AŞAĞI SEYHAN OVASI DRENAJ SİSTEMLERİNDEKİ KİRLİLİK ETMENLERİNİN Clarias gariepinus da TOKSİK ETKİLERİ Toxic Effect of PollutionFactors on Clarias gariepinus in Lower Seyhan Plain Drainage System Hülya DURMAZ BEKMEZCİ Biyoloji Anabilim Dalı Nevin ÜNER Biyoloji Anabilim Dalı ÖZET Bu çalışmada Aşağı Seyhan Ovası drenaj kanallarında seçilen beş istasyonda su kalitesi, dokuda metal birikimleri ve kirleticilerin Clarias gariepinus da karaciğer, kas ve beyin dokularında GSH (Glutatyon) redoks durumuna, oksidatif stres ve nörotoksisite oluşturma potansiyelleri ile biyometrik özelliklerine etkileri incelenmiştir. Su kalite değerlendirmelerinde 1. istasyonun diğer istasyonlardan temiz olduğu gözlenmiş ve bulgular bu istasyona göre değerlendirilmiştir. Drenaj sularının bazı değişkenlere göre sulama suyu olarak kullanılmaya ve balıkların sağlıklı gelişmelerine uygun olmadığı gözlenmiştir. Fe, Cu, Zn, Co, Cr ve Cd en yüksek karaciğerde en düşük kasta birikim göstermiştir. Fe, Cu ve Zn için dokular arasındaki fark önemlidir. Pb derişimi beyin>karaciğer>kas şeklindedir. Kas dokusu metal derişimleri genel olarak kabul edilebilir düzeylerdedir. Fe için tüm istasyonlarda ve Pb için 3. istasyonda kabul edilebilir limitlerin üst sınırına yakındır, deşarjların devam etmesi durumunda, halk sağlığı açısından tehlike oluşabilecektir. C. gariepinus da karaciğer, kas ve beyin dokularında yürütülen biyokimyasal analizler ve biyoindikatör hesaplamalarının sonuçları tüm istasyonlarda balıkların kirliliğe karşı çeşitli adaptasyonlar geliştirdiklerini ve C. gariepinus un kirliliğe karşı dayanıklı bir tür olduğunu göstermektedir.su kalitesi, doku kirletici düzeyleri, biyomarkır ve biyoindikatörlerin birlikte incelenmeleri çevresel kirlilik düzeylerinin ve balıklara etkilerinin belirlenmesinde aydınlatıcı sonuçlar sağlamaktadır. Anahtar kelimeler: Aşağı Seyhan Ovası, Su Kalitesi, Clarias gariepinus, Biyomarkırlar, Biyoindikatörler. ABSTRACT In this study, water quality, metal accumulation in tissues and effects of contaminants to GSH (Glutathione) redox status, oxidative stress and neurotoxicity potential in liver, muscle and brain tissues together with biometric features in Clarias gariepinus were assessed at five selected stations in Lower Seyhan Plain drainage channels. In the water quality assessments, the 1 st station was observed to be cleaner than other stations. Drainage water was found to be not suitable for irrigation and healthy development of fish. Accumulation of Fe, Cu, Zn, Co, Cr, and Cd were highest in liver and lowest in muscle. The difference between tissues for Fe, Cu, and Zn was statistically significant. The order for Pb is brain>liver>muscle. Yüksek Lisans Tezi- M. Sc. T hesis - 11 -
Metal concentrations in muscle tissue were generally within the permissible safety levels. Fe concentration in all stations and Pb concentration in the 3 rd station are around the upper limit of permissible safety levels. The bioaccumulation under current progress will be likely to raise dangerous levels for public health. The results of analysis show that C. gariepinus have developed several adaptations to increased pollution. Findings support that C. gariepinus is a resistant species to environmental pollution. Combined investigation of water quality parameters, tissue contaminant levels, biomarkers and bioindicators were enable obtaining more effective results when determining pollution levels and their effects to fish. Keywords: Lower Seyhan Plain, Water Quality, Clarias gariepinus, Biomarkers, Bioindicators. Giriş Arıtmasız sanayi tesislerinden, büyük kentsel bölgelerden ve tarla drenaj sistemlerinden kirlenmiş sular, drenaj kanalları yoluyla akarsulara ve sonuçta denizlere kadar taşınarak sucul sistemlerde kirliliğe neden olmaktadır (Basha ve Rani, 2003). Kirleticilerin besin zinciri aracılığı ile tüm trofik düzeylerde artan derişimlerde birikimi önemli çevre ve sağlık sorunlarına neden olur. Bu nedenle protein kaynağı olarak tüketilen balıklar sucul ekosistemlerde kirliliğin izlenmesi ve değerlendirilmesinde model canlılar olarak kullanılmaktadırlar (Mansour ve Sidky, 2003). Su kalitesinin bozulması bu ortamlarda bulunan canlılara ve insanlara zarar vermektedir. Balıkların sağlıklı gelişimleri için sıcaklık, ph, çözünmüş oksijen derişimi, alkalinite, gibi su kalitesini etkileyen bileşenlerin miktarları belirli sınırlar içerisinde olmalıdır (Swann, 2000). Su kalitesini belirleyen bu etmenler, ayrıca ağır metal ve pestisit gibi toksik kimyasalların sucul sistemlerdeki hareketlerini, biyolojik bulunurluklarını ve canlılar tarafından alınımlarını da etkilemektedirler (Authman, 2008). Su kalitesini oluşturan etmenlerin balıklara ve kirleticilerin hareketlerine etkileri arazi veya laboratuvar çalışmaları ile değerlendirilmiştir. Balıklar, sucul besin zincirinin tepesinde yer aldıklarından yüksek metal derişimlerinin etkisinde kalırlar. Balıklarda ağır metallerin düşük derişimlerde uzun süreli etkisi doku ve organlarda birikime neden olur. Protein kaynağı olarak balıkların tüketimi ağır metallerin besin zinciri aracılığı ile insana kadar taşınmasına ve önemli sağlık sorunlarına neden olur. Balıkların doku ve organlarındaki birikim düzeylerinin belirlenmesi, kronik metal etkisini gösterebileceği gibi, kirlenmiş alanların tanımlanması ve sucul ekosistemin sağlığının değerlendirilmesinde etkili olarak kullanılabilir. Balıklarda ağır metal birikimi doku ve organlar arasında farklılık gösterir. Bu ayrım doku ve organların metabolik ve fizyolojik aktivitelerindeki farklılığının bir sonucudur. Çeşitli yollarla akuatik ortamlara ulaşan pestisitler ve ağır metaller gibi çevresel kirleticilerin akuatik canlılarda serbest radikal üretiminde artışa ve buna bağlı antioksidant savunma sistemlerine etki ederek oksidatif strese neden olduğu bilinmektedir. Ksenobiyotik etkisinde organizmaların antioksidant savunma sistemlerinde indüksiyon veya inhibisyon gözlenebilmektedir. Savunma sisteminin bileşenlerindeki değişiklikler ksenobiyotikler tarafından indüklenen - 12 -
oksidadif baskının biyomarkırları olarak incelenir (Pandey ve ark., 2003). Kolinesteraz enzim aktiviteleri doğal sularda ağır metal ve OP pestisit kirliliğinin belirlenmesinde biyomarkır olarak kullanılmaktadırlar (De La Torre ve ark., 2002; ). Uzunluk-ağırlık modelleri kondüsyon olarak tanımlanan balığın beslenme durumunu değerlendirmek üzere kullanılmaktadırlar. Bir balığın ve populasyonun sağlık durumunun belirlenmesinde etkilidirler. Çevresel kirleticilerin balıklara etkilerinin değerlendirildiği çalışmalarda araç olarak kullanılmışlardır (Bervoets ve Blust, 2003) Habitat, yaş, mevsim, yıl, eşeysel olgunluk ve üreme dönemine bağlı olarak değişebildiği bildirilmiştir. Aşağı Seyhan Ovası tarımsal drenaj sistemlerindeki ağır metal kirliliği ve total kirlilik etmenlerinin balıklara etkilerinin değerlendirildiği bir çalışmaya rastlanmamıştır. Bu sistemler C. gariepinus için uygun yaşama ortamları oluşturmaktadır. Düşük oksijen düzeyleri ve düşük su kalitesine dayanıklı olduklarından ASO drenaj kanallarında bol miktarda bulunmaktadırlar. Bu çalışmada, Aşağı Seyhan Ovası drenaj kanallarında, tarımsal, evsel ve endüstriyel kaynaklardan gelen kirlilik etmenleri ile bunların C. gariepinus a etkileri incelenerek drenaj sistemlerindeki kirlilik düzeylerinin karşılaştırılması amaçlanmıştır. Bunun için, su kalite parametreleri, su ve dokuda ağır metal derişimleri, populasyonun sağlığını değerlendirmek üzere biyoindikatörler, oksidatif stres biyomarkırları olarak enzimatik antioksidantlar SOD ve CAT ile GSH ve GSH bağımlı enzimler GPx, GR ve GST aktiviteleri, lipit peroksidasyonu ve nörotoksisite biyomarkırları olarak AChE ile BChE enzim aktivitelerindeki farklılıklar değerlendirilmiştir. Materyal ve Metot Aşağı Seyhan Ovası drenaj kanallarından kirlenme yollarındaki farklılıklara beş farklı istasyon belirlenmiştir. 1. istasyona (Eki Baraj) referans istasyon olarak seçilmiştir. 2. istasyon (Abdioğlu Köyü civarı) tarımsal kirliliği, 3. ve 5. istasyonlar (sıra ile; Tabaklar Köyü ve Küçük Karataş Köyü civarı) evsel ve tarımsal kirliliği ve 4. istasyon (Yolgeçen Köyü civarı) endüstriyel kirliliği temsilen seçilmiştir. Bu istasyonlardan araştırma materyali olarak Clarias gariepinus örnekleri toplanmıştır. Birikim ve biyokimyasal analizleri yürütmek üzere karaciğer, kas ve beyin dokuları disekte edilmiştir. Su kalitesini değerlendirmek üzere tüm istasyonlardan su örnekleri de alınmıştır. Su örneklerinde sıcaklık, ph (WTW MultiLine P3 ph/lf-set), tuzluluk, elektriksel iletkenlik (YSI Model 33 S-C-T Meter), oksijen miktarı (YSI 550A) ve ışık geçirgenliği (Secchi diski) çalışma alanında ölçülerek kaydedilmiştir. Alkalinite, sertlik, nitrat, nitrit, amonyak, fosfat, sülfat, sülfür, klor ve flor derişimleri de hızlı ölçüm sağlayan kitler aracılığı ile (Palintest Fotometre Su Test Tabletleri) fotometrik olarak (YSI 9000 Photometer) ölçülmüştür. Askıda, çökebilen ve toplam katı miktarları da daha sonra gravimetrik yöntemle ölçülmüştür. Su ve doku örneklerindeki metal derişimleri ICP-AES (Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometer) Varian Liberty-Series II cihazı ile ölçülmüştür (Cicik, 1991). Karaciğer, kas ve beyin dokularında tgsh, GSH ve GSSG miktarları - 13 -
(Griffith, 1980) ve GSH/GSSG oranı (Pena-Llopis ve ark., 2001), GPx, CAT (Beutler 1984), SOD (McCord ve Fridovich, 1969), GST (Habig ve ark., 1974), AChE ve BChE (Ellman ve ark.,1961) enzim aktiviteleri ile lipid peroksidasyonu (Ohkawa ve ark., 1979) ve protein miktarları (Lowry ve ark., 1951) incelenmiştir. Balık örneklerinin kondüsyon faktörü ve hepatosomatik indeks gibi biyometrik değişkenler de (Napierska ve ark., 2006) matematiksel olarak hesaplanmıştır. arasındaki farklılıkların istatistiksel değerlendirilmesi SPSS 15.0 Paket programında OneWay Anova-Duncan Çoklu Karşılaştırma Testi ve Bağımsız Örneklem T-Testi kullanılarak P 0.05 önem derecesinde yapılmıştır. Ayrıca parametreler arasında korelasyonlar da Pearson Korelasyon Testi kullanılarak değerlendirilmiştir (Kinnear ve Gray, 1995). Yüzde hesaplamalarda istatistik yapmak üzere Arcsin Dönüşüm işlemi uygulanmıştır. Araştırma Bulguları ve Tartışma Aşağı Seyhan Ovası drenaj kanallarında yürütülen bu araştırmada belirlenen istasyonlarda suların çözünmüş oksijen derişimleri ve ph değerlerinin sırasıyla 6.02-7.20 mg/l, 6.50-8.47 olduğu ve balıklar için güvenli aralıkta yer aldığı saptanmıştır. Alkalinite değerleri ideal aralıkta yer alırken, sertlik değerinin 5. istasyonda yüksek olduğu gözlenmiştir. Amonyak derişimi 4. ve 5. istasyonlarda balıklar tarafından tolere edilebilir limitlerin ve ayrıca su kirliği kontrol yönetmeliğinde (S.K.K.Y) önerilen derişimin çok üstündedir (sıra ile; 0.090 ve 0.205 mg NH 3 -N/L). Yönetmelikte bildirilen su kalite sınıflarına göre nitrit azotu (NO 2 -N) derişimleri değerlendirilmiş ve 2. istasyonda su kalitesinin 3. sınıf, 4. istasyonda 4. sınıf ve diğer istasyonlarda 2. sınıf kalitede olduğu belirlenmiştir. Nitrit azotu derişimi 4. istasyonda balıklar tarafından tolere edilebilir derişimlerin (<0.06 mgno 2 -N/L) üzerindedir. Uzun süreli etkide balıkların hayatta kalmasını tehdit etmektedir. Nitrat derişimleri tüm istasyonlarda 1. sınıf kalitededir, ancak 2. ve 4. istasyonlarda balıklarda toksik etkilere neden olabilecek derişimlerdedir (<3.0 mg NO 3 /L). Fosfor derişimlerinin ise 1. ve 5. istasyonlarda 3. sınıf ve diğer istasyonlarda 4. sınıf kalite değerinde olduğu belirlenmiştir. Endüstriyel ve tarımsal atıkların deşarj edildiği 2. 3. ve 4. istasyonlarda fosfat derişimlerinin yüksek olduğu gözlenmektedir. Tuzluluk değerlendirmesine göre ve Schofield sulama suyu sınıflama sistemine göre 1. ve 4. istasyonlarda sular orta tuzlu su ve 2. kalite sınıfında (iyi), 2. ve 3. istasyonlarda yüksek tuzlu su ve 3. kalite sınıfında (kullanılabilir), 5. istasyonda ise çok yüksek tuzlu ve 4. kalite sınıfında (dikkatli kullanılabilir) yer aldığı ve doğrudan sulama suyu olarak kullanıma uygun olmadığı belirlenmiştir. Sularda tuzluluğu etkilediklerinden sülfat ve klor iyonları sulama suyu kalitesini etkilerler (Çizikçi, 2003). Schofield sınıflama sistemine göre klor iyonu derişimleri açısından tüm istasyonlarda ve sülfat iyonu açısından referans istasyon dışındaki istasyonlarda sular 5. sınıf kalitededir. Bu iyonlar bakımından sulama suyu olarak kullanıma uygun değildir. S.K.K.Y ye göre; sülfat bakımından tüm istasyonlar 1. sınıf kalitede iken, sülfür iyonları bakımından referans istasyon dışında diğer istasyonlarda 4. sınıf kalitededir. Özellikle 4. istasyonda diğer istasyonlardan önemli derecede yüksek olduğu gözlenmektedir. Sulardaki klorür - 14 -
iyonu ve serbest klor derişimleri S.K.K.Y. ye göre değerlendirildiğinde istasyonlardaki su kalitelerinin klorür iyonu bakımından 3. istasyonda 3. sınıf kalitede, 5. istasyonda 4. sınıf kalitede ve diğer tüm istasyonlarda 2. sınıf kalitede ve serbest klor bakımından ise 3. ve 4. sınıf kalitede olduğu belirlenmiştir. Klor iyonu 4. istasyon dışında tüm istasyonlarda balıklara zarar verebilecek düzeylerdedir (> 30 µg Cl -2 /L). Flor derişimleri balıklarda toksik etkilere neden olabilecek derişimlerdedir (0.325-0.925 mg F - /L). da su kalitesini değerlendirmek üzere su örneklerinde Fe, Cu, Zn, Ni, Co, Cr, Cd ve Pb derişimleri de incelenmiştir. İncelenen tüm metallerin referans istasyon olarak seçilen Seyhan Baraj Gölü nde diğer istasyonlardan düşük olduğu gözlenmiştir En yüksek Cu, Zn, Ni, Co, Cr ve Pb derişimleri ise çevresinde endüstriyel aktivitenin yoğun olduğu 4. istasyon (TD7) örneklerine saptanmıştır. Tüm istasyonlarda su örneklerinde metal derişimleri karşılaştırıldığında (Fe > Zn > Ni > Cu > Cr Pb Co > Cd) Fe ve Zn derişimlerinin yüksek, Cd derişminin ise en düşük olduğu gözlenmiştir. Fe derişimleri referans istasyonda S.K.K.Y ye göre 3. sınıf ve diğer tüm istasyonlar ise 2. sınıf kalitededir. Uzun süreli etki durumunda toksik etkiler oluşturabilecektir. Fe dışındaki metaller 4. istasyonda yüksektir, fakat S.K.K.Y ye göre 1. sınıf kalitededir. Ayrıca sudaki nitrit ve sülfür iyonları ile tüm metal derişimleri arasında pozitif korelasyon gözlenmiştir. Bu bulgular ışığında 4. istasyonun su kalitesinin etrafındaki sanayi aktivitesinden etkilendiği düşünülmektedir. Su örneklerinde ölçülen alkalinite ile Fe ve Pb derişimleri arasında, klor iyonları ile Pb, Co ve Cr derişimleri arasında ve Fe ile sülfat arasında negatif ilişki olduğu gözlenmiştir. Bu durum alkalinite, sertlik, klor ve sülfat gibi anyonların sucul sistemlerde metaller ile bağlanarak serbest bulunurluklarını azaltmaları ile açıklanabilir. Aşağı Seyhan Ovası nda yürütülen bu araştırmada seçilen istasyonlardan örneklenen C. gariepinus un karaciğer, kas ve beyin dokularındaki metal derişimleri; karaciğerde Fe > Zn > Cu Cr Co Pb = Cd Ni, kasta Zn > Fe > Cu Cr Pb Ni Cd Co ve beyinde Fe > Zn > Cu Pb Cr Cd Ni = Co şeklindedir. Fe, Zn ve Cu tüm dokularda diğer metallerden oldukça fazladır ve dokular arasındaki dağılımlarının karaciğer > beyin > kas olduğu gözlenmiştir. Ni nin dokular arasındaki dağılımında önemli bir farklılık yokken, Co ve Cr derişimleri karaciğerde yüksek, Cd ise kas dokusunda oldukça düşüktür. Ayrıca beyinde 2. ve 4. istasyonlarda Co derişimlerinin ölçülebilir limitlerin altında olduğu Pb birikimlerinin ise diğer metallerin aksine beyin > karaciğer > kas şeklinde olduğu gözlenmiştir. Tüm dokularda Fe derişimleri ve 3. istasyonda kas dokusunda Pb derişimleri gıda kodekslerine göre kabul edilebilir limitlerin üst sınırına yakındır. Devam eden süreçte halk sağlığı için tehdit oluşturabilecek düzeylere ulaşabileceği düşünülmektedir. Su örneklerine kıyasla dokulardaki yüksek metal derişimleri, dipten beslenen C. gariepinus un temel olarak sedimentte biriken metallerin etkisinde kalmasından kaynaklanıyor olabilir. Bu çalışmada, karaciğer dokusundaki Pb ve Cr, kas dokusundaki Cr ve Zn ve beyin dokusundaki Zn derişimleri ile balık boy ve ağırlıkları arasında negatif ilişki olduğu gözlenmiştir. Ayrıca kas dokusundaki Zn derişimi ile CF arasında da negatif ilişki vardır. Boy ve ağırlıkların - 15 -
GSSG Miktarı (M/mg pr.).. GSH/GSSG Oranı tgsh Miktarı (µm/mg pr.).. GSH Miktarı (µm/mg pr.).. Ç.Ü Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi Yıl:2012 Cilt:28-4 yüksek olduğu 2. istasyonda Pb, Cr ve Zn derişimlerinin düşük olduğu görülmektedir. Bu durumun, doku nisbi yağ oranlarının seyreltici etkisinden kaynaklandığı düşünülmektedir. Çeşitli yollarla akuatik ortamlara ulaşan çevresel kirleticilerin akuatik canlılarda serbest radikal üretiminde artışa ve buna bağlı antioksidant savunma sistemlerine etki ederek oksidatif strese neden olduğu bilinmektedir. Ksenobiyotik etkisinde organizmaların antioksidant savunma sistemlerinde indüksiyon veya inhibisyon gözlenebilmektedir. Savunma sisteminin bileşenlerindeki değişiklikler ksenobiyotikler tarafından indüklenen oksidadif baskının biyomarkırları olarak incelenmiştir (Pandey ve ark., 2003). 1 0.1 1 0.1 0.01 0.01 (a) (b) 0.1 100 0.01 10 0.001 1 (c) (d) Şekil 1. Karaciğer, Kas ve Beyin dokularında (a) tgsh, (b) GSH, (c) GSSG miktarları ve (d) GSH/GSSG oranlarının istasyonlara göre dağılımı (; referans istasyona göre P<0.05 düzeyinde farklılığı göstermektedir) Bu çalışmada, enzimatik olmayan antioksidant tgsh ve GSH düzeylerinin 2. ve 4. istasyonlardan alınan örneklerin tüm dokularında ve 5. istasyonda yalnızca kasta diğer istasyonlardan yüksek olduğu gözlenmiştir. Bu durum devam eden strese karşı geliştirilmiş adaptif bir yanıt olarak açıklanabilir. 5. istasyonda beyinde gözlenen GSH miktarındaki azalma ve GSSG miktarındaki artış, GSH-bağımlı tepkimelerin artışının bir ifadesi olabilir. Aynı istasyonda karaciğer ve kas - 16 -
AChE Spesifik Aktivitesi (U/mg pr.) BChE Spesifik Aktivitesi (U/mg pr.) Ç.Ü Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi Yıl:2012 Cilt:28-4 dokularında GSSG miktarının artışı nedeniyle GSH/GSSG oranı azalmıştır. Ayrıca 3. istasyonda kas dokusunda GSSG ve tgsh düzeyleri artarken GSH/GSSG oranı azalmıştır. 2. istasyonda karaciğerde, 3. ve 4. istasyonlarda beyinde artan GSSG miktarına karşın GSH/GSSG oranının korunduğu görülmektedir. 2. ve 4. istasyonlarda tüm dokularda GSH miktarındaki artış ile birlikte GST aktivitesinin de arttığı gözlenmiştir. Ayrıca 2. istasyonda kasta ve 4. istasyonda karaciğer ve beyin dokularında GPx aktivitesi de artmıştır. Artan GST ve GPx enzim aktiviteleri çevresel strese karşı geliştirilen adaptif bir yanıt olabilir. Üçüncü istasyonda karaciğer ve beyin dokularında yüksek GSSG ve düşük GSH/GSSG ile birlikte GPx aktivitesinin düşük olduğu görülmektedir. GPx aktivitesindeki bu azalma substratı olan GSH ın kullanılmasındaki artış nedeni ile olabilir. Antioksidant enzimler ve lipit peroksidasyonu oksidatif stres biyomarkırları olarak incelenmiştir. 2. istasyonda tüm dokularda 4. istasyonda karaciğer ve kas dokularında SOD aktivitesindeki artış kirleticiler etkisinde artan ROS üretimine karşı korunma sağlandığının kanıtı olabilir. CAT aktivitesinin 3. ve 4. istasyonlarda beyin dokusunda yüksek, 5. istasyonda karaciğer dokusunda düşük olduğu gözlenmiştir. Bu azalmanın nedeninin aşırı O 2.- radikali üretimine bağlı olabileceği düşünülmektedir. Lipit peroksidasyonunun ise 3. ve 5. istasyonlarda tüm dokularda ve 2. istasyonda karaciğer ve kas dokularında referans istasyondan düşük olduğu gözlenmiştir. GSH miktarları ve antioksidant enzim aktiviteleri dikkate alındığında radikallerin uzaklaştırılması nedeniyle lipit peroksidasyonunun azalmış olabileceği düşünülmektedir. 1 0.1 1 0.1 0.01 0.01 0.001-17 - 0.001 (a) (b) Şekil 2. Karaciğer, Kas ve Beyin dokularında (a) AChE ve (b) BChE spesifik aktivitelerinin istasyonlar ve dokulara göre dağılımı (; referans istasyona göre P<0.05 düzeyinde farklılığı göstermektedir) Aşırı ROS üretiminin AChE aktivitesinde azalmaya neden olduğu ileri sürülmüştür (Goldstein ve ark., 1980). Kolinesteraz enzimler kirleticilerin etkilerinin değerlendirilmesinde biyomarkır olarak kullanılmaktadırlar. Bu çalışmada 2. istasyonda AChE aktivitesindeki azalma, SOD aktivitesindeki artışında desteklediği üzere aşırı radikal üretiminden kaynaklanıyor olabilir. 4. istasyonda kas dokusunda
ve 5. istasyonda karaciğer ve kas dokularındaki AChE aktivitesinin yüksek olduğu, ayrıca karaciğer ve kas dokularında AChE aktivitesi ile bu dokulardaki Cu derişimleri arasında pozitif korelasyon gözlenmiştir. Uzun süreli kirletici etkisinde katalitik etkinliği arttırmak üzere gelişmiş bir adaptasyon olabilir. Romani ve ark., 2003 Cu etkisinde enzimin farklı formların de novo sentezinin artışı ile katalitik etkinliğin artmış olabileceğini bildirmişleridir. Kas dokusunda BChE aktivitesinin AChE aktivitesinden düşük olduğu bildirilmiş olmasına karşın (Kopecka ve Pempkowiak, 2008), bu çalışmada tüm doku ve istasyonlarda BChE aktivitesi AChE aktivitesinden fazladır. Bu fark 4. ve 5. istasyonlarda artmaktadır. BChE OP ve C inhibitörlerin AChE ye ulaşamadan dolaşımdan temizlenmesinde, AChE nin yoksunluğunda kolinerjik sinir iletiminin kontrolünde önemlidir, detoksifikasyon mekanizmasında yakalayıcı enzimler olarak iş görürler (Romani ve ark., 2003). Bu BChE aktivitesi AChE ile paralel bir değişim göstermiştir. 4. istasyonda kas ve beyin ve 5. istasyonda karaciğer ve kas dokularında BChE aktivitesinin yüksek olduğu gözlenmiştir. Bu çalışmada protein miktarının yalnızca 5. istasyonda kas dokusunda düşük olduğu gözlenmiştir. Bu durumun çevresel strese karşı koymak için gereksinim duyulan enerjinin proteinlerden sağlanması nedeni ile olabileceği düşünülmektedir. Karaciğer GPx ve CAT aktiviteleri ile HSI arasında pozitif bir ilişki olduğu gözlenmiştir. Yabancı bileşikleri metabolize etme kapasitesinde artış ile ilgili olan karaciğerde büyüme bozulma olmak yerine adaptif bir yanıt olarak değerlendirilmektedir. Beslenmenin normal olduğu, uzun süreli kirletici etkisinde HSI da artış beklenen bir durumdur. Bu çalışmada 4. istasyonda gözlenen yüksek HSI bu şekilde açıklanabilir. Kronik stres balıklarda enerji akışına etki eder ve karaciğer glikojeni gibi enerji kaynaklarının azalmasına neden olur. Bu durum HSI daki azalma ile uyumludur. Bu çalışmada 4. istasyon dışındaki istasyonlarda HSI nın düşük olduğu gözlenmiştir. ASO drenaj kanallarından Ekim-Kasım aylarında örneklenen balıklarda henüz gonad gelişimi olmadığı için GSI değerlendirilememiştir. Sonuç ve Öneriler Aşağı Seyhan Ovası drenaj kanallarında su kalitesi, çeşitli ağır metallerin su ve C. gariepinus un bazı dokularındaki derişimleri, oksidatif stres ve nötoksisite oluşturma potansiyelleri ile biyometrik özelliklerine etkilerinin birlikte değerlendirildiği ilk çalışmadır. Su kalitesini belirleyen değişkenler Seyhan Nehri üzerinde, Eski Baraj bölgesindeki suyun diğer istasyonlardaki sulardan temiz olduğunu göstermiştir. Bu nedenle bu istasyon referans istasyon olarak seçilmiş ve bulgular bu istasyona göre değerlendirilmiştir. Sulama suyu kalite kriterlerine göre Aşağı Seyhan Ovası nda referans istasyon dışındaki istasyonlardaki suların sulama suyu olarak kullanıma uygun olmadığı belirlenmiştir. C. gariepinus un incelenen dokularındaki ağır metal derişimlerinin metale, dokuya ve suyun fiziksel ve kimyasal özelliklerine bağlı olarak değişim gösterdiği saptanmıştır. C. gariepinus un başlıca tüketilebilir kısmını oluşturan kas dokusundaki Fe derişiminin belirlenen tüm istasyonlarda, Pb un ise 3. istasyonda tüketim için kabul edilebilir - 18 -
aralığın üst sınırına yakın olduğu belirlenmiş, kirletici kaynaklarının kontrol edilmeyip, deşarjların devam etmesi durumunda bu sınırların aşılarak, halk sağlığı açısından tehlike oluşturabileceği düşünülmektedir. Suların fiziksel ve kimyasal özelliklerinin balıkların sağlıklı yaşamalarına uygun olmadığı belirlenmiştir. Biyomarkır ve biyoindikatörlerdeki değişimler balıkların kirletici etkisinde kaldığını göstermektedir. 2., 3. ve 4. istasyonlarda GSH redoks elemanlarında ve antioksidant enzim aktivitelerindeki artışlar, 5. istasyonda AChE ve BChE aktivitelerindeki artışlar ile lipit peroksidasyonunda azalmalar ve CF de önemli değişimlerin olmaması C. gariepinus un kirliliğe karşı adaptasyon sağladığını ve dirençli bir tür olduğunu göstermektedir. Çevre kirliliği çalışmalarında birçok değişkenin birlikte incelenmesinin doğal ortamlardaki kirliliğin değerlendirilmesinde yararlı sonuçlar verdiği görülmüştür. Araştırma bulguları Aşağı Seyhan Ovası drenaj kanallarında kirliliğin takip edilebilmesine yönelik farklı çalışmaların düzenlenmesinde ve kirlilik kontrolüne yönelik kararlar alınmasında kaynak olabilecektir... Kaynaklar BASHA, P. S., RANI, A. U., 2003. Cadmium-Induced Antioxidant Defense Mechanism in Freshwater Teleost Oreochromis mossambicus (Tilapia). Ecotoxicology and Environmental Safety, 56: 218-221. BERVOETS, L., BLUST, R., 2003. Metal Concentrations in Water, Sediment and Gudgeon (Gobio gobio) from a Pollution Gradient: Relationship with Fish Condition Factor. Environmental Pollution, 126: 9-19. HABIG, W. H., PABST, M. J., JAKOBY, W. B., 1974. Glutathione S-Transferases. The First Enzymatic Step in Mercapturic Acid Formation. The Journal of Biological Chemistry, 249: 7130-7139. BEUTLER, E., 1984. Red Cell Metabolism; A Manual of Biochemical Methods Grune and Starton, New York, 160s. CİCİK, B., 1991. Tilapia nilotica da Bakırın Karaciğer ve Kas Dokularında Nicel Protein Değişimlerinin Etkileri. Master Tezi, Çukurova Üniversitesi, Adana. ÇİZİKÇİ, S., 2003. Sulama Suyu Niteliğinin Değerlendirilmesi. (R. Kanber, R. Çakır, A. F. Tarı, Edts.). Sulama ve Drenaj Mühendisliği. T.C. Tarım ve Köy İşleri Bakanlığı, Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğü A. P. K. Dairesi Başkanlığı, Toprak ve Su Kaynakları Araştırma Şube Müdürlüğü, Yayın No: 122, Ankara, 77-99 s. DE LA TORRE, F. R., FERRARI, L., SALIBIAN, A., 2002. Freshwater Pollution Biomarker: Response of Brain Acetylcholinesterase Activity in Two Fish Species. Comparative Biochemistry and Physiology Part C, 131: 271-280. ELLMAN, G. L., COURTNEY, K. D., ANDRES, V., FEATHERSTONE, R. M., 1961. A New and Rapid Colorimetric Determination of Acetylcholinesterase Activity. Biochemistry and Pharmacology, 7: 88-95. GOLDSTEIN, B. D., SEARLE, A. J., WILLSON, R. L., 1980. The Susceptibility of Red Cell Acetylcholinesterase to Radiation-Induced Free Radicals. Archives - 19 -
of Biochemistry and Biophysics, 201(1): 235-240. GRIFFITH, O. W., 1980. Determination of Glutathione and Glutathone Disulfide Using Glutathione Reductase and 2-Vinylpiridine. Analytical Biochemistry, 106: 207-212. KOPECKA, J.,PEMPKOWIAK, J., 2008. Temporal and Spatial Variations of selected Biomarker Activities in Flounder (Platichthys flesus) Collected in the Baltic Proper. Ecotoxicology and Environmental Safety, 70: 379-391. KINNEAR, P. R., GRAY, C. D., 1995. SPSS for Windows Made Simple. Lawrence Erlbaum Associates, East Sussex, UK, 275s. LOWRY, O. H., ROSENBROUGH, N. J., FARR, A. L., RANDALL, R. J., 1951. Protein Measurement with Folin Phenol Reagent. Journal of Biological Chemistry, 193: 265-275. MANSOUR, S. A., SIDKY, M. M., 2003. Ecotoxicological Studies. 6. The First Comparative Study Between Lake Quarun and Wadi El-rayan Wetland (Egypt), With Respect to Contamination of Their Major Components. Food Chemistry, 82: 181-189. McCORD, J. M., FRIDOVICH, I., 1969. Superoxide Dismutase; An Enzymatic Function for Erythrocuprein (Hemocuprein), Journal of Biological Chemistry, 244: 6049. NAPIERSKA, D., KOPECKA, J., PODOLSKA, M., PEMPKOWIAK, J., 2006. Hepatic Glutathione S-Transferase Activity in Flounder Collected from Contaminated and Reference Sites Along the Polish Coast. Ecotoxicology and Environmental Safety, 65: 355-363. OHKAWA, H., OHISHI, N., TAGI, K., 1979. Assay for Lipid Peroxides in Animal Tissues by Thiobarbituric Acid Reaction. Analytical Chemistry, 95: 351-358. PANDEY, S., PARVEZ, S., SAYEED, I., HAQUE, R., BIN-HAFEEZ, RAUSIDDIN, S., 2003. Biomarkers of Oxidative Stres: A Comparative Study of River Yamuna Fish Wallago attu (Bl. & Schn.). The Science of the Total Environment, 309: 105-115. PENA-LLOPIS, S., PENA, J. B., SANCHO, E., FERNANDEZ-VEGA, C., FERRANDO, M. D., 2001. Glutathione-Dependent Resistance of European Eel Anguilla anguilla to the Herbicide Molinate. Chemosphere, 45: 671-681. ROMANI, R., ANTOGNELLI, C., BALDRACCHINI, F., DE SANTIS, A., ISANI, G., GIOVANNINI, E., ROSI, G., 2003. Increased Acetylcholinesterase Activities in Specimens of Sparus auratus Exposed to Sublethal Copper Concentrations. Chemico-Biological Interactions, 145: 321-329. SWANN, La. D., 2000. A Fish Farmer s Guide to Understanding Water Quality. Illinois-Indiana Sea Grant Program, Purdue University. Web: http://www.ansc.purdue.edu/aquatic Teşekkür Bu araştırmaya (FEF2005D13) finansal destek sağladığı için Çukurova Üniversitesi Araştırma Fonuna sonsuz teşekkürlerimi sunarım. - 20 -