دانلود پایان نامه
چکیده
از جمله آلایندههای محیط زیست ترکیبات مخرب سیستم اندوکراینی هستند که از منشا طبیعی یا انسانساز وارد محیط زیست خصوصاً اکوسیستمهای آبی شده و با ایجاد اختلال بر سامانه غدد درونریز، اثرات مخربی را بر جوامع زیستی این اکوسیستمها وارد مینمایند. هدف از انجام این تحقیق، ارزیابی برخی از شاخصهای زیستی عروسماهی زایندهرود Petroleuciscus esfahani، نظیر مقایسه فراسنجههای خونی، نسبت جنسی، شاخص توسعه گنادی و بیان ژن ویتلوژنین در کبد ماهیان صید شده از ایستگاههای مختلف رودخانه زایندهرود است. نمونهبرداری از چهار ایستگاه چشمهدیمه و خرسونک (در بالادست رودخانه به عنوان ایستگاههای پاک) و چمگردان و پل صفائیه (در پاییندست رودخانه به عنوان ایستگاه آلوده) صورت گرفت. در این مطالعه در مجموع 323 قطعه ماهی صید شد. میانگین وزنی و طولی ماهیان به ترتیب معادل 93/14 گرم و 96 میلیمتر بود. در مقایسه فراسنجههای خونی، تعداد کل گلبولهای قرمز، میزان هموگلوبین و هماتوکریت و تعداد کل گلبولهای سفید تفاوت معنیداری را بین ماهیان ایستگاههای مختلف نشان نداد. با این وجود در شمارش افتراقی گلبولهای سفید، درصد انواع گلبولهای سفید به جز لنفوسیتها در ماهیان ایستگاه چمگردان نسبت به ماهیان سایر ایستگاهها بالاتر بود (05/0p<). شاخصهای ثانویه خونشناسی نظیر حجم متوسط گویچه قرمز، میانگین غلظت هموگلوبین ذرهای و میانگین هموگلوبین ذرهای در ایستگاه چمگردان کمتر از مقادیر متناظر در سایر ایستگاهها بود (05/0p<). در مطالعه نسبت جنسی ماهیان مشخص گردید که در تمامی ایستگاهها به جز ایستگاه پل صفائیه انحراف معنیداری از نسبت مورد اننظار (1:1) (با فراوانی بیشتر جنس ماده) وجود دارد (آزمون مربع کای؛ 05/0p<). با این وجود در مطالعه میکروسکوپی گنادها، نشانی از بروز ناهنجاریهای گنادی نظیر جنسیت بینابینی مشاهده نشد. شاخص توسعه گنادی (GSI) در ماهیان نر و ماده محاسبه شد. مقایسه آماری این شاخص تنها کاهش معنیدار آن را در جنس نر ماهیان ایستگاه چمگردان با ماهیان سایر ایستگاهها نشان داد (05/0p<). بیان ژن ویتلوژنین در کبد عروسماهی زایندهرود به عنوان شاخص زیستی معتبری برای وجود آلایندههای مخرب سیستم اندوکراینی با فعالیت شبهاستروژنی در منابع آبی مدنظر قرار گرفت. به این منظور ابتدا نسبت به توالییابی کامل ژن ویتلوژنین در عروسماهی زایندهرود اقدام شد. نتایج نشان داد که ژن کدکننده ویتلوژنین در این گونه دارای 4177 جفتباز است که پروتئینی حاوی 1776 آمینواسید را تولید میکند. بررسی شدت بیان ژن ویتلوژنین در جنس نر و ماده عروسماهی زایندهرود در ایستگاههای مختلف به روش Real-time PCR و با استفاده از ژن کنترل داخلی بتا-اکتین نشاندهنده وجود بیان نسبی در هر دو جنس در تمامی ایستگاههای مورد بررسی است. شدت بیان در ایستگاههای مختلف تفاوت معنیداری را نشان داد بهطوریکه میزان بیان نسبی ویتلوژنین در ماهیان چمگردان در هر دو جنس بهطور معنیداری نسبت به سایر ایستگاهها بالاتر بود (05/0p<). بهطور کلی نتایج این تحقیق بیانگر اثرات احتمالی ترکیبات مخرب سیستم اندوکراینی با خاصیت شبهاستروژنی بر برخی ویژگیهای زیستی عروسماهی زایندهرود نظیر انحراف از نسبت جنسی (فراوانی بیشتر جنس ماده) و بیان ژن ویتلوژنین در جنس نر و تغییر بیان آن در ماهیان ایستگاههای مختلف رودخانه زایندهرود بود.
