Capoeta capoeta capoeta (Guldenstaedt 1772) n n Baz Doku Histopatolojisi Üzerine Civa (II) Klorür ün Toksik Etkileri

Transkript

1 Kafkas Üniv Fen Bil Enst Derg 3(2):11-18, 2010 Capoeta capoeta capoeta (Guldenstaedt 1772) n n Baz Doku Histopatolojisi Üzerine Civa (II) Klorür ün Toksik Etkileri Bilgehan ERDO AN 1, * Muhitdin YILMAZ 1, Yusuf ERSAN 1, Evren KOÇ 2 1 Kafkas Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi Biyoloji Bölümü, Kars - TÜRK YE 2 Kafkas Üniversitesi Veteriner Fakültesi Fizyoloji Anabilim Dal, Kars TÜRK YE Yay n Kodu (Article Code): 10-16A Özet: Bu çal mada, Capoeta capoeta capoeta (L., 1758) nin karaci er, solungaç, ba rsak dokular üzerine civa (II) klorürün etkisi histopatolojik yöntemlerle ara t r ld. Kars Çay ndan yakalanan bal klar 500 litrelik tanklara konularak 15 gün süreyle ortama adaptasyonlar sa land. Daha sonra, 3 gruba ayr larak kontrol gruptaki bal klar normal su ortam nda, II. ve III. gruptaki bal klar 15 ve 30 gün süreyle 0.05 mg/l HgCl 2 içeren su ortam nda bekletildi. Bu süre sonunda histopatolojik çal malar için bal klardan karaci er, ba rsak ve solungaç doku örnekleri al narak %10 luk formaldehit solüsyonunda tespit edildi. Rutin histolojik yöntemlerle parafin bloklar haz rland ve 4-5 m kal nl nda kesitler al nd. Elde edilen kesitlerin tamam hematoksilen-eosin boyama metoduna göre boyanarak mikroskobunda incelendi. I k mikroskobik incelemede karaci er, ba rsak ve solungaç dokular nda civaya maruz kalma süresiyle artan derecelerde dejenerasyon ve nekrozlar tespit edildi. Anahtar Kelimeler: Civa (II) klorür, Capoeta capoeta capoeta, karaci er, ba rsak, solungaç, histopatoloji. Toxic Effects of Mercury (II) Chloride on Some Tissue Histopathology in Capoeta capoeta capoeta (Guldenstaedt 1772) Abstract: In this study, effects of Mercury (II) cloride on liver, gill and intestine tissues were investigated by histopathological methods. Fish caught from the Kars Creek were placed in 500 liter tanks. The fish were adapted to the medium for 15 days. Then, the fish were divided into 3 groups; I. group was control group and hold in tap water. Fish in II and III groups were hold in water containing 0.05 mg/l HgCl 2 At the end of this period, intestine and gill tissue samples were fixed in % 10 formaldehyde solution. Then, for histopathological studies, paraffin blocks were prepared fom fish livers and slices of 4-5 µm thickness were cut. All the slices were stained with heamatoxyleneosin. Then, all the slices were investigated under a light microscope. Light microscope investigations revealed that dejenerations and necrosis in liver, intestine, and gill of fish exposure to HgCl 2. Key Words: Mercury (II) chloride, Capoeta capoeta capoeta, liver, intestine, gill, histopathology. muhittinylmaz@gmail.com

