دانشگاه علوم و فنون دريايي خرمشهر
دانشکده علوم دريايي
گروه بيولوژي دريا
پايان نامه دکتري رشته زيست شناسي دريا گرايش جانوران دريايي
تعيين بيومارکرهاي آلودگي جيوه با استفاده از شاخصهاي اکوفيزيولوژيک کبد ماهي شانک زرد باله (Acanthopagrus latus)
اساتيد راهنما:
دکتر عليرضا صفاهيه
دکتر احمد سواري
اساتيد مشاور:
دکتر جاسم غفله مرمضي
دکتر عبدالعلي موحدي نيا
پژوهشگر:
سيد علي اکبر هدايتي
تير ماه 1390
نام: سيد علي اکبر نام خانوادگي: هدايتيمقطع تحصيلي: دکتري تخصصي (Ph.D.)رشته و گرايش: بيولوژي جانوران دريااساتيد راهنما: دکتر صفاهيه و دکتر سواريتاريخ دفاع: تير ماه 1390کليدواژه‌ها: آلودگي جيوه، اکوفيزيولوژي، بيومارکر، خليج فارس ، ماهي شانک زردباله تعيين بيومارکرهاي آلودگي جيوه با استفاده از شاخصهاي اکوفيزيولوژيک کبد ماهي شانک زرد باله (Acanthopagrus latus)
چکيده:
خليج فارس به دليل وجود منابع سرشار انرژي و وجود تاسيسات مختلف صنعتي در سواحل آن، يکي از اکوسيستم هاي مستعد آلودگي در سطح جهان بشمار مي‌آيد. از جمله مهمترين اکوسيستم هاي در معرض خطر خليج فارس، مجموعه خوريات ماهشهر است که به دليل مجاورت با تاسيسات مختلف نفتي و پتروشيمي، آلودگي فلزات سنگين و به خصوص جيوه در آنها بسيار بالاست. جيوه يکي از مهمترين آلاينده هاي سمي آبزيان در اکوسيستمهاي آبي است. بسياري از آبزيان توانايي تجمع زيستي جيوه را در بافتهاي خود دارند که مصرف آن براي انسان بسيار زيان آور مي باشد. مطالعه بيومارکرها اطلاعات مناسبي در مورد کيفيت و کميت آلودگي قبل از ظهور شرايط نامساعد در اختيار قرار مي دهد. به دليل فراواني و تکثير و پرورش ماهي شانک زرد باله در خليج فارس، اين ماهي گونه مناسبي براي مطالعات توکسيکولوژي محسوب مي شود. به دليل نقش سميت زدايي کبد ماهي، مطالعه بيومارکرهاي کبدي نسبت به ساير بيومارکرها از اهميت بيشتري برخوردارند. تغيير شاخصهاي فيزيولوژيک (تغيير عملکرد) و هيستوپاتولوژيک (تغيير ساختار) از مهمترين تغييرات کبد محسوب مي شوند. هدف از اين تحقيق مهيا کردن اطلاعات پايه اي از آسيبهاي اکوفيزيولوژيکي ماهي شانک در شرايط آزمايشگاهي و محيطي آلودگي جيوه و در نهايت طراحي بيومارکرهاي رديابي آلودگي جيوه است.
اين تحقيق در شرايط آزمايشگاهي (تست تحت کشنده) و محيطي (تست ميداني) انجام شد. در مطالعات آزمايشگاهي، تعداد 45 عدد ماهي با جنسيت نر و با وزن تقريبي 200 گرم به طور زنده صيد شده و پس از انتقال به آزمايشگاه، در تانکهاي 300 ليتري آب دريا نگهداري شدند. ماهيان مورد آزمايش به مدت 21 روز در معرض غلظتهاي 0، 10، 20، 40 و 80 ميکروگرم بر ليتر قرار داده شدند. پس از اتمام آزمايش، از ماهيان نمونه هاي خون، سرم و کبد گرفته شده و مورد آناليزهاي آنزيمي، خون شناسي، ايمني شناسي، هورموني، بافتي و توکسيکولوژي قرار گرفتند. در تست ميداني نمونه هاي ماهي، آب و رسوب از 4 خور آلوده به نام جعفري، غزاله، مجيديه و پتروشيمي و يک خور کم آلوده به نام زنگي تهيه گرديد. علاوه بر سنجش جيوه در آب و رسوب، نمونه هاي خوني و بافتي ماهيان صيد شده نيز مشابه آنچه در مورد شرايط آزمايشگاهي ذکر شد، آناليز گرديدند.