واژگان کلیدی: ترکیبات مخرب سیستم درون ریز، عروسماهی زایندهرود Petroleuciscus esfahani، خونشناسی، بافتشناسی گناد، بیان ویتلوژنین.
فصل اول
مقدمه
طی دو دهه اخیر، موضوع حفاظت از محیط زیست در مقابل آلایندههای طبیعی یا مصنوعی حاصل از فعالیتهای انسان، توجه و نگرانیهای زیادی را با خود به همراه داشته است [18]. این نگرانیها موجب ایجاد علاقه در بسیاری از دولتها، سازمانهای بینالمللی، جوامع علمی، صنایع شیمیایی و عموم مردم برای تشکیل برنامهها، کنفراسها و کارگاههای تحقیقاتی در مورد موضوعات مربوط به ترکیبات مخرب سیستم درونریز (EDCها) گردیده است. ترکیبات مخرب سیستم درونریز ماده یا ترکیبی از مواد هستند که عملکرد (های) سیستم درونریز را تغییر میدهند و در نتیجه موجب اثرات متعدد بر سلامت یک جاندار سالم، دودمان و یا (زیر) جمعیتی از آن میشوند [32]. به عبارت دیگر هر ترکیبی که در تولید، ترشح، انتقال، اتصال، عملکرد و یا حذف هورمونهای طبیعی بدن مداخله کند و باعث تغییر وظایف طبیعی آنها همچون نمو، رفتار، باروری، بقا و همئوستازی شود را ترکیب مخرب سیستم درونریز مینامند. این ترکیبات میتوانند باعث ایجاد تومورهای سرطانی، نقایص مادرزادی و سایر ناهنجاریهای توسعهای شوند. از جمله این ناهنجاریها میتوان به ناتوانی در یادگیری، مشکلات حاد در توجه و شناخت، توسعه مغزی، بدشکلی در بدن، توسعه اندامهای تولیدمثلی، مادهسازی در جنس نر یا اثرات مردانه بر جنس ماده اشاره کرد [23].
EDCها ممکن است به صورت طبیعی و یا در اثر فعالیتهای انسانی تولید شوند و شامل گروههای مختلفی از مواد شیمیایی از قبیل هورمونهای طبیعی و ساختگی، اجزاء گیاهی، آفتکشها، ترکیبات مورد استفاده در صنعت پلاستیک سازی و محصولات مربوط به بهداشت فردی و سایر محصولات و آلایندههای جانبی حاصل از صنایع هستند. برخی از
این ترکیبات چربیدوست و بنابراین پایا هستند و میتوانند مسافتهای طولانی بین مرزهای طبیعی جابجا شوند اما برخی دیگر آبدوست هستند و به سرعت در محیط یا در بدن انسان تجزیه میشوند و ممکن است تنها در دورهای کوتاه اما بحرانی از توسعهی سیستمهای بدنی حضور داشته باشند [26].
تنوع بسیار زیاد ویژگیهای فیزیکوشیمیایی EDCها به این معنی است که ممکن است این ترکیبات تجزیه شوند و اثرات آنها به اشکال مختلف بروز نماید. به علاوه، گستره پراکنش این ترکیبات در محیط بسیار وسیع است و شامل هوا، آب، خاک، رسوبات، غذا و محصولات مصرفی میشود. جذب EDCها از طریق غذا، اصلیترین مسیر در معرض قرارگیری انسان و بیشتر جانوران است که میتواند به تجمع و بزرگنمایی زیستی منجر شود [26، 52].
از آنجاییکه مقصد نهایی بیشتر آلایندهها، محیطهای آبی هستند، موجودات آبزی به ویژه ماهیان بیشتر از سایر زیستمندان در معرض این ترکیبات قرار دارند. روزانه حجم زیادی از پسابهای شهری و صنعتی به رودخانهها و آبهای نزدیک سواحل دریاها میریزند. البته بسیاری از مواد شیمیایی نیز بهطور تصادفی از زمینهای اطراف شسته و وارد این محیطها میگردند [99]. به علاوه بیشتر EDCها به ندرت به ذرات موجود در آب متصل میشوند و بنابراین به آسانی در دسترس آبزیان قرار میگیرند [55].
از میان EDCها، گروهی از هورمونها که به نظر میرسد بیشترین قابلیت عملکرد به عنوان ترکیبات فعال درونریز را داشته باشند، استروئیدهای جنسی هستند و بیشتر تحقیقات انجام شده در این رابطه بر ترکیبات استروژنی متمرکز بوده است. آنالیز شیمیایی آب و رسوبات به علت گران بودن و طیف گسترده این ترکیبات، روش کارآمدی برای شناسایی آنها نیستند. بنابراین شاخصهای زیستی حساس بسیاری به منظور پایش این ترکیبات ایجاد شدهاند. یکی از مهمترین شاخصهای ترکیبات استروژنی در محیط، القاء سنتز ویتلوژنین (VTG) در جنس نر یا افراد نابالغ است [18]. از دیگر شاخصهای زیستی مورد استفاده در تعیین اثرات EDCها میتوان به مطالعات رفتاری و فیزیولوژیک از قبیل بررسی بافتشناسی و برخی از شاخصهای گنادی درماهیان اشاره کرد [49].
رودخانه زایندهرود به عنوان بزرگترین و مهمترین رودخانه مرکزی ایران از ارتفاعات زردکوه بختیاری سرچشمه میگیرد و با ورود به استان اصفهان در جهت شرق جریان یافته و به تالاب گاوخونی واقع در جنوب شرقی استان منتهی میشود. در حدود 65 درصد از واحدهای صنعتی بزرگ استان در حاشیه رودخانه زایندهرود قرار گرفتهاند و علیرغم تلاشهای به عمل آمده در جهت استقرار سیستمهای تصفیه پساب در این صنایع، فعالیت آنها توأم با آلودگی های زیست محیطی است [5]. به علاوه با توجه به نحوه کاربری اراضی در حاشیه این رودخانه (زمینهای کشاورزی، واحدهای دامداری و دامپروری، صنایع کوچک تا صنایع مادر از قبیل کارخانههای فولاد و ذوبآهن و همچنین حضور چندین کارخانه تصفیه فاضلاب) به نظر میرسد این اکوسیستم در معرض انواع مختلف از ترکیبات مخرب سیستم درونریز قرار داشته باشد اما تاکنون هیچ مطالعهای در رابطه با اثر این ترکیبات بر سلامت این اکوسیستم مهم آبی صورت نگرفته است.
اهداف این مطالعه:
تعیین حضور و اثرات ترکیبات مخرب سیستم درونریز در اکوسیستم رودخانه زایندهرود با استفاده از بررسی سه ویژگی زیستی زیر در عروسماهی زایندهرود Petroleuciscus esfahani:
1- فراسنجههای خونی
2- شاخص توسعه گنادی (GSI)، بافتشناسی گناد و نسبت جنسی
3- بیان ویتلوژنین در کبد دو جنس نر و ماده
فصل دوم
کلیات و مرور منابع
2-1- کلیات
نگرانی از وجود آلایندهها در محیط زیست خصوصاً منابع آبی و اثرات مخرب آنها بر حیات وحش و انسان روز به روز در حال گسترش است. متاسفانه در اکثر مناطق جهان، حتی کشورهای توسعه یافته، گستره وسیعی از آلایندههای زیست محیطی بدون حداقل بهبود و پایش وارد منابع آبی میشوند. از جمله مهمترین انواع آلایندههای زیست محیطی، ترکیبات مخرب سیستم درونریز است. این ترکیبات طیف وسیعی از مواد طبیعی و مصنوعی مورد مصرف در فعالیتهای مختلف انسانی اعم از صنایع مادر نظیر فولاد و کاغذسازی تا فعالیتهای مرسوم کشاورزی و دامپروری را در بر میگیرند. بخش زیادی از این ترکیبات ناشی از فاضلابهای شهری و خانگی است (جدول 2-1 و شکل 2-1).
مطالعات موجود در رابطه با انسان نشان میدهد که حضور برخی از ترکیبات شیمیایی در محیط،کیفیت و کمیت اسپرم را کاهش و احتمال سقط جنین را افزایش میدهد. در بسیاری از مناطق صنعتی جهان، تغییر نسبت جنسی از 1:1 به نفع یکی از دو جنس نر یا ماده،کاهش سن بلوغ جنسی، افزایش مقطعی در فراوانی ناهنجاریهای توسعهای مجرای تولیدمثلی مردان، افزایش مشاهده برخی سرطانها در بافتهای هورمونی حساس از قبیل سینه، رحم، بیضه، پروستات و تیروئید را اغلب به عنوان شاهدی برای حضور گسترده EDCها و اثرات مختلف آنها بر سلامت انسان میدانند [26]. اما محدودیتهای بسیاری برای بررسی اثر این ترکیبات بر جوامع انسانی وجود دارد و بیشتر مطالعات در این رابطه بر گونههای آبزی متمرکز بوده است.
جدول 2-1) معرفی برخی از ترکیبات مخرب سیستم درونریز به همراه برخی منابع تولیدکننده و اثرات احتمالی آنها بر زیستمندان [54].
ترکیبات شبه آندروژنی
منابع تولید
اثرات احتمالی