2 12 Capoeta capoeta capoeta Giri Bilim ve teknolojinin geli mesiyle birlikte insan n suya yapt müdahaleler artm ve su kaynaklar n n süreklili ini etkileyecek boyutlara ula m t r. Sulardaki kimyasal kirlenmenin ba nda endüstriyel at klar gelmektedir ( anl ve ark. 1995). Bugün endüstride çok say da metal ve ala m n kullan ld bilinmektedir. Bunlardan a r metaller taraf ndan meydana getirilen kirlilik insan sa l n tehdit eder bir seviyeye ula m t r (Güley ve Vural 1987a). Do a için en önemli kirliliklerden biri a r metaller taraf ndan meydana getirilmektedir (Güley ve Vural 1987b). Bu a r metallerden biri olan civa (Hg) pek çok akuatik alanda toksik bir a r metal olarak bulunur. Klor alkali endüstrisi, maden ç karma ve civa türevlerinin kullan m, civa kontaminasyonunun ana antropojenik kaynaklar d r (Sorenson 1991). Çöp f r nlar ve fosil yak tlar ndan kaynaklanan atmosferik tortu akuatik ortamlar n kontaminasyonuna katk da bulunur (Driscoll ve ark. 1994). Civa akuatik sistemlerde esasen inorganik civa ve organik metilciva (CH 3 Hg + ) olarak bulunur. Civan n biyolojik elde edilebilirli i ph, çözünmü karbon ve suyun s cakl gibi fizikokimyasal faktörlerden etkilenir (Driscoll ve ark. 1994, Rodger ve Wand Beamish 1981). Akuatik tüketici organizmalarda civan n biyolojik birikimi direkt maruz kalma (suda bulunan metal) trofik maruz kalma (besinlerde bulunan metal) eklinde iki kontaminasyon kayna n n kombinasyonundan meydana gelir (Boudou ve Ribeyre 1983). Akuatik sistemlerde bulunan do al ve antropojenik kaynakl birçok civa bile i i deri, solungaç epiteli ve sindirim sistemi duvarlar gibi organizman n iç ortam n d ortamdan ay ran biyolojik bariyerleri a an, farkl kapasitelere sahiptir (Boudou ve Ribeyre 1985). Civa en çok solungaçlarda, en az karaci er, böbrekler, kaslar ve mukusta birikir (Olson ve ark. 1978). Civa bal klarda en çok metil formunda bulunur ve çe itli dokularda sülfidril proteinlerine ba lan r (Handy ve Penrice 1993). Birçok bal k populasyonlar nda görülen civa konsantrasyonlar n n etkileri erginlerin sa l nda önemsizdir. Bununla beraber embriyo veya larva gibi hayat safhalar genellikle daha sonraki hayat safhalar na göre kontaminantlara daha duyarl d r (Wiener ve Spry 1996). Civa ölüme, zay f geli meye ve bal klar n embriyo, larva, ve genç dönemlerinde, büyümenin azalmas na sebep olabilir (Wiener ve Spry 1996, Perry ve ark. 1988, Sharp ve Neff 1988, Carmo Freitas 1994). Bal n embriyonik döneminde, hücre bölünmesinin erken safhalar civa toksisitesine çok hassast r ve metilciva, inorganik civadan daha toksiktir (Warren ve ark. 1998). Tatl su ortamlar ndaki canl gruplar için toksik maddelerin lethal ve sublethal dozlar her bir canl grubu için ayr ayr düzenlenen biyodeneylerle sa lanmaktad r (Gupta ve Chandra 1998). Bu ara t rmada, civan n çözünebilen inorganik tuzlar ndan olan Civa-II Klorürün Capoeta capoeta capoeta bireyleri üzerine etkilerinin histopatolojik yöntemlerle tespiti amaçlanm t r. Materyal ve Metot Deney Düzene i Ara t rmada, gram a rl a sahip 18 adet Capoeta capoeta capoeta kullan ld. Bu bal klar Kars Çay ndan

