اثرات نیمه مزمن نانوذره‌ی اکسید مس بر فاکتورهای خونی و آنزیم‌های پلاسما بچه فیل ماهی دریای خزر (Huso huso)

نوع مقاله: مقاله کامل

نویسندگان

1 دانشگاه گیلان، دانشکده علوم پایه، گروه زیست‌شناسی، رشت، ایران

2 دانشگاه گیلان، دانشکده علوم پایه، گروه زیست‌شناسی، رشت، ایران، دانشگاه گیلان، پژوهشکده حوضه آبی دریای خزر، گروه پژوهشی علوم دریایی، رشت، ایران

3 باشگاه پژوهشگران جوان، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد رشت، رشت، ایران

4 شیلات اردبیل، اردبیل، ایران

چکیده

تولید و استفاده از نانو مواد مهندسی شده در صنایع مختلف بخصوص صنایع حوزه دریای خزر و نفوذ آن از طریق فاضلاب‌های صنعتی به محیط‌های آبی باعث ایجاد نگرانی‌هایی برای سلامت انسان و موجودات آبزی شده است. هدف این مطالعه، بررسی میزان سمیت و ارزیابی اثرات نانوذره اکسید مس (CuO NPs) بر شاخص‌های خونی و آنزیم‌های بچه فیل ماهی دریای خزر به عنوان یک گونه ارزشمند می‌باشد. بچه فیل ماهی با میانگین وزن gr 5 ± 40 پس از تعیین غلظت‌کشنده، در رویارویی با 20 درصد از
LC50-96h نانوذره اکسید مس، به مدت 14 روز در سه تکرار به همراه تیمار شاهد قرار گرفتند. از بچه فیل ماهیان پس از 24، 48، 72، 96 ساعت و هفت و 14 روز خون‌گیری شد. سپس فاکتورهای خونی، پروتئین کل، گلوکز، کورتیزول و آنزیم‌های پلاسما مورد بررسی قرار گرفتند. تحت تأثیر نانوذره‌ی اکسید مس در مقایسه با شاهد تعداد گلبول‌های قرمز، هموگلوبین، هماتوکریت و لنفوسیت بطور معنی‌داری کاهش و تعداد کل گلبول‌های سفید و نوتروفیل افزایش یافت (05/0>P). آنالیز فعالیت آنزیم‌های متابولیک، نشان‌گر افزایش معنی‌دار آنزیم‌های آلانین آمینوترانسفراز (ALT)، آلکالین فسفاتاز (ALP)، لاکتات دهیدروژناز (LDH) و آسپارتات ترانس آمیناز (AST) بود. گلوکز و پرتئین تام در اکثر تیمارها و کورتیزول پس از 14 روز، نسبت به شاهد به طور معنی‌داری افزایش یافتند (05/0>P). با توجه به ایجاد تغییرات معنی‌دار در بیش‌تر پارامترهای مورد سنجش، می‌توان نتیجه گرفت که نانوذره‌ی اکسید مس در غلظت به‌کار برده شده، اثرات منفی بر سلامت بچه فیل ماهی دریای خزر دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Sub-acute effects of copper oxide nanoparticles on enzymes and hematological parameters of the juvenile beluga (Huso huso)

نویسندگان [English]

  • S. Moeinnejad 1
  • A.S. Naeemi 2
  • F. Nazarhaghighi 3
  • E. Nasr 4
1 Department of Biology, Faculty of sciences, University of Guilan, Rasht, Iran.
2 Department of Biology, Faculty of sciences, University of Guilan, Rasht, Iran, Department of Marine Sciences, Caspian Sea Basin Research Centre, University of Guilan, Rasht, Iran.
3 Young Researchers and Elite Club, Rasht Branch, Islamic Azad University, Rasht, Iran.
4 Fisheries of Ardabil, Ardabil, Iran.
چکیده [English]

The widespread application of nanotechnology in industries, especially the Caspian Sea region and infiltration of them through industrial sewage to the aquatic environment cause concerns for human health and the aquatic organisms. The aim of the present study is to evaluate the acute toxicity and effects of copper oxide nanoparticles on some enzymes and hematological factors of the Caspian juvenile beluga as a valuable species. Juvenile beluga with an average weight of 40±5 gr were prepared and after determination of the lethal concentration, were exposed to 20% of LC50-96h of CuO nanoparticles and control for 14 days in three replicates. Then the juveniles blood were sampled after 24, 48, 72, 96 hours and 7, 14 days and hematological factors, total protein, glucose, cortisol and enzymes in blood serum were examined. The number of red blood cells, hemoglobin, hematocrit and lymphocytes were decreased and the total number of white blood cells and neutrophils were significantly increased under CuO treatment (P<0/05). Analysis of ALT،ALP, LDH and AST enzymes activity showed significant increase compared to control (P <0.05). Furthermore, the levels of glucose and total protein in the most of the treatment and levels of cortisol only after 14 days treatment were significantly increased when compared to control(P <0.05). Due to significant changes in the most of the parameters compared to the control, it can be concluded that the concentration of CuO NPs used for Juvenile beluga have negative effects on its health.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Beluga
  • Cortisol
  • Plasma enzymes
  • Sublethal concentration
  • Hematological factors

1) Abdel-Khalek, A., M. A. M. Kadry, S. R. Badran and M. A. S. Marie. 2015. Comparative toxicity of copper oxide bulk and nano particles in Nile Tilapia; Oreochromis niloticus: Biochemical and oxidative stress. The Journal of Basic & Applied Zoology 72: 43-57.
2) Ahmadi, H., A.S. Naeemi, F. Nazarhaghighi and H. Ghafuri. 2016. Effects of copper oxide nanoparticles on some hematological indices and gill tissue in the juvenile carp (Cyprinus carpio). Journal of aquaculture development 10(4):1-14.(In Farsi)
3) Al-Bairuty, G. A., B. J. Shaw, R.D. Handy and T.B. Henry. 2013. Histopathological effects of waterborne copper nanoparticles and copper sulphate on the organs of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Aquatic Toxicology 126: 104–115.
4) Bahmani, M., R. Kazemi and P.A. Donskaya. 2001. Comparative study of some hematological features in young reared sturgeons (Acipenser persicus and Huso huso). Fish Physiology and Biochemistry 4(2): 135-140.
5) Belfiore, N. M. and S.L. Anderson. 2001. Effects of contaminants on genetic patterns in aquatic organisms. Mutation Research/Reviews in Mutation Research 489:97-122
6) Bhattacharya, H., Q. Xiao and L. Lun. 2008. Toxicity studies of nonylphenol on rosy barb (Puntius conchonious): A Biochemical and Histopathological Evaluation. Tissue and Cell 40: 243-249.
7) Bindu Bhaskaran, A. B., 2011. Hematological and toxicological studies on brackish water fish Etroplus maculatus (Bloch). PhD thesis. Cochin university of science and technology. Kochi, India.
8) Breccia, J.D., M.M. Andersson and R. Hatti-Kaul .2002.The role of poly-ethyleneimine in stabilization against metal-catalyzed oxidation of proteins: a case study with lactate dehydrogenase. Biochimica et Biophysica Acta 1570 (3): 165-173.
9) Carmona, R., A. Domezain, M. Garcia-Gallego, J. Antonio Hernando, F. Rodriguez and M. Ruiz-Rejon. 2009. Biology, conservation and sustainable development of sturgeons. Springer, New York. p 467.
10) Chang, Y.N., M. Zhang, L. Xia, J. Zhang and G. Xing. 2012. The toxic effects and mechanisms of CuO and ZnO nanoparticles. Materials 5(12): 2850-2871.
11) Finney, D. J. 1971. Probit analysis. Cambridge University Press, New York.
12) Hoseini, S. M., A. Hedayati, A. Taheri Mirghaed and M. Ghelichpour .2016. Toxic effects of copper sulfate and copper nanoparticles on minerals, enzymes, thyroid hormones and protein fractions of plasma and histopathology in common carp, Cyprinus carpio. Experimental and Toxicologic Pathology 68(9): 493-503.
13) Isani, G., M.L. Falcioni, G. Barucca, D. Sekar, G. Andreani, E. Carpenè and G. Falcioni. 2013. Comparative toxicity of CuO nanoparticles and CuSO4 in Rainbow trout. Ecotoxicology and Environmental Safety 97: 40-46.
14) Jamalzad Fallah, F., H. Khara, R. Daghygh Rooohi and M. Sayad Boorani. 2014. Hematological parameters of pike Esox lucius in relation to different ages and seasons. Comparative clinical pathology 23(4):949–953.
15) Jahanbakhshi, A., A. Hedayati and A. Pirbeigi .2015. Determination of acute toxicity and the effects of sub-acute concentrations of CuO nanoparticles on blood parameters in Rutilus rutilus. Nanomedicine Journal 2(3): 195-202.
16) Khabbazi, M., M. Harsij, S.A.K. Hedayati, H. Gholipoor, M.H. Gerami and H. Ghafari Farsani. 2015. Effect of CuO nanoparticles on some hematological indices of rainbow trout Oncorhynchus mykiss and their potential toxicity. Nanomedicine Journal 2 (1): 67-73.
17) Mohseni, M., R.O.A. Ozorio, M. Pourkazemi and S.C. Bai. 2008. Effects of dietary Lcarnitine supplements on growth and body in beluga sturgeon (Huso huso) juveniles. Journal of Applied Ichthyology 24(6): 646-649.
18) OECD. 1992. Test Guideline 203. OECD Guideline for Testing of Chemicals. Fish, Acute Toxicity Test. Paris. France.
19) Ostaszewska, T., M. Chojnacki, M. Kamaszewski and E. Sawosz-Chwalibóg. 2016. Histopathological effects of silver and copper nanoparticles on the epidermis, gills, and liver of Siberian sturgeon. Environmental Science and Pollution Research International 23: 1621–1633.
20) Peyghan, R., M.R. Jalaly and F. Dastuornejad. 2003. Study of normal serum anzymes (ALT, AST, ALP, LDH) levels in common carp, grass carp and silver carp. Veterinay Researches and Biological Products 16(1): 90-93. (In Farsi).
21) Razmara, P., F. Peykan Heyrati and S. Dorafshan. 2014. Effect of silver nanoparticles on some hematological indices of rainbow catfish (Pangasius hypophthalmus). Cell & Tissue Journal 5(3): 263-272. (In Farsi).
22) Robert, J., R.W. Griffitt, H. Kelly, D.N. Denslow, K.W. Powers, D. Taylor, and S.B. David. 2007. Exposure to Copper Nanoparticles Causes Gill Injury and Acute Lethality in Zebrafish (Danio rerio). Environmental Science & Technology 41(23):8178-8186.
23) Shaluei, F., A. Hedayati, A. Jahanbakhshi, H. Kolangi and M. Fotovat. 2013. Effect of subacute exposure to silver nanoparticle on some hematological and plasma biochemical indices in silver carp (Hypophthalmichthys molitrix). Human & Experimental Toxicology 32(12):1270-1277.
24) Shandilya, N., O. Le Bihan, C. Bressot and M. Morgeneyer. 2015. Emission of titanium dioxide nanoparticles from building materials to the environment by wear and weather. Environmental Science & Technology 49: 2163-2170.
25) Vianen, G.J., G.E.E.J.M. Van Den Thillart, M. Van Kampen, T.I. Van Heel and A.B. Steffens. 2001. Substrate mobilization and hormonal changes in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) during stepwise decreasing oxygen levels. Netherlands Journal of Zoology 51: 33-50.