Propolis May Play Role in Bee Health

Toxicity of Mycotoxins to Honeybees and Its Amelioration by Propolis
Toxicité des mycotoxines pour les abeilles et atténuation de cette toxicité grâce à la propolis
Toxizität von Mycotoxinen für Honigbienen und ihre Melioration durch Propolis
Apidologie, 12 July 2010

Honeybees (Apis mellifera) and their resource-rich nests are hosts to a wide range of saprophytic fungi, including species that produce mycotoxins. The toxicity of aflatoxin B1 (AB1) and ochratoxin A (OTA), products of Aspergillus species often found in honeybee hives, was evaluated and LC50 values for both toxins were calculated. Workers can tolerate a wide range of concentrations of both OTA and AB1. At low concentrations, AB1 (1 μg/g and 2.5 μg/g diet) and OTA (1 μg/g) did not have any apparent toxic effects on bees. Enhancement of the toxicity of AB1 by piperonyl butoxide (PBO), a known inhibitor of cytochrome P450 monooxygenases, indicates a role for P450s in AB1 detoxification in honeybees. Extracts of propolis, a complex mixture of plant-derived chemicals, including many flavonoids and other phenolic compounds, similarly ameliorated aflatoxin toxicity and delayed the onset of mortality. Collectively, these results suggest that tolerance of AB1 by honeybees may be due to P450-mediated metabolic detoxification. Propolis may serve a hitherto unrecognized role in honey bee health by enhancing the activity of P450 enzymes involved in mycotoxin detoxification.

Zusammenfassung

Honigbienen und ihre Ressourcen-reichen Nester, die bei hoher Temperatur und Luftfeuchtigkeit gehalten werden, sind eine geeignete Umgebung für das Wachstum einer großen Vielfalt von opportunistischen Mikroorganismen. Hierzu gehören mehrere Pilzarten, die toxische Substanzen produzieren (sogenannte Mycotoxine). Die Toxizität von Aflatoxin B1 und Ochratoxin A, Produkte von häufig in Bienenvölkern gefundenen Aspergillusarten, wurden in dieser Studie bestimmt und die Konzentrationen der jeweiligen Toxine wurden berechnet, bei denen im Mittel 50 % aller getesteten Bienen sterben. Arbeiterinnen können ein großes Konzentrationsspektrum beider Mycotoxine tolerieren. Bei geringen Konzentrationen waren weder Aflatoxin B1 noch Ochratoxin A giftig für die Bienen, aber höhere Konzentrationen waren nachweislich letal innerhalb von 48 h. Insgesamt wirkt Aflatoxin B1 stärker toxisch als Ochratoxin A. Die Bienen sind offensichtlich in der Lage, Aflatoxin B1 zum Teil mit ihrem Darmenzym, Cytochrom P450 –Monooxygenase, zu metabolisieren. Wir schliessen das aus dem Befund, dass die Toxizität dieses Mycotoxins durch die Anwesenheit von Piperonyl-butoxid, einem Inhibitor dieses Enzyms, erhöht ist. Extrakte von Propolis, einer Mischung von Pflanzenharzen, die von Bienen als allgemeiner Kitt im Nest eingesetzt werden, verringern die Toxizität von Aflatoxin B1 und verzögern den Sterbezeitpunkt von Bienen, die das Mycotoxin aufgenommen haben. Propolis könnte eine bislang unerkannte Rolle für die Bienengesundheit spielen, indem es die Aktivität solcher Enzyme steigert, die an der Mycotoxin-Entgiftung beteiligt sind.