3 ERDO AN, YILMAZ, ERSAN, KOÇ 13 yakalanarak laboratuar ortam nda 500 er L lik tanklara al nd. 15 gün süreyle ortama adaptasyonlar sa land ktan sonra, her grupta 6 bal k bulunan 3 grup olu turuldu ve I. gruptaki bal klar normal su ortam nda, II. gruptaki bal klar 0.05 mg/l HgCl 2 içeren su ortam nda 15 gün süreyle, III. gruptaki bal klar da 0.05 mg/l HgCl 2 içeren su ortam nda 30 gün süreyle bekletildi. Özellikle seçilen bal klar n sa l k durumlar n n iyi olmas na dikkat edildi. Çal ma süresi sonunda histopatolojik çal malar için bal klardan doku örnekleri al nd. Al nan doku örnekleri %10 luk formalin solüsyonuna al narak tespit edildi. Histopatolojik ncelemeler Deney sonunda hayvanlardan al nan doku örnekleri %10 luk formaldehit solüsyonunda 48 saat tespit edildikten sonra rutin histolojik metotlarla parafin bloklar haz rland. Daha sonra bu bloklardan 4-5 µ kal nl nda kesitler al narak hematoksileneozin boyama yöntemiyle boyan p histopatolojik de i iklikler k mikroskobunda incelendi. Bulgular Klinik Bulgular: Çal ma grubunda denge ve yüzme bozukluklar gözlendi. Makroskobik Bulgular: Herhangi bir bulgu gözlemlenmedi. Mikroskobik Bulgular: Deneklerden elde edilen karaci er, ba rsak ve solungaç dokular n n histopatolojik incelemesinde dokulardaki dejenerasyonlar n civa uygulamas n n süresine orant l olarak artt gözlendi. Kontrol grubunda yer alan bal klar n karaci erinde herhangi bir patolojik bulgu belirlenmedi ( ekil 1A). 15 gün süreyle HgCl 2 uygulanan I. gruptaki deneklerin karaci erinde ortadan iddetliye kadar de i en dejeneratif ve nekrotik de i iklikler gözlendi. Hepatositlerin ço unlu u hidropik ve vakuolar dejenarasyonlar tespit edildi. Ara s ra fokal nekroz alanlar gözlendi ( ekil 1B). Çal man n II. grubu olan 30 gün süreyle HgCl 2 verilen grupta ise karaci erde yukar daki histopatolojik de i ikliklerin iddetinde ve yayg nlar nda belirgin art oldu u dikkat çekti ( ekil 1C). Kontrol grubunda yer alan deneklerin ba rsaklar normal görünümdeydi ( ekil 2A). I. gruptaki deneklerin ba rsaklar nda villuslar n apikal uçlar nda lamina epitelyalisde dejenerasyon, nekroz ve desquamasyon, lamina propria ve submukozada ödem gözlendi ( ekil 2B)..II..grupta ise lamina epitelyalisdeki belirgin dejenerasyon, nekroz ve desquamasyonun yan s ra goblet hücrelerinde azalma dikkat çekti ( ekil 2C). Ayr ca, lamina epitelyalis ile lamina propria aras nda iddetli ödem nedeniyle ayr lma gözlendi. Kontrol grubunda yer alan bal klar n solungaçlar nda hiçbir patolojik bulguya rastlanmad ( ekil 3A). Çal man n I. grubunda ye alan deneklerin solungaçlar nda sekonder lamellerde epitel hücrelerinde hidropik dejenerasyon gözlendi. Ayr ca, sekonder lamellerde yer yer yap malar görüldü ( ekil 3B). II. gruptaki deneklerin sekonder lamel epitellerdeki dejenerasyonun yan s ra az say da nekrotik epitele rastland. Ayr ca, bu grupta kloroid hücrelerde hidropik dejenerasyon nedeniyle i me gözlendi ( ekil 3C).