غلظت جيوه در آب بين 11-3 ميکروگرم برليتر و جيوه در رسوبات بين 7/0-3/0 ميکروگرم برگرم وزن خشک بود که بسيار بالاتر از استانداردهاي محيطهاي دريايي بوده (استاندارد به ترتيب در آب و رسوب برابر 1/1 و 15/0 بود) که بيانگر در معرض خطر بودن آبزيان اين منطقه است. بررسي تجمع زيستي جيوه نشان داد که جيوه موجود در آب و رسوب شديدا در کبد تجمع مي يابد. نتايج تست تحت کشنده نشان داد که از بين شاخصهاي آنزيمي مقدار و فعاليت ALT, AST, ALP و ليپاز با افزايش غلظت جيوه کاهش و مقدار و فعاليت ACP افزايش يافت که از اين بين ACP همبستگي بيشتري نشان داد (P<0.05). نتايج تست ميداني نيز روند نسبتا مشابهي نشان داد، هرچند به جز ACP ساير آنزيمها همبستگي مناسبي نشان ندادند (P>0.05). شاخصهاي بيوشيميايي در هر دو شرايط روند يکساني نشان دادند، به طوريکه با افزايش غلظت جيوه گلوکز افزايش و پروتئين کاهش نشان داد. علي رغم همبستگي مناسب هر دو شاخص بيوشيميايي (P<0.05)، پروتئين روند مناسبي در مواجهه با جيوه نشان داد. از بين شاخصهاي خون شناسي هموگلوبين و هماتوکريت در شرايط آزمايشگاهي غلظتهاي جيوه افزايش و MCHC کاهش نشان داد، در حاليکه در شرايط محيطي هر سه شاخص کاهش يافتند، هرچند به جز MCHC همبستگي مناسبي با غلظتهاي جيوه مشاهده نشد (P>0.05). از بين شاخصهاي ايمني شناسي لوکوسيت، ائوزينوفيل و لمفوسيت روند کاهشي و نوتروفيل و منوسيت روند افزايشي در غلظتهاي تحت کشنده و ميداني جيوه نشان دادند. هرچند از بين اين شاخصها تنها لوکوسيت، لمفوسيت و نوتروفيل همبستگي شديدي با غلظتهاي تحت کشنده و ميداني جيوه نشان دادند (P<0.05). در دو شرايط آزمايشگاهي و محيطي بين شاخصهاي هورموني تستوسترون، T3 و T3/T4 با افزايش غلظتهاي جيوه کاهش و T4 افزايش داشت که از اين بين تستوسترون، T3 و T3/T4 همبستگي شديدي (P<0.05) در هر دو شرايط تحت کشنده و ميداني داشتند. بين شاخصهاي هيستوپاتولوژيک در دو محيط تحت کشنده و ميداني شاخصهاي کبد نکروز و آسيب هسته اي هپاتوسيت ها، چرب شدن و متورم شدن سلول، خونريزي، تجمع ماکروفاژ، رکود صفرا و رقيق شدن فضاي سينوزوئيد تغييرات مناسبي با غلظتهاي جيوه نشان دادند.
از بين شاخصهاي آنزيمي مقدار و فعاليت ACP، و از بين شاخصهاي بيوشيميايي پروتئين کل روند يکسان معني داري در هر دو شرايط تحت کشنده و ميداني داشتند، بنابراين مي توانند به عنوان بيومارکرهاي مناسب آنزيمي و بيوشيميايي پيشنهاد شوند. از بين شاخصهاي خون شناسي MCHC و از بين شاخصهاي ايمني شناسي، پارامترهاي لوکوسيت، نوتروفيل و لمفوسيت روند يکسان معني داري در هر دو شرايط تحت کشنده و ميداني داشتند، بنابراين مي توانند به عنوان بيومارکرهاي مناسب خون شناسي و ايمني شناسي مطرح شوند. بين شاخصهاي هورموني تستوسترون، T3 و T3/T4 روند يکسان معني داري در هر دو شرايط تحت کشنده و ميداني داشتند، بنابراين مي توانند به عنوان بيومارکرهاي مناسب و کارآمد ايمني شناسي در نظر گرفته شوند.
