糖耐量检查。就是让蜜蜂去饥饿 12 几个小时后，只喂一定量的糖溶液来测量它的血糖含量，然后发现它是无菌蜜蜂，也就是缺乏肠道菌群的蜜蜂。它的血糖含量明显高于正常菌群中的蜜蜂，无论是在饥饿环境中还是吃糖水后。

我们知道糖尿病的分析主要分为一型和二型糖尿病。一型糖尿病主要是胰岛素分泌不足引起的，二型糖尿病是胰岛素阻抗引起的。蜜蜂有多少型糖尿病？

因此，我们还测量了蜜蜂大脑中的胰岛素样肽基因表达，发现无菌蜜蜂大脑中的胰岛素表达不足。如果胰岛素表达分泌不足，你的体细胞将无法有效获得葡萄糖，然后储存一些新陈代谢和能量，这通常会导致一些瘦削的形状。蜜蜂是这样吗？

对于蜜蜂来说，我们无法通过它的大小来判断它是否瘦。因为蜜蜂的肠道菌主要种植在若虫期，成虫羽化后，它的大小已经固定。然而，蜜蜂和其他昆虫有一个重要的能量储存器官，那就是脂肪体，所以我们观察了蜜蜂腹部的脂肪体，发现它们的脂肪体细胞数量明显低于正常菌群蜜蜂。而且在单个脂肪体的脂细胞中，其脂肪储存的脂滴数量也低于正常的有菌蜜蜂，这说明无菌蜜蜂确实有一个瘦削的形状。

那么，为什么有菌的蜜蜂不能得糖尿病呢？肠道菌怎样调节其高糖适应，以及胰岛素的表现？

因此，我们还测量了无菌和正常菌群中的蜜蜂的肠道代谢物。我们发现这些不同的代谢物主要集中在重要的能量生成通道——三羧酸循环中，我们发现这只有细菌的蜜蜂可以通过反向三羧酸循环积累琥珀酸。琥珀酸是调节胰岛素表达的重要物质吗？

我们给无菌蜜蜂喂了琥珀酸，发现喂了琥珀酸后，可以显著激活其大脑中胰岛素样肽的表达，同时降低其血糖含量。此外，通过对这种肠道基因组的测序、肠道细菌的体外培养、单菌的种植等一系列验证，我们发现蜜蜂肠道中重要的乳杆菌主要产生这种琥珀酸。这种肠道的琥珀酸可以通过激活肠道上皮细胞的糖异生来控制大脑胰岛素样肽基因的表达，然后通过这种肠道脑轴来控制。因此，这种肠道细菌的机制在帮助蜜蜂适应这种高糖饮食方面发挥了重要作用。

它给了我们人类这些糖尿病什么样的启示？事实上，科学家们也发现，事实上，在人类中，有一种相似的肠道细菌来控制能量消耗的相关机制，然后他们发现，例如，经常吃这种全麦面包或高纤维素饮食的人也会在肠道中积累琥珀酸，而琥珀酸是通过激活肠道糖异生来控制宿主葡萄糖的耐受性和胰岛素的敏感性来控制的。通过这种类似的机制来控制整体的能量消耗。

事实上，蜜蜂和人类的肠道菌群有许多相似之处。首先，它们都是通过社交生活传播的。例如，人们在出生后通过从母亲和环境中获得肠道菌，蜜蜂也是如此。它们是在羽化后通过社交行为和从蜂窝环境中获得的，它们的种植位置是一样的。如前所述，如果是人，主要种植在大肠。就是相当于蜜蜂的后肠，所以它们的种植位置是一样的，它们的相对构成也是比较特殊的，而且这些肠道菌都和宿主有一定的共同进化历史，所以蜜蜂也被用来研究肠道菌与宿主之间的关系，以及影响疾病发展的肠道菌模式动物。

现在我们已经把这只蜜蜂建成了一种疾病模型，包括代谢、消化和各种神经疾病。

除了对蜜蜂代谢和生理进行调节外，肠道菌实际上对蜜蜂的各种行为也起到了很大的调节作用。

首先，在产卵的过程中，蜂王会在特定的位置产生，因为蜂王在后期比工蜂大，在它的发育过程中，它总是从幼虫身上吃王浆，但对于工蜂来说，它只吃一段时间的王浆，所以它们的成分是不同的。其次，在发育过程中，它会受到包括信息素在内的蜂窝等各种激素的控制。这种信息素可以抑制工蜂生殖系统的发育，所以也有一定的效果。

所以这是一种多方面的结果，工蜂和蜂王，它的肠道菌是不同的，那么肠道菌是否影响了这种分化？有一些早期的大致实验，将蜂王的肠道菌和工蜂的肠道菌喂给刚羽化的工蜂，也就是我们所说的无菌蜂。如果我们发现这种蜂是为这种蜂王的肠道菌种植的，它的寿命会比这种工蜂肠道菌种植的蜜蜂长。这可能是由于肠道菌的作用。肠道菌对其类型分化有决定性作用吗？影响因素有很多。比如蜜蜂在蜂窝里，工蜂分为养蜂和养蜂。然后我们发现养蜂和养蜂是不一样的，它的肠道菌群组成也不一样，这种肠道菌很可能在养蜂向养蜂的转化中起到了重要的作用。

而且肠道菌可以调节蜜蜂的学习记忆能力，事实上，肠道菌对于同巢蜜蜂之间的相互识别也起着非常重要的作用。

对于蜜蜂来说，因为它们是社会动物，它们也有这种社会行为障碍。科学家发现，它们是社会行为障碍蜜蜂，类似于人类抑郁症的调节基因通道。因此，这证明人类和蜜蜂实际上有相似的分子机制来调节社会行为，所以蜜蜂也可以用来研究肠道细菌对这种社会行为和神经紊乱模型的研究。

事实上，我们的团队也建立了蜜蜂自闭症的疾病模型。我们发现，将自闭症儿童的肠道菌种植给蜜蜂也会导致蜜蜂学习记忆行为的下降。

随后，随着这些血淋巴代谢物的变化，尤其是一些氨基酸代谢物，我们知道这些氨基酸是一种递质的前体，尤其是我们也发现，一种重要的色氨酸和一种递质前体也发生了显著的变化，这表明这种氨基酸代谢可能在自闭症的发生和发展中发挥着重要作用。

我们把无菌蜜蜂作为一种模型，把人类来源的菌群不是蜜蜂的，而是人类来源的。它们通过代谢对蜜蜂的一些生理产生了影响，产生了像人类一样的自闭症形状，降低了学习和记忆的能力。也就是说，虽然不是蜜蜂的肠道菌群，但是这个菌群中产生了一些物质，使得蜜蜂有一个和人类一样的自闭症形状。事实上，我们还在继续这样做。

回到蜜蜂和糖尿病的一个问题，是因为我们曾经用无菌蜜蜂做过实验，所以大家肯定会问，这种无菌蜜蜂存在于大自然中吗？天然蜜蜂会得糖尿病吗？我们说自然界没有无菌蜜蜂，因为工蜂羽化后，它会通过各种各样的肠道细菌从蜂窝中获得，比如粪便的传播、哺乳行为和整理行为，以及各种社会生活。

但蜜蜂却面临着各种环境的胁迫，在这种环境的胁迫下，还可能导致其肠道菌群紊乱，从而导致其糖尿病表型。

而且事实上也是如此，事实上，蜜蜂正面临着各种各样的环境胁迫。

本世纪初，蜜蜂物种崩溃综合征爆发，导致年均近一年。 50% 蜂群的损失。事实上，蜜蜂种群的数量正在严重减少，但目前还没有证明蜜蜂物种崩溃综合征的原因。然而，科学家们普遍认为，各种环境毒性物质，如抗生素滥用引起的环境残留物、灭草剂和农药在田间的广泛使用，都是蜜蜂物种崩溃综合征的重要原因。

接下来，我们实际上是为了验证抗生素对蜜蜂的影响。我们还在天然蜂场对蜜蜂进行了相当环境的抗生素治疗。发现抗生素治疗后，即使用少量抗生素治疗，也不会影响肠道菌种的数量，但会导致肠道菌群结构的不可逆破坏。这种破坏改变了肠道菌的代谢功能，然后可能通过这种胰岛素来控制。以及能量消耗的调节，影响了蜜蜂行为分工的转化，所以我们也监测了蜂窝中采集的蜜蜂数量。发现抗生素治疗后，蜂窝中采集的蜜蜂数量明显减少，甚至导致采集的蜜蜂数量消失。

所以换句话说，抗生素处理会影响蜜蜂采集蜂行为分工的转换，进而影响整个蜂窝的维护。

抗生素抗性实际上是本世纪我们人类面临的最重要的公共卫生问题之一。它每年会导致数百万人死亡。事实上，这种抗生素对中国蜜蜂的影响非常严重。

我们早期来自我们国家 14 蜜蜂在各省市地区采样，发现抗生素抗性基因在蜜蜂肠道内大量积累，我们对其进行监测鉴定。 78 种 、37 抗生素抗性基因，而抗生素抗性基因，不仅可以威胁蜜蜂的健康，而且这种天然的昆虫，以及这种天然的野生动物，它也可以作为抗性基因的池塘，比如蜜蜂通过蜂产品和传粉，抗性基因也可以再次传递给我们人类，因此也是对人类健康的威胁。

因此，综上所述，蜜蜂为我们生产各种各样的蜂产品，然后为我们的农作物传播粉末，以确保全球粮食安全。同时，蜜蜂也是研究肠道细菌和疾病的重要模型动物。因此，保护蜜蜂是为了保护我们自己。这种抗生素的滥用正在威胁蜜蜂的健康，最终会作用于我们自己。

在保持蜜蜂正常生理代谢和行为的基础上，肠道菌实际上可以为我们蜜蜂的健康干预和物种保护提供新的思路，包括益生菌和基因工程细菌的策略已经应用于蜜蜂。抗生素处理减少后，蜜蜂的新陈代谢和行为病变在提高蜜蜂的抗病能力方面表现出一定的效果。

但我们要说的是，提供一种高效、稳定、可控的肠道细菌策略，还需要我们对肠道细菌群的相互作用机制，以及肠道细菌与宿主之间的相互作用关系，以及更深入的研究，我们将继续在这个方向上努力，努力为蜜蜂的物种保护提供一些新的思路。 、新的方法和新的理论，谢谢。

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