4 14 Capoeta capoeta capoeta A B C ekil 1. Karaci er: A) kontrol grubu karaci er dokusu (H:E X 380), B) 15 gün süreyle HgCl 2 uygulanan I.gruba ait karaci er dokusu. Fokal nekroz alanlar (N) ve vakuoler dejenerasyon (S.K: safra kanal ) (H.E x 40), C) 30 gün süreyle HgCl 2 uygulanan gruba ait karaci er dokusu. nfiltrasyon (beyaz oklar), fokal nekroz alanlar (N) hidropik (siyah oklar) ve vakuolar (y ld zlar) dejenerasyon (H.E x 380). ekil 2. Ba rsak: A) Kontrol grubu ba rsak dokusu (H.E x 190), B) 15 gün süreyle HgCl 2 uygulanan bal a ait ba rsak dokusu. Apikal k s mlarda nekrotik alanlar (oklar) ve lamina propria bölgesinde infiltrasyon alanlar (y ld zlar) (H.E x 380), C) 30 gün süreyle HgCl 2 uygulanan gruba ait ba rsak dokusu. Apikal k s mlarda nekrotik alanlar (oklar) ve lamina propriada bölgesinde dejenerasyon (y ld zlar) (H.E.x 190).

5 ERDO AN, YILMAZ, ERSAN, KOÇ 15 A B C ekil 3. Solungaç: A) Kontrol grubu solungaç dokusu (H.E. x 190), B) 15 gün süreyle HgCl 2 uygulanan gruba ait solungaç dokusu. Sekonder lamellerde i me (oklar) (H.E.x 380), C) 30 gün süreyle HgCl 2 uygulanan gruba ait solungaç dokusu. Primer lamellerde dejenerasyonlar ve klorid hücreler de i me (oklar) (H.E. x 190). Tart ma Civa bir a r metal olarak sucul ortamlara çe itli yollarla bula maktad r. Bu yüzden, ara t r c lar çal malar nda civa kirlili ine önem vermi lerdir. me-hg maruz kalan Salvelinus alpinus lar n karaci erinde patolojik bulgular ve sitoplazmik organizasyonunda iddetli nekrozlar gözlenmi tir (Oliveria-Riberio ve ark. 2002). Yap lan ba ka bir çal mada da civan n bal klar n sinir sistemi, böbrek, solungaç ve ozmoregületör görevleri bozdu u, karaci er ve kaslardaki enzim sentezini etkiledi i bildirilmi tir (Niimi ve ark. 1994). Civan n karaci erde glikojen miktar n n azalmas na da neden oldu u belirtilmi tir (Bleau ve ark. 1996). Civa ile yapt klar bir çal mada solungaç lamellerin interlameller hücrelerinde hiperplazi, bazal ve distal hücrelerde i kinlik gibi birçok histolojik de i iklik gözlemlemi lerdir (Akhilender Naidu ve Ramamurthi 1983). Mevcut çal ma da, klorid hürelerde i me meydana gelmi tir. Civa ya maruz b rak lan Gambusia holbrooki nin solungaçlar ndaki morfolojik ve morfometrik de i imleri incelemi ve civan n solungaç epitelini deformasyona u ratt n bildirmi lerdir (Charles ve ark. 1996). Mevcut çal ma da, solungaç primer lamellerinin epitellerinde dejenerasyonlar gözlenmi tir. Sonuç olarak, olarak 0,05 mg/l civan n bal klara 15 ve 30 gün sürelerle uyguland nda, ba rsak, karaci er ve solungaçlarda belirgin histopatolojik de i iklikler gözlendi. Ba rsaktaki histopatolojik etki nedeniyle emilim bozulmas, dolay s yla karaci er toplam protein ve glikojen miktar nda azalma, lipidlerde art gibi de i ikliklerin yan s ra

6 16 Capoeta capoeta capoeta enzim sistemlerinin de olumsuz yönde etkilenebilece i dü ünülebilmektedir. Bunun yan nda solungaçlarda meydana gelen hasar n etkisiyle bal klar n ozmoregületör sistemlerininde bozulabilece i dü ünülmektedir. leride yap lacak çal malarda yukar da karaci er aktiviteleri ile ozmoregületör yap n n incelenmesinin uygun olaca kan s na var ld. Kaynaklar Akhilender..Naidu.. K,. Ramamurthi. R Histological observations in gills of the teleost Sarotherodon mossambicus with reference to mercury toxicity. Ecotoxicology.and.Environmental.Safety,.7( 5): Bleau H, Daniel C, Chevalier G, van Tra H, Hontela