نتايج تحقيق حاضر نشان داد که خوريات ماهشهر نسبت به جيوه آلوده است. جيوه در غلضتهاي مختلف در زمانهاي کوتاه مدت و طولاني مدت، آلاينده بسيار سمي با اثرات گسترده اکوفيزيولوژيک مي باشد. آنزيم ACP، پروتئين کل، MCHC، لوکوسيت، نوتروفيل، لمفوسيت، تستوسترون، T3 و T3/T4 و بسياري از شاخصهاي هيستوپاتولوژيک هپاتوسيت به عنوان بيومارکرهاي آلودگي جيوه در ماهي شانک پيشنهاد مي گردد.
علائم اختصاري:
LC50: غلظتي که سبب مرگ و مير در 50% جمعيت مي شود.
ALT: آنزيم آلانين آمينوترانسميناز
AST: آنزيم آسپارتات آمينوترانسميناز
ALP: آنزيم آلکالين فسفاتاز
ACP: آنزيم اسيد فسفاتاز
MCHC: ميانگين غلظت هموگلوبين سلولي
Hb: هموگلوبين
Ht: هماتوکريت
T3: فرم فعال هورمونهاي تيروئيدي
T4: فرم غير فعال هورمونهاي تيروئيدي
IU: واحد بين المللي مقدار آنزيم
فهرست مطالب:
فصل اول: مقدمه11-1- کليات 31-2- پيشينه و تاريخچه تحقيق 41-1- خليج فارس و خوريات ماهشهر 51-2- سميت جيوه 71-3- بيومارکرها 81-4- ماهي شانک زردباله 101-5- کبد ماهي فصل دوم: مواد و روشها122-1- تست غلظت کشندگي حاد 122-1-1- تعيين محدوده کشندگي جيوه 132-1-2 تعيين LC50 142-2 تست سميت تحت کشنده 142-2-1 تهيه نمونه 152-2-2 نگهداري ماهيان در آزمايشگاه 152-2-3 خونگيري و نمونه برداري از کبد172-3 مطالعات ميداني 172-3-1 منطقه مورد مطالعه 192-3-2 نمونه برداري از آب 202-3-3 نمونه برداري از رسوب 202-3-4 نمونه برداري از ماهي 202-4 سنجش غلظت جيوه در نمونه ها 222-5 سنجش ويژگيهاي خون شناسي و ايمني شناسي 242-6 سنجش آنزيم ها 252-7 سنجش ويژگيهاي بيوشيميايي خون262-8 سنجش هورمون ها 262-9 مطالعات هيستوپاتولوژي272-10 تجزيه و تحليل داده ها فصل سوم: نتايج283-1 غلظت سميت کشنده جيوه 283-1-1 محدوده کشنده جيوه 293-1-2 غلظت کشندگي حاد LC50 313-2 غلظت جيوه در نمونه هاي آب، رسوب و کبد 353-3 سنجش آنزيمها353-3-1 تغيير سطوح آنزيمها در غلظتهاي تحت کشنده جيوه 383-3-2 تاثير سطوح جيوه در شرايط محيطي413-4 سنجشهاي بيوشيميايي413-4-1 غلظتهاي تست تحت کشنده در شرايط آزمايشگاهي 433-4-2 تاثير سطوح جيوه در شرايط محيطي 443-5 سنجشهاي خون شناسي و ايمني شناسي443-5-1 نتايج تست تحت کشنده 473-5-2 تاثير سطوح جيوه در شرايط محيطي503-6 سنجشهاي هورموني503-6-1 غلظتهاي تحت کشنده جيوه523-6-2 تاثير سطوح جيوه در شرايط محيطي553-7 مطالعات هيستوپاتولوژي 553-7-1 غلظتهاي تحت کشنده جيوه در شرايط آزمايشگاهي 623-7-2 تاثير سطوح جيوه در شرايط محيطيفصل چهارم: بحث و نتيجه گيري641-5- تست سميت کشنده 