Eine erhöhte Konzentration von Hydroxymethylfurfural (HMF) steht für eine Qualitätsverschlechterung bei Honig als Lebensmittel. Doch wie beeinträchtigt HMF im Honig die Gesundheit und das Überleben der Bienen selbst? In einer Studie haben Wissenschaftler dazu die Auswirkungen von HMF auf die Langlebigkeit von Honigbienen ermittelt.

Unter Laborbedingungen wurden Honigbienen Apis mellifera carnica mit standardisiertem Futter mit unterschiedlichen HMF-Konzentrationen (100, 500, 1000 und 1500 ppm) gefüttert. Gleichzeitig untersuchten die Forscher auch die Wirkung von HMF auf die Sporenzahl von Nosema ceranae bei infizierten Honigbienen.
Dazu führten die Wissenschaftler eine immunhistochemische Analyse des Mitteldarms bei den Honigbienen durch, um mögliche Veränderungen auf zellulärer Ebene bestimmen zu können.

In den ersten 15 Tagen wurden keine negativen Auswirkungen von HMF auf die Bienen beobachtet; nach 15 bis 30 Tagen verursachte HMF jedoch das Absterben von Mitteldarmzellen und eine signifikant höhere Mortalität der Arbeiterinnen aller Untersuchungsgruppen.
Eine Korrelation zwischen HMF-Konzentration und den Sporenzahlen von N. ceranae ließ sich jedoch nicht feststellen.

Die relativ niedrige HMF-Konzentration von 150 mg/kg in säurehydrolysiertem Invertzuckersirup führte innerhalb von 16 Tagen nach Beginn der Fütterung zu einer 50%igen Bienensterblichkeit; bei fructosereichem Maissirup führte dieselbe Konzentration innerhalb von etwa 19 Tagen nach der Fütterung zu einer 50%igen Bienensterblichkeit – wie LeBlanc et al. 2009 zeigten.

Systematische Studien zu den Auswirkungen von HMF auf die Gesundheit und Physiologie von Bienen gibt es bisher kaum, obwohl HMF ab gewissen Konzentrationen durchaus ein massives Bienensterben verursachen kann und Larven sogar weitaus empfindlicher ansprechen als erwachsene Honigbienen wie Krainer et al. 2016 nachwiesen.
Die Auswirkungen von HMF in den ersten zwei Wochen der Fütterung sind für Bienen subletal, erst nach 14 Tagen beginnt HMF seine tödliche Wirkung zu entfalten.
Möglicherweise können Honigbienen kleine Mengen von HMF sicher verstoffwechseln oder entgiften. Der genaue Mechanismus, wie HMF Honigbienen schadet, ist weiter unbekannt. Die Wissenschaftler vermuten, dass das Mitteldarmgewebe das erste Körpergewebe ist, das der Aktivität von HMF sowie anderen Toxinen, einschließlich Krankheitserregern, ausgesetzt ist. Mitteldarmepithelzellen stellen quasi die erste Verteidigungslinie dar.
Die Analysen des Mitteldarms der Arbeiterinnen wies deutliche Veränderungen auf: eine übermäßige Vergrößerung der Verdauungszellen in den ersten fünf Tagen nach der HMF-Behandlung. Nach etwa zehn Tagen starben immer mehr Zellen ab – ohne ausreichende Regeneration. Chaffey et al. 2003 und Hill et al. 1998 wiesen für diesen Fall auf einen Verlust der Mitteldarmfunktion hin.
HMF induzierte am 5., 10. und 15. Tag nach der Behandlung eine höhere Zelltod-Rate im Vergleich zu unbehandelten Bienen.

HMF hat eindeutig eine dosisabhängige zytotoxische Wirkung auf die Verdauung von Honigbienen. Sowohl subletale als auch subklinische Veränderungen des Mitteldarms treten auf zellulärer Ebene auf, bevor die Bienen schließlich an hohen Dosen sterben.