AH Effects of acute exposure to mercury chloride and methylmercury on plasma cortisol, T3, T4, glucose and liver glycogen in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Aquatic Toxicology,.34(3): Boudou A, Ribeyre F Nriagu, J.O. (Ed), J. Wiley and Sons; New-York, Aquatic Toxicology Boudou A, Ribeyre F Experimental study of tropic contamination of Salmo gairdneri by two mercury compounds HgCl 2 and CH 3 HgCl-analysis at the organism and organ levels. Water, Air, and Soil Pollution, 26: Carmo Freitas M Heavy Metals in Parmelia sulcata Collected n the Neighbourhood of A Coal-fired Power Station. Biological Trace Element Research, 43-45(1): Charles H, Amy F, Michael N Morfological and morfometric changes in the gills of mosquitofish arter exposure to mercury (II), Aquatic Toxicology, 34 (2): Driscoll CT, Yan C, Schofiel L, Munson R, Holsapple J The mercury cycle and fish in the Adirondak Lakes. Environmental Science & Technology, 28: Gupta M, Chandra P Bioaccumulation and Toxicity of Mercury In Rooted Submerged Macrophyte Vallisneria spiralis. Environmental Pollution, 103(2), Güley M, Vural N, Toksikoloji 1987a. Ankara Üniversitesi Yay nlar, No:48. Güley M, Vural N 1987b. Toxicology. Ankara University Faculty of Pharmacy Publication, No: 48 (In Turkish). Handy RD, Penrice WS The influence of high oral doses mercuric chloride on organ toxicant concentrations and histopathology in rainbow trout, Oncorhynchus mykiss. Comparative Biochemistry and Physiology - Part C, 106: Niimi AJ, Kissoon GP Evaluation of the critical body burden concept based on inorganic and organic mercury toxicity to rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Archives of Environmental Contamination and Toxicology, 26: Oliveira.Ribeiro.CA,..Bleger.L,..Pelletier. E,..Rouleau.C2002..Histopathological.evid ence of inorganic mercury and methylmercury toxicity in the artic charr (Salvelinus alpinus). Environmental Research, 90: Olson KR, Squibb KS, Cousins RJ Tissue uptake subcellular distribution, and metabolism of 14 CH 3 HgCl and CH HgCl by rainbow trout, ( Salmo gairdneri ). Journal of the Fisheries Research Board of Canada, 35:

7 ERDO AN, YILMAZ, ERSAN, KOÇ 17 Perry DM, Weis JS, Weis P Cytogenetic effects of methylmercury in embryos of the killifish, Fundulus heteroclitus. Archives of Environmental Contamination and Toxicology, 17: Rodger D, Wand Beamish FWH Uptake of waterborne methylmercury by rainbow trout (Salmo gairdneri) inrelation to oxygen consumption and methylmercury concentration. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 38: Sharp JR, Neff JM The toxicity of mercuric chloride and methyl-mercuric chloride to Fundulus heteroclitus embrios in relation to exposure conditions. Environmental Biology of Fishes, 7: Sorensen EM Metal Poisoning in Fish, CRC Press., anl Y, Kaya S, Pirinçci ve ark Veteriner Klinik Toksikoloji.(2. Bask ). Ankara: Medisan Yay nevi. Warren LA, Tessier A, Hare L Modelling Cadmium Accumulation By Benthic Invertebrates in situ: The Relative Contributions of Sediment and Overlying Water Reservoirs to Organism Cadmium Concentrations. Limnology and Oceanography, 43(7): Wiener JG, Spry DJ Toxicological Significance of Mercury in Fresh Water Fish. In: Environmental Contaminants in Wildlife: Interpreting Tissue Concentrations. Beyer, W. N., Hernz, G.H., Redmon-Norwood. A.W. (Eds.), CRC Press, New York,