652-5- جيوه در آب، رسوب و کبد 651-2-5- جيوه در آب 682-2-5- جيوه در رسوبات 703-2-5- جيوه در کبد713-5- بيومارکرهاي آنزيمي754-5- بيومارکرهاي بيوشيميايي751-4-5- گلوکز772-4-5- پروتئين785-5- بيومارکرهاي خون شناسي و ايمني شناسي 781-5-5- شاخص هاي اريترويستي 792-5-5- شاخص هاي لوکوسيتي826-5- بيومارکرهاي هورموني 821-6-5- هورمون هاي تيروئيدي842-6-5- بر هم زننده هاي غدد درون ريز857-5 بيومارکرهاي هيستوپاتولوژيک91نتيجه گيري کلي93پيشنهادات94منابع
فهرست اشکال:
14شکل 2-1. منطقه انتقال ماهيان در ساحل خوريات ماهشهر 15شکل 2-2- تانکهاي فايبرگلاس آداپتاسيون و نگهداري از ماهيان در آزمايشگاه 16شکل 2-3- خونگيري از ماهي شانک زردباله 17شکل 2-4- نقشه خورهاي انتخاب شده جهت انجام مطالعات محيطي 18شکل 2-6- نماي طبيعي خورهاي انتخاب شده جهت مطالعات محيطي 21شکل 2-7- دستگاه اسپکتوفتومتري جذب اتمي AAS 22شکل 2-8- دستگاههاي مورد استفاده در سنجش جيوه 24شکل 2-9- دستگاه سنجش آنزيم اتومات آتوآنالايزر 28شکل 3-1- درصد مرگ و مير ماهي شانک زردباله 24و 48 ساعت پس از مواجهه با کلريد جيوه 28شکل 3-1- درصد مرگ و مير ماهي شانک زردباله 24و 48 ساعت پس از مواجهه با کلريد جيوه 28شکل 3-2- درصد مرگ و مير ماهي شانک زردباله 72و 96 ساعت پس از مواجهه با کلريد جيوه 30شکل 3-3- مرگ و مير تراکمي ماهي شانک زرد باله در آزمايش تعيين محدوده کشنده جيوه 30شکل 3-4- مرگ و مير سيگموئيد ماهي شانک زرد باله در آزمايش LC50 جيوه31شکل 3-5- منحني پروبيت سيگموئيد ماهي شانک زرد باله در آزمايش LC50 جيوه31شکل 3-6- پروبيت مرگ و مير و خط رگرسيون جيوه ماهي شانک زرد باله در آزمايش LC50 31شکل 3-7- مقايسه نتايج تستهاي مختلف سميت جيوه در ماهي شانک زرد باله 33شکل 3-8- غلظت جيوه موجود در کبد (ميکروگرم برگرم وزن خشک) ماهيان صيد شده در خوريات مختلف34شکل 3-9- رگرسيون غلظت جيوه کبد ماهي شانک با غلظتهاي مختلف جيوه موجود در آب خوريات ماهشهر 35شکل 3-10- غلظت جيوه موجود در کبد (ميکروگرم برگرم وزن خشک) ماهيان تحت سميت تحت کشنده جيوه در آزمايشگاه 37شکل 3-11- نتايج فعاليت آنزيمي ماهي شانک زردباله در غلظتهاي مختلف تحت کشنده جيوه در شرايط آزمايشگاهي38شکل 3-12- رگرسيون خطي بين غلظتهاي تحت کشنده جيوه و پارامترهاي آنزيمي ماهي شانک در در شرايط آزمايشگاهي 39شکل3-13- نتايج فعاليت آنزيمي ماهي شانک در مواجهه با آلودگي جيوه خوريات مختلف ماهشهر در شرايط محيطي41شکل 3-14- رگرسيون خطي بين جيوه آب خوريات ماهشهر و آنزيم ACP ماهي شانک 41شکل 3-15- رگرسيون خطي بين