?-2 پارامترهاي خونشناسي………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….33
?- 3 شاخصهاي ثانويه……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….36
?-4 تعداد گلبولهاي سفيد خون…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..38
?-5 نتايج تجمع زيستي……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….40
?-6 تغييرات هيستوپاتولوژيک آبشش…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….42
4-7 تغييرات هيستوپاتولوژيک کبد…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………48
فصل پنجم: نتيجهگيري و پيشنهادها
5- 1 نتيجهگيري………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………52
5-2 پيشنهادها……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..53
منابع………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….54
فهرست اشکال
عنوان صفحه
شکل2-1 چرخه زيستي فلزات سنگين در موجودات زنده……………………………………………………………………………………………………………………………8
شکل3- 1 تصويري از موقعيت چشمه ديمه19
شکل 3-2 ماهي نازک20
شکل?-1 تغييرات پارامترهاي اوليه خونشناسي34
شکل ?-2 تغييرات پارامترهاي ثانويه خونشناسي37
شکل?-3 تعداد گلبولهاي سفيد در تيمارهاي آزمايشي38
شکل?- 4 ميزان تجمع کادميوم بافت آبشش ماهي نازک………………………………………………………………………………………………………………………….40
شکل?-5 تغييرات بافتي مشاهده شده در آبشش ماهي نازک……………………………………………………………………………………………………………………….43
شکل?-6 ميانگين ميزان تغييرات شاخص Iorg بافت آبشش ماهي نازک……………………………………………………………………………………………………..45
شکل?-7 تغييرات بافتي مشاهده شده در کبد ماهي نازک…………………………………………………………………………………………………………………………..48
شکل?-8 ميانگين ميزان تغييرات شاخص Iorg بافت کبد ماهي نازک…………………………………………………………………………………………………………50
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول 2-1 انواع فلزات سنگين و شدت سميت آنها8
جدول 3-1 روش ارزيابي آسيبشناسي بافتها…………………………………………………………………………………………………………………………………………29
جدول4-1 پارامترهاي فيزيکوشيميايي آب………………………………………………………………………………………………………………………………………………..32
جدول 4-2 درجه بندي نيمهکمي آسيب آبشش ماهي نازک………………………………………………………………………………………………………………………44
جدول4-3 درجه بندي نيمهکمي آسيب کبد ماهي نازک……………………………………………………………………………………………………………………………49

چکيده
بوم سازگان آبي هر روزه، دريافت کننده حجم وسيعي از آلايندههايي همچون فلزات سنگين، هيدروکربنها، آفتکشها و مواد آلي هستند. هدف از انجام اين تحقيق بررسي اثرات کلريد کادميوم بر برخي شاخصهاي خونشناسي و بافتشناسي ماهي نازک Chondrostoma regium است. به اين منظورتعداد 100 قطعه ماهي نازک از يکي از سرشاخههاي زايندهرود صيد و به آزمايشگاه منتقل شد. ماهيان در گروههاي صفر(گروه شاهد)، 5/0، 5/2، 5/7 ميکروگرم بر ليتر کلريد کادميوم قرار گرفتند. در طي آزمايش فاکتورهاي فيزيکوشيميايي آب شامل اکسيژن محلول، درجه حرارت، pH، قليائيت و سختي سنجش شد. در پايان دوره آزمايش، خونگيري از ساقه دمي ماهيان صورت گرفت و شاخصهاي مرسوم خونشناسي بررسي شد. بافت کبد و آبشش نيز در پايان روز 14 به منظور مطالعات آسيب شناسي بافتي در فرمالين 10% تثبيت شد. به منظور ارزيابي ميزان تجمع کادميوم، پس از آمادهسازي و هضم نمونههاي بافت آبشش مقدار فلز سنگين کادميوم با استفاده از دستگاه جذب اتمي شعلهاي تعيين گرديد. نتايج نشان داد که تعداد گلبولهاي قرمز در غلظت 5/0 ميکروگرم در ليتر کادميوم نسبت به گروه شاهد افزايش يافت. ميزان هموگلوبين و هماتوکريت در غلظت 5/7 ميکروگرم بر ليتر کادميوم نسبت به گروه شاهد کاهش نشان داد. همچنين آناليزهاي مربوط به پارامترهاي ثانويه خونشناسي شامل حجم متوسط گلبول قرمز (MCV) و ميانگين هموگلوبين ذرهاي (MCH) نشاندهنده کاهش اين دو پارامتر در غلظت 5/0 ميکروگرم بر ليتر کادميوم نسبت به گروه شاهد بود. بيشترين تجمع فلز سنگين در غلظت 5/7 ميکروگرم در ليتر کادميوم مشاهده شد که معادل 136/0± 8/2 بر حسب ميکروگرم برگرم وزن خشک ماهي بود. مهمترين تغييرات ايجاد شده در بافت آبشش شامل هايپرپلازي، چماقي شدن و همجوشي بود. در بافت کبد پرخوني، پيکنوزيس هستهاي و نکروز کانوني مشاهده شد. به طور کلي نتايج نشان داد که به جز ميانگين غلظت هموگلوبين (MCHC)، در ساير فاکتورهاي ثانويه خونشناسي تفاوت معنيداري(p<0/05) با گروه شاهد مشاهده شد. همانگونه که در فاکتورهاي اوليه خونشناسي نيز تفاوت معني دار با گروه شاهد نشان داده شد(p<0/05). شدت تغييرات وارده به بافت آبشش و کبد متناسب با افزايش غلظت کلريد کادميوم، افزايش يافت به طوريکه بيشترين تغييرات آسيب شناسي در ماهيان تيمار شده با غلظت 5/7 ميکروگرم بر ليتر کلريدکادميوم در مقايسه با گروه شاهد مشاهده شد. اين نتايج بيانگر اثر کادميوم در ايجاد تغييرات فاکتورهاي خونشناسي و آسيب شناسي بافت آبشش و کبد است.
کلمات کليدي: ماهي نازک Chondrostoma regium،کادميوم، پارامترهاي خونشناسي، تجمع، آبشش، کبد.
فصل اول
مقدمه

1-1 مقدمه
اکوسيستمهاي آبي هر روزه، دريافت کننده حجم وسيعي از آلايندههايي همچون فلزات سنگين، هيدروکربنها، آفتکشها و مواد آلي ناشي از فاضلابهاي خانگي، صنعتي، معدني، کشاورزي هستند. اين مواد پس از ورود به اکوسيستم آبي موجب آلودگي و تجمع در بدن موجودات آبزي ميشوند. در چنين شرايطي برآورد اثرات اين آلايندهها بر بوم سازگان آبي، امري کاملاً ضروري است چرا که تغييرات شيميايي، تعادل بوم سازگان را بر هم زده و از عملکرد درست آن، ممانعت مينمايد ]44[. فلزات سنگين از منابع طبيعي و غيرطبيعي به طور پيوسته وارد اکوسيستمهاي آبي ميشوند و به دليل مسمويت، حضور طولاني،آلودگي موجودات زنده و حضور در زنجيره غذايي موجودات زنده، تهديدي جدي براي اکوسيستم به شمار ميروند. گزارشهاي متعددي در مورد مرگ و مير آبزيان در منابع آبي داخلي و يا دريايي به دليل ورود آلايندههاي فلزات سنگين وجود دارد. به طور معمول بعضي از فلزات سنگين گرچه به ميزان بسيار کم، براي انجام فعاليتهاي طبيعي فيزيولوژيک بدن انسان و پستانداران و نيز آبزيان ضروري هستند اما زماني که غلظت فلزات سنگين در محيط از حد مجاز فراتر رود و يا به طور مستمر وارد محيط زيست ماهيان و ساير آبزيان شوند، ماهيان با جذب آنها به طريق مستقيم و يا غيرمستقيم و ذخيره سازيشان در اندامهايي مانند آبشش، کبد و کليه دچار نوعي مسموميت مزمن ميشوند و در صورت استمرار، علايم ويژه اين نوع مسموميتها را نشان ميدهند.

چنين رخدادي در انسان به دليل برداشت يکباره و زياد فلزات سنگين تجمع يافته در ماهيچههاي ماهي، ممکن است علائم حاد مسموميتها را نشان دهد و افراد مسموم علائم کلينيکي و اختلالات فيزيولوژيک مربوط به عنصر مربوط را به طور خاص نشان ميدهند]9[. فلزات سنگين به عنوان يکي از گروههاي اصلي آلاينده محيطهاي آبي در اثر فعاليتهاي طبيعي و نيز به طور عمده در اثر فعاليتهاي انساني به محيط هاي آبي راه مي يابند]66[. اين فلزات با تجمع در بافتهاي ماهيان، تغييراتي را در سطوح مختلف عملکردي آنها ايجاد مينمايند و امروزه از ماهيان به عنوان شاخصهاي زيستي حساس در بحث ارزيابي کيفيت محيطهاي آبي استفاده ميشود که ميتوانند اطلاعات ما را در خصوص نوع و ميزان آلاينده و نيز مکانيزمهاي سميت آن ها در بومسازگان آبي افزايش دهد]107[. در بررسيهاي انجام شده، فلزات سنگين در ماهيان ميتوانند موجب تغييرات رفتاري،تغيير در استراتژي تغذيه، الگوي شنا، فرار شکار و شکارچي، توليدمثل، يادگيري، استرسهاي تنفسي]45[، تغيير رشد]69[، تغيير شاخصهاي خوني]32، 108، 109[، اختلال در تنظيم اسمزي]55[، تغيير در بيان ژن متالوتيونين]34[، مقدار هورمون کورتيزول]89[ و آسيبهاي بافتي ]97[ گردد.
همانطور که گفته شد فاضلابهاي صنعتي و شهري و پسابهاي کشاورزي هرکدام حاوي مقادير متنابهي فلزات سنگين هستند که اين مواد پس از ورود به اکوسيستم آبي موجب آلودگي و تجمع در بدن موجودات آبزي ميشوند]44[. سنجش فلزات سنگين موجود در آبزيان ممکن است تصوير بهتري از خطرهاي متوجه انسان را نسبت به اندازهگيري آنها در محيط زيست فيزيکي يا گياهان نشان دهد. براي ارزيابي ميزان سميت آلايندههاي محيطي شاخصهاي فيزيولوژيکي متفاوتي در ماهيها وجود دارد که از جمله آنها شاخصهاي خونشناسي است. به دليل اينکه سيستم گردش خون و محيط خارجي با يکديگر در ارتباط هستند، متغيرهاي خون شناسي براي تشخيص اثرات مواد سمي استفاده ميشود. پارامترهاي خوني غيرنرمال ميتواند بيانگر نغييرات شرايط فيزيکي و شيميايي آب باشد، لذا ماهي به عنوان يک شاخص هشدار دهنده در تشخيص حضور نامطلوب آلاينده در آب استفاده ميشود]76[.
بافتشناسي نيز ارزيابي کاملي از سلامتي موجود زنده فراهم ميکند و به طور موثري اثرات مواجهه با آلايندههاي محيطي را انعکاس ميدهد. لذا ميتوان با بررسي بافتها، اثرات سمي فلزات سنگين را مورد مطالعه قرار داد. بافت آبشش، کبد، روده و کليه ماهيان اندامهاي مناسب براي مطالعات بافتشناسي در محيطهاي آلوده به فلزات سنگين هستند]62[. از آنجا که آبششها اولين مکان بعد از پوست است که در معرض مستقيم سموم يا آلايندهها قرار دارند، بنابراين بررسي تغييرات ساختار آبشش شاخص مناسبي براي سموم يا آلايندهها است. آبشش ماهيها به عنوان اندام مبادله گاز، تنظيم اسمزي، تنظيم اسيد-باز، دفع مواد زائد نيتروزني و تنظيمات درونريز است و به دليل داشتن سطح وسيع و لايه اپيتليالي نازک، يکي از راههاي جذب مواد سمي محيطي مانند کادميوم است]37[.کبد نيز به عنوان بافت خونساز يکي از مهمترين بافتهاي جانوري است که تحت تاثير فلزات سنگين دچار عوارض نامطلوبي ميگردد.با توجه به نقش کبد در سم زدايي و نگهداري هموستاز متابوليک بدن، ميتوان از اين بافت نيز به عنوان شاخص مناسبي در مطالعات بافت شناسي نام برد]31[.
از ديدگاه بومشناسي ماهياني که دچار مسموميت با فلزات سنگين هستند در حالتهاي شديد احتمال خطر حذف جمعيت آنها وجود دارد. جذب کادميوم از طريق آب در جانوران آبزي به عواملي همچون دماي آب، محتواي اکسيژن، pH آب و غلظت يونهاي کلسيم و منيزيم موجود در آب بستگي دارد. از سوي ديگر، کادميوم موجود در طعمهها ميتواند نقش مهمي در تجمع اين عنصر در بافتهاي ماهي داشته باشد]9[.کادميوم تقريباً درتمام بافتها واندامها مثل کبد، کليه،آبشش و روده به نسبت بالاتر و در بافت ماهيچه به مقدار کمتر تجمع مييابد]75[. از سوي ديگر ميتوان بيان نمودکه تغييرات بافت شناسي در مقايسه با تغييرات توليد مثلي و رشد و نمو حساستر است و زودتر هم رخ ميدهد و به دنبال آن اين عنصر باعث تغييرات هيستوپاتولوژيک در بافتهايي نظير آبشش، کبد، کليه و روده ميگردد و نهايتاً فعاليت فيزيولوژيک آنها را مختل مينمايد، در نتيجه ارزيابي بهتر از سلامت ماهي و اثرات آلودگي نسبت به پارامترهاي بيوشيميايي فراهم ميکند. در صورت وجود يون کادميوم در آب، ماهيان آبهاي شيرين در مقايسه با ماهيان دريايي،کادميوم بيشتري را طريق آبشش به درون بدن انتقال ميدهند]90[. مطالعات نشان داده است،گرچه فاکتورهاي محيطي نظير دما، اکسيژن، شوري،pH و سختي نقش مهمي در تجمع فلزات ايفا ميکند، اما تجمع فلزات سنگين در بافت عمدتاً به غلظت فلز موجود در آب و دوره قرارگيري در برابر آن بستگي دارد. نيازهاي اکولوژيک، جنس، اندازه وپوست اندازي موجودات آبزي هم چنين درتجمع فلز در بافت اثردارند ]44[.
1-2 اهداف
در اين پژوهش تلاش گرديد تا اهداف زير پوشش داده شود:
بررسي تاثيرات فلز سنگين کادميوم بر برخي ويژگيهاي خونشناسي ماهي نازک.
اندازهگيري مقادير فلز سنگين کادