Effects of Carboxin on Superoxide Dismutase Enzyme Activite in Rainbow Trout
(Oncorhynus Mykiss)
Abstract:
Carboxin, one of the most widely used fungicide in agriculture, but information about toxicity on fish is limited.
In this study it was aimed to determine the effects of exposure to carboxin on the antioxidant defense system of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Fish were exposed to carboxin (3,85 ppm) for 7 days. Antioxidant parameter (superoksidedismutaze, (SOD)) was measured in fish liver samples. The results indicated that carboxin exposure significantly affected the activity of SOD in rainbow trout liver (p< 0.01). So, it was assumed that carboxin caused oxidative stress in the rainbow trout and SOD enzyme took part in protection against carboxin toxicity
Keywords: carboxin, rainbow trout, toxicity, antioxidant enzyme, SOD
GİRİŞ
Pestisitler, zararlı organizmaların olumsuz etkilerini engellemek ya da kontrol altına alabilmek için kullanılan kimyasallar olup, etkiledikleri organizma ve bileşimindeki etkili maddeye göre [1], tarafından aşağıdaki gibi sınıflandırılmıştır;
A. Etkili Oldukları Canlı Gruplarına Göre: İnsektisitler
İnsektisitler (böcek öldürücüler), herbisitler (bitki
öldürücüler), fungisitler (mantar öldürücüler), rodentisitler (kemirgen öldürücüler), nematositler (yuvarlak solucan öldürücüler), mollusitler (yumuşakça öldürücüler), algisitler (alg öldürücüler), akarasitler (akar öldürücüler), avisidler (kuşları kaçırmak için kullanılır), aktraktanlar (çekiciler).
Karboksin’ in Gökkuşağı Alabalıkları (Oncorhynus Mykiss)’nda Süperoksitdismutaz
Enzim Aktivitesi Üzerine Etkisi
Arzu UÇAR1 Alaa Hussain Ali AL-HAMDANİ2 Gonca ALAK3 Muhammed ATAMANALP1
Ahmet TOPAL1 Harun ARSLAN1 Veysel PARLAK1 Özden FAKIOĞLU1
Tuğçe ŞENSURAT1
1Atatürk Üniversitesi Su Ürünleri Fakültesi, 25240, Erzurum 2
Department Pathology &Poultry Diseases ,Veterinary Medicine University, Mosul, Iraq 3
Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarımsal Biyoteknoloji Bölümü, Erzurum
*Corresponding author: E-mail: arzuucar@atauni.edu.tr
Özet
Karboksin tarımsal üretimde sıkça kullanılan bir fungusit olmasına rağmen balıklardaki toksisitesi üzerine yeterli sayıda çalışma bulunmamaktadır. Bu çalışmada karboksin gökkuşağı alabalıkları (Oncorhynchus mykiss) antioksidant savunma sistemleri üzerindeki etkisinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Balıklar 7 gün boyunca bu toksik bileşiğin 3,85 ppm’ lik dozuna maruz bırakılmış ve karaciğerlerden alınan örneklerde antioksidan parametrelerinden süperoksitdismutaz (SOD) enzimi ölçümü yapılmıştır. Araştırma bulguları; karboksine maruz bırakılan gökkuşağı alabalıklarının karaciğerlerinde SOD aktivitesinin önemli oranda (p< 0.01) artırdığını ve bu türde oksidatif strese neden olduğunu göstermiştir.
Anahtar kelimeler: Karboksin, gökkuşağı alabalığı, toksisite, antioksidan enzim, SOD
Biyoloji Bilimleri Araştırma Dergisi 5(2): 83-85, 2012 ISSN: 1308-3961, E-ISSN: 1308-0261, www.nobel.gen.tr
A.Uçar ve ark. / BİBAD, 5(2): 83-85, 2012 84
B. Bileşimindeki Etkili Madde Grubuna Göre; I. Anorganik pestisitler:
Arsenikli, civalı, florürlü, pestisitler, bakırlı, elementer kükürt.
II. Sentetik organik pestisitler:
Organoklorürler, organofosfatlar, organosülfürler ve karbamatlar.
III. Doğal organik pestisitler:
Rotenonlar, pyrethrum, nikotin ve allethrindir [2,3]. Karboksin oxathiin sınıfının bir üyesi olup, grimsi renkte, katı kristal bir yapıya sahiptir ve değişik şekillerde su kaynaklarına ulaşır. Bu zaman zarfında hedef organizmaya seçkin etkinlik gösteremedikleri için başka organizmalarda da çeşitli hastalıklara yol açar hatta öldürücü olabilirler [4].
Canlılar bu zehirli bileşiklerin zararlı etkilerinden korunabilmek için antioksidan savunma sistemi (ASS) ile donatılmışlardır. Antioksidant enzimler oksidatif stres tarafından indüklenen anahtar bileşenler [5] olup, endojen
enzimler (Süperoksitdismutaz(SOD),
Glutatyonperoksidaz(GSH-Px),
Glutatyon-S-Transferazlar(GST), Katalaz(CAT),
Mitokondriyalsitokromoksidaz sistemi, Hidroperoksidaz) ve eksojen enzimlerden (Vitamin E ve C, bazı ilaçlar) oluşmaktadır [3].
ASS’ nin en önemli özelliği, sistemin tüm bileşenlerinin ROS’a karşı ortak etki oluşturacak şekilde görev almasıdır [6]. Bu nedenle, antioksidant enzimler hücre dengesinin düzenlenmesinde yaşamsal bir öneme sahiptirler ve indüksiyonları kirleticilere karşı verilen tepkinin bir sonucu olup [7], antioksidant enzim aktiviteleri ve lipid peroksidasyonu toksikolojik çalışmalarda hücre hasarlarının incelenmesinde önemli indikatörlerdir [5, 8, 9].
Oksijen yönünden zengin bir atmosferin varlığı reaktif oksijen türleri (ROS) ve reaktif nitrojen türleri (RNS)’ne karşı çıkan endojen bir antioksidant sistemin gelişmesini sağlamıştır [14]. Bu O2 metabolizması ürünlerinin azaltılması enzimatik
(SOD),(CAT) ve (GSH-Px) hücresel savunma
mekanizmalarıyla kontrol edilmektedir [10, 11, 22].
Bu çalışma karboksinin gökkuşağı alabalıkları (Oncorhynchus mykiss) antioksidant savunma sistemleri üzerindeki etkisinin belirlenmesi ve bu konuda yapılan çalışmalara katkı sağlamak amacı ile planlanmıştır.
MATERYAL VE METOT
Çalışmada Atatürk Üniversitesi Su Ürünleri
Fakültesinden temin edilen öncesinde enfeksiyon geçirmemiş yada toksik maddeye maruz kalmamış, 195 ± 20g’lık 24 adet gökkuşağı alabalığı kullanıldı. Balıklar 785 litrelik 4 adet fiberglas tanka rastgele eşit sayıda (6 adet) dağıtıldı ve 28 günlük aklimitasyona tabi tutuldu. Denemede havalandırılmış, kloru alınmış ve dakikada 1,5 litrelik akış hızına sahip çeşme suyu kullanıldı.
Balıklar iki kontrol, iki muamele olmak üzere dört gruba ayrıldılar. Muamele gruplarına 1 hafta boyunca 3,85 ppm karboksin uygulandı. Ardından her bir gruptan üç balık alınarak karaciğer dokularındaki SOD enzim aktivitesi belirlendi [12]. Elde edilen bulgular t testine tabi tutuldu ve p<0,01’ de önem seviyeleri belirlendi.
TARTIŞMA VE SONUÇ
Bilinen en tanınmış reaktif oksijen radikallerini daha az toksik ürünlere dönüştüren antioksidan enzimler SOD, CAT ve GSH siklusu (glutatyon peroksidaz, glutatyon redüktaz, glukoz-6-fosfat dehidrojenaz) enzimleridir [13, 15]. Çalışmamızda karaciğer dokusunun SOD enzim aktivitesi üzerinde duruldu ve enzim aktivitesi kontrol grubunda 0,18±0,01 U/mg prot, muamele grubunda ise 0,38±0,01 U/mg prot olarak ölçülmüştür.
Yeşil yılanbaş (Channa punctatus) balıkları ile yaptıkları çalışmalarında 48 saat boyunca deltametrinin tek dozajını (0,75 μg/L) uygulayarak karaciğer ve böbrek dokularındaki antioksidan enzim aktivitelerini araştırmışlardır. Deltametrinin tüm çalışma dokularında katalaz aktivitesini artırdığını, lipid peroksidasyonunu indüklediğini bildirmişlerdir [16]. Nil tilapiyası (Oreochromis niloticus) yapılan bir çalışmada, balıklar farklı konsantrasyon (0,3 ve 0,6 mg/L) ve sürelerde (7, 14 ve 21 gün) oxyfluorfen maruz bırakılarak CAT, SOD, GR VE GST aktivitelerine bakılmış tüm çalışma gruplarında artış olduğu bildirilmiştir [17]. [18], aynalı sazanlarda (C. carpio) bir insektisit olan diazinonun farklı sürelerde (15 ve 30 gün) uygulayarak çeşitli dokulardaki antioksidan enzim aktiviteleri üzerinde etkili olduğunu, SOD, CAT ve GPx aktiviteleri ve MDA seviyesinde artışa neden olduğunu bildirmişlerdir.
Propiconazole (PCZ) ile yapılan bir çalışmada, gökkuşağı alabalıkları (O. mykiss) farklı sürelerde (7, 20 ve 30 gün) ve sublethal konsantrasyonlarda (0,2, 50 ve 500 µg/l) adı geçen fungusite maruz bırakılmış, oksidatif stres göstergeleri (LPO ve ROS) ve antioksidan (SOD, CAT, GR ve GPx) enzim aktivitelerine bakılmış, yedi günlük çalışmada antioksidan savunma sistemi bu etkiye adaptasyonla cevap vermiş, 20 ve 30 günlük sürelerde oksidatif stresin göstergelerinin yüksek seviyeleri ile antioksidan enzimlerde inhibisyon görülmüş, uzun süreli muamelelerin ise ciddi oksidatif hasara yol açtığı bildirilmiştir [19].
[20], nil tilapiyası (O. niloticus) ile yaptıkları çalışmalarında, farklı sıcaklıklarda (17 ve 27o
C) tek doz (0,5 mg L-1) uyguladıkları paraquatın (PQ) antioksidan enzimler üzerindeki etkisine bakmışlar ve adı geçen herbisitin SOD, GST ve GR aktivitelerinde artışa sebep olduğunu kaydetmişlerdir. Kirleticiler konsantrasyon ve türlerine bağlı olarak sucul organizmaların doku ve organlarında birikim yapabilmekte ve ilerleyen zamanlarda yıkıcı etkilere yol açan dönüşümsüz moleküler değişikliklere neden olabilmektedir [21]. Yapılan çalışmaların ışığında sucul organizmalarda çevresel kirliliğin etkilerinin belirlenmesinde, antioksidant savunma sistemlerine ait parametrelerin yararlı biyomarkırlar olarak kullanılabileceği görülmektedir [7].
KAYNAKLAR
[1] Öztürk, S., Özge, N., 1978. Bitki Koruma İlaçları. Eser yayıncılık, Ankara.
[2] Canyurt, M. A. 1994. Tarımda pestisit kullanımının su ürünleri üzerine etkileri-kıyı sorunları ve çevre sempozyumu. Belediye Yayınları, Kuşadası.
[3] Alak, G., Sönmez, A.Y., Hisar, O. 2011. Bazı pestisitlerin balıkların antioksidan enzim aktiviteleri üzerine etkileri. Journal of
A.Uçar ve ark. / BİBAD, 5(2): 83-85, 2012 85
[4] EPA, Environmental Protection Agency and Toxic Substances September 2004.
[5] Oruç, E.Ö., Sevgiler, Y., Uner, N. 2004. Tissue-specific oxidative stress responses in fish exposed to 2,4-D and azinphosmethyl. Comparative Biochemistry and Physiology Part C 137: 43–51.
[6] Chaudiere, J., Ferraı-Ilıou, R. 1999. Intracellular antioxidants: from chemical to biochemical mechanism. Food and Chemical Toxicology, 37: 949- 962.
[7] Doyotte, A., Cossu, C., Jacquin, M.C., Babutb, M., Vaseural, P. 1997. Antioxidant Enzymes, Glutathione and Lipid Peroxidation as Relevant Biomarkers of Experimental or Field Exposure in The Gills and The Digestive Gland of The Freshwater Bivalve Unio Tumidus. Aquatic Toxicology, 39: 93-110.
[8] Zwart, L.L.D., Meerman, J.H.N., Commandeur, J.N.M., Vermeulen, N.P.E, 1999. Biomarkers of free radical damage applications in experimental animals and in humans. Free Radical Biology and Medicine, 27: 202-226.
[9] Çınkıloğlu, E., 2007. Cyprinus carpio’da beyin dokusunda fenthionun antioksidant savunma sistemi, lipid peroksidasyonu ve asetilkolinesteraz enzim aktivitesine n-asetilsistein modülatörlüğünde etkileri. Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü.
[10] Wohaieb, S.A., Godin, D.V. 1987. Starvation related alterations in free radical tissue defense
[11] Wickens, A.P., 2001. Ageing and free radical theory. Respiration Physiology, 128: 379-391.Wohaieb, S.A., Godin, D.V. 1987. Starvation related alterations in free radical tissue defense mechanisms in rats. Diabetes, 36: 169-173.
[12] Sun, Y., Larry, W.O., Ying, L. 1988. A simple method for clinical assay of superoxide dismutase, Clin. Chem. 34 :497–500.
[13] Özdem, S., Sadan, G. 1994. Serbest oksijen radikallerinin olusum ve klinik açıdan önemi, A Ü, Tıp Fak. Derg., 11 (1): 63-71.
[14] Sen, C.K., and Packer, L. (2000) Thiol homeostasis and supplements in physical exercise. American Journal of Clinical Nutrition 72, 653S-669S.
[15] Aslan, R., Şekeroğlu, R., Bayıroğlu, F. 1995. Serbest radikal türlerinin membran lipit peroksidasyonuna etkileri ve hücresel antioksidan savunma. YYÜ Sağ. Bil. Ens. Derg., 2: 137-142.
[16] Sayeed, I., Parvez, S., Pandey, S., Bin-Hafeez, B., Haque, R., Raisuddin, S. 2003. Oxidative stress biomarkers of exposure to deltamethrin in freshwater fish, Channa punctatus Bloch. Ecotoxicology and Environmental Safety 56: 295–301.
[17] Peıxoto, F., Alves-Fernandes, D., Santos, D., Fontaínhasfernandes, A. 2006. Toxicological Effects of Oxyfluorfen on Oxidative Stress Enzymes in Tilapia
Oreochromis Niloticus. Pesticide Biochemistry and
Physiology, 85: 91-96.
[18] Oruç, E.Ö., Usta, D. 2007. Evaluation of oxidative stress responses and neurotoxicity potential of diazinon in different tissues of Cyprinus carpio. Environmental Toxicology and Pharmacology, 23: 48-55.
[19] Li, Z., Zlabeka, V., Grabica, R., Lia, P., Machovaa, J., Veliseka, J., Randak, T. 2010. Effects of exposure to sublethal propiconazole on the antioxidant defense system and Na+– K+-ATPase activity in brain of rainbow trout, Oncorhynchus mykiss. Aquatic Toxicology 98: 297–303.
[20] Figueiredo-Fernandes, A., Fontaı´nhas-Fernandes, A., Peixoto, F., Rocha, E., Reis-Henriques, M.A.2006. Effects of gender and temperature on oxidative stress enzymes in Nile tilapia (Oreochromis niloticus) exposed to paraquat. Pesticide Biochemistry and Physiology 85: 97–103.
[21] Lopes, P.A., Pınheıro, T., Santos, M.C., Mathıas, M.D.L., Collarespereıra, M.J., Vıegas-Crespo, A.M. 2001. Response of antioxidant enzymes in freshwater fish populations (Leuciscus alburnoides) to inorganic pollutants exposure. The Science of the Total Environment, 280: 153-163.
[22] Agricultural Faculty of Atatürk University, 42 (1):91-93.