جيوه رسوب خوريات ماهشهر و پارامترهاي آنزيمي ماهي شانک 42شکل 3-16- رگرسيون خطي بين جيوه و پارامترهاي بيوشيميايي در مواجهه با غلظت تحت کشنده جيوه در شرايط آزمايشگاهي 44شکل 3-17- رگرسيون خطي غلظتهاي محيطي جيوه آب و رسوب با پروتئين کل سرم ماهي شانک 45شکل3-18- نتايج سنجش واريانس پارمترهاي هماتولوژيک ماهي شانک در مواجهه با غلظت تحت کشنده جيوه47شکل 3-19- رگرسيون خطي بين غلظتهاي تحت کشنده جيوه و پارامترهاي هماتولوژيک و ايمنولوژيک در در شرايط آزمايشگاهي 48شکل3-20- نتايج سنجش پارمترهاي انتخابي هماتولوژيک و ايمنولوژيک ماهي شانک در خوريات مختلف ماهشهر 50شکل 3-21- رگرسيون خطي بين جيوه آب و پارامترهاي معني دار هماتولوژيک و ايمنولوژيک در شرايط محيطي 51شکل 3-22- سنجش مقادير هورموني ماهي شانک در مواجهه با غلظت تحت کشنده جيوه در شرايط آزمايشگاهي 52شکل 3-23- رگرسيون خطي بين غلظت هاي تحت کشنده جيوه و پارامترهاي هورموني ماهي شانک در شرايط آزمايشگاهي53شکل3-24- فعاليت هورموني ماهي شانک زردباله در مواجهه با غلظتهاي جيوه خوريات مختلف ماهشهر 54شکل 3-25- رگرسيون خطي بين جيوه رسوب و پارامترهاي هورموني در مواجهه با غلظت ميداني جيوه در شرايط محيطي 55شکل 3-26- وضيت کبد تيمار کنترل ماهي شانک بدون القاي آلودگي57شکل 3-27- تصاوير ميکروسکوپ نوري عوارض نکروزي کبد ماهي شانک 58شکل 3-28- تصاوير ميکروسکوپ نوري عوارض هسته اي کبد ماهي شانک 59شکل 3-29- تصاوير ميکروسکوپ نوري ساير عوارض هپاتوسيتي کبد ماهي شانک 61شکل 3-30- تصاوير ميکروسکوپ نوري عوارض اريتروسيتي کبد ماهي شانک 61شکل 3-31- تصاوير ميکروسکوپ نوري عوارض بين سلولي کبد ماهي شانک
فهرست جداول:
9جدول 1-1- جايگاه سيستماتيک ماهي شانک 19جدول 2-1- مختصات جغرافيايي و فعاليت هاي رايج خورهاي انتخاب شده جهت مطالعات محيطي 29جدول 3-1- مرگ و مير ماهي شانک زرد باله جهت تست LC50 29جدول 3-2- غلظت کشنده (LC1-99) کلريد جيوه در زمانهاي 24، 48، 72 و 96 ساعت 30جدول 3-3- مقادير محدوده اطمينان 95% براي LC50 در ماهي شانک زرد باله 32جدول 3-4- غلظت جيوه کل در آب و رسوبات خوريات مختلف منطقه ماهشهر 33جدول 3-5- شاخص تجمع زيستي کبد ماهي شانک در خوريات مختلف 34جدول 3-6- نتايج همبستگي تجمع جيوه در کبد با غلظت جيوه در آب و رسوب خوريات مختلف 35جدول 3-7- شاخص تجمع زيستي کبد ماهي شانک در تست تحت کشنده جيوه در شرايط آزمايشگاه36جدول 3-8- نتايج مقادير آنزيم ماهي شانک در مواجهه با غلظت تحت کشنده جيوه در شرايط آزمايشگاهي 37جدول 3-9- همبستگي غلظتهاي جيوه با پارامترهاي آنزيمي در مواجهه با غلظت تحت کشنده جيوه38جدول 3-10- مقادير آنزيم ماهي شانک درمواجهه باآلودگي ميداني جيوه خوريات مختلف ماهشهر 40جدول 3-11- همبستگي غلظتهاي جيوه آب با پارامترهاي آنزيمي در مواجهه با غلظتهاي محيطي جيوه40جدول 3-12- همبستگي غلظتهاي جيوه رسوب با پارامترهاي آنزيمي در مواجهه با غلظتهاي محيطي جيوه42جدول 3-13- نتايج سنجش بيوشيميايي ماهي شانک در مواجهه با غلظت تحت کشنده جيوه42جدول 3-14- همبستگي غلظتهاي جيوه با پارامترهاي بيوشيميايي در مواجهه با غلظت تحت کشنده جيوه 43جدول 3-15- نتايج سنجش بيوشيميايي ماهي شانک در مواجهه با آلودگي جيوه خوريات مختلف ماهشهر 43جدول 3-16- همبستگي غلظتهاي جيوه آب با پارامترهاي بيوشيميايي در مواجهه با غلظت محيطي جيوه43جدول 3-17- همبستگي غلظتهاي جيوه رسوب با پارامترهاي بيوشيميايي در مواجهه با غلظت محيطي جيوه46جدول 3-18- همبستگي جيوه با پارامترهاي هماتولوژيک در مواجهه با غلظت تحت کشنده جيوه48جدول 3-19- نتايج پارمترهاي هماتولوژيک ماهي شانک در مواجهه با خوريات مختلف ماهشهر49جدول 3-20- همبستگي غلظتهاي جيوه آب با پارامترهاي هماتولوژيک در مواجهه با غلظتهاي محيطي جيوه49جدول 3-21- همبستگي جيوه رسوب با پارامترهاي هماتولوژيک در مواجهه با غلظتهاي محيطي جيوه 51جدول 3-22- همبستگي غلظتهاي جيوه با پارامترهاي هورموني در مواجهه با غلظتهاي تحت کشنده جيوه 53جدول 3-23- همبستگي غلظتهاي جيوه آب با پارامترهاي هورموني در مواجهه با غلظتهاي محيطي جيوه 54جدول 3-24- همبستگي غلظتهاي جيوه رسوب با پارامترهاي هورموني در مواجهه با غلظتهاي محيطي جيوه 56جدول 3-25- عوارض هپاتوسيتي کبد ماهي شانک زردباله در مواجهه با غلظتهاي تحت کشنده جيوه 60جدول 3-26- عوارض بين سلولي کبد ماهي شانک در مواجهه با غلظتهاي تحت کشنده جيوه 62جدول 3-27- عوارض هپاتوسيتي کبد ماهي شانک خوريات مختلف ماهشهر در شرايط محيطي 63جدول 3-28- عوارض بين سلولي کبد ماهي شانک خوريات مختلف ماهشهر در شرايط محيطي 64جدول 4-1- مقادير LC50 96 ساعت جيوه (ميکروگرم بر ليتر) در گونه هاي مختلف آبزيان 66جدول 4-2- غلظت جيوه محلول در آب (µg/l) برخي از منطق آلوده جهان 67جدول 4-3- استانداردهاي رايج کيفيت جيوه محلول در آب (µg/l) 68جدول 4-4- غلظت جيوه موجود در رسوب (µg/ g وزن خشک) مناطق مختلف جهان 69جدول 4-5- استانداردهاي رايج کيفيت جيوه رسوب (µg/ g وزن خشک)
كليه حقوق مادي مترتب بر نتايج مطالعات،
ابتكارات و نوآوري هاي ناشي از تحقيق موضوع
اين پايان نامه متعلق به دانشگاه علوم و فنون
دريايي خرمشهر است.
سپاسگذاري
در ابتدا از پدر و مادر مهربانم که با دلسوزي و فداکاري فرصت 24 سال تحصيل مداوم را برايم فراهم کردند، صميمانه سپاسگذاري کرده و هميشه قدردان زحماتشان هستم. از همسر عزيزم که در تمام دوران تحصيل دکتري عاشقانه همراهم بود و درهمه جهات ياريم کرد سپاسگذاري مي کنم، اميدوارم که در دفاعيه رساله دکتري ذره اي از زحماتش را جبران کنم. از خانواده عزيزم، برادر و خواهرانم، پدر و مادر همسرم که زندگي با وجود ايشان برايم زيباتر شد، صميمانه تشکر مي کنم. از تمامي معلمان و اساتيد عزيزم، از سال اول ابتدائي تا پايان دوره دکتري که کلمه زيباي علم را به من آموختند قدرداني مي کنم، خصوصا از اساتيد محترم راهنما و مشاورم که سه سال تحقيق رساله حاضر را با تمام وجود به دوش گرفتند، آقايان دکتر صفاهيه، پروفسور سواري، دکتر مرمضي و دکتر موحدي نيا خالصانه قدرداني مي کنم. از تمامي اساتيد محترم که در محضر ايشان کسب فيض نمودم، آقايان دکتر ياوري، عليزاده، بهمني، سالاري، صدري نسب، ذوالقرنين، رونق و دورقي و خانم دکتر کوچنين سپاسگذاري مي کنم. از تمامي دوستان و اساتيد عزيزم آقايان دکتر موحدي نيا، کيوان شکوه، سلاطي، موسوي، کرمي، ذاکري، علمي زاده و مهندس پاشا و نورامين تشکر ميکنم. از تمامي دوستان و همکلاسي هاي عزيزم آقايان دکتر جافريان، محموديان، رنجبر، عسگري، جهان بين، شادي و توتوني و خانمها امرالهي و حقي سپاسگذاري ميکنم. از اساتيد عزيزم در کشور ايتاليا پرفسور بارونه، پرفسور سانسونه، پرفسور اسپوزيتو و دکتر آنتيمو، دکتر دلپرته و ترزا سپاسگذاري مي کنم. از اساتيد، همکاران و کارشناسان عزيز در مرکز تحقيقات ماهيان دريايي بندرامام خميني و دانشگاههاي علوم و فنون دريايي خرمشهر و علوم کشاورزي گرگان کمال تشکر را دارم. از همه اساتيد و دوستان عزيزم که در طول تحصيل چراغ روشني بخشم بودند و به دليل کثرت تعداد و مجال کم از ذکر نامشان خودداري کردم صميمانه قدرداني مي کنم و هميشه به يادشان خواهم ماند.
تقديم به:
غرور ملي ايرانيان
خليج هميشه فارس
First Name: Seyyed AliakbarLast Name: HedayatiDegree: Ph.D.Field of Study: Marine BiologySupervisors: Dr. Safahieh and Dr. Savari Presentation Date: June, 2011Key words: Biomarker, Creeks, Ecophysiology, Mercury Pollution, Persian Gulf Yellowfin Seabream
Detection of Mercury Pollution Biomarkers with Ecophysiological Indices in the Liver of Yellowfin Seabream, Acanthopagrus latus (Houttuyn, 1782)
Abstract:
Persian Gulf because of energy resources and many industrial activities, Oil resources and many industrial activities made Persian Gulf as one of the sensitive marine ecosystems of the word. One of the most heavy metal exposure ecosystems within Persian Gulf is Mahshahr creek. Aquatic animals can accumulate mercury concentration in their tissue which is too dangerous for their metabolisms. Yellowfin sea bream is a mariculture species widely distributed in Persian Gulf and suitable candidate for toxicology tests. Fish liver is the primary target organ for many chemicals. Due to the bio-filtration role, liver has a high capacity for metal accumulation which leads to the histopathological damage. Therefore, liver is a suitable organ for heavy metals effects study.
The aim of the present study was to provide baseline data on the prevalence of ecophysiological lesions in A. Latus under field conditions as well as sub-lethal mercury exposure in laboratory conditions and to detect suitable and effective biomarkers within enzymatic, hematological, hormonal and histopathological indices.
This study was conducted in two conditions field and sub-lethal. For field experiment under natural condition, among 26 creeks of Mahshahr four regions with the more pollution (Jafari, Ghazaleh, Majidieh and Petroshimi) along side with one region with the less pollution (Zangi) was chosen.
In laboratory, Fish maintained in a seawater re-circulatory system (300-L tanks) and according to LC50 (648 µg/l) they divided in five treatments (0, 10, 20, 40 and 80 µg/l).
Serum biochemical analyses was done with the automate apparatus Autoanalyser. Testosterone was assay using pre-coated ELISA kit. Thyroxine T4 and triiodothyronine T3 were assayed using diagnostic ELISA direct immunoenzymatic kits. Glucose was carried out using commercially available diagnostic experimental Protocols kit. Total protein levels were determined with bovine serum albumin serving as standard. Counting Blood leukocytes was done using a hemocytometer Neubauer under the light microscope. The leukocyte differential count was made in peripheral blood smears stained by Merck Giemsa. Hematocrit values were determined in a microhematocrit centrifuge with the aid of a microhematocrit reader. Hemoglobin levels were determined colorimetrically by measuring the formation of cyanomethemoglobin. Aminotransferase enzymes were determined with Pars-Azmoon Diagnostics Infinity AST reagent kit and Sigma Diagnostics Infinity ALT reagent kit, respectively. Alkaline and Acid phosphatase (ALP & ACP) were also determined by enzymatic methods with Darman Kave & Pars Azmoon kit respectively. Lipase activities were determined with Photometric method.
The liver histological slides obtained with tissue processor, embedded in paraffin and sectioned using an ultra microtome. The slides were later stained with hematoxylin and counter stained with eosin. Mercury concentrations were determined by using a standard cold vapor atomic absorption method equipped with Hg cold vapor generator.
Results concerning mercury accumulation in the liver strongly suggest that mercury increasing in the surrounded water would result in accumulating much more in liver tissue. According to the acute toxicity test, mercury was in the last toxicology rank and is extremely toxic for A. latus. The range of mercury concentrations founded in the creeks water and specially sediments along the Mahshahr coast was higher than other marine environment, so it reveals that in an area requiring a special concern in order to avoid future environmental problems. Between enzymatic indices, just ACP had same significant compare mean in both test area, so we can introduce ACP amount and ACP activity (ACP/Protein) as suitable and effective enzymatic biomarker for mercury pollution.
Between serum biochemical indices there wasn’t any suitable and effective biomarker for future studies. It can be declared that any of hematological indices did not gain suitable qualification to become a suitable biomarker, but within immunological indices leukocyte count, neutrophil and lymphocyte considered as suitable and effective biomarker of mercury pollution in yellowfin seabream. Among hormonal indices T3 and T3/T4 were suitable and valuable biomarker of mercury pollution in yellowfin seabream. Among histopathological indices, necrosis as well as nuclear lesion of hepatocytes, Lipidosis, cellular swelling, Hemorrhage, Macrophage aggregates, Bile stagnation and Dilation of sinusoid was suitable and valuable biomarker of mercury pollution in yellowfin seabream.
As an overall, the study finding reveals that mercury is a toxic substance in yellowfin sea bream, with many severe changes on ecophysiological indices under various circumstances. Results of the present investigation indicated that the sub- acute and chronic mercury concentrations testing may cause several changes in the enzymatic, hematological, hormonal and histopathological parameters of the studied fish and these changes can be used we can use these changes as biomarkers of mercury detection. In conclusion, estimation of serum ACP, leukocyte count, neutrophil & lymphocyte, T3 & T3/T4 and many hepatocytes lesions could provide a useful indicator of mercury pollution and are suitable biomarkers in yellowfin seabream.
Khorramshahr University of Marine Science & Technology
Faculty of Marine Science
Department of Marine Biology
PhD Thesis
Detection of Mercury Pollution Biomarkers with some Ecophysiological Indices in the Liver of Yellowfin Seabream, Acanthopagrus latus (Houttuyn, 1782)
Supervisors:
Dr. Alireza Safahieh
Dr. Ahmad Savari
Advisors:
Dr. Jasem Ghofleh Marammazi
Dr. Abdolali Movahedinia
By:
Seyyed Aliakbar Hedayati
June 2011



قیمت: تومان


دیدگاهتان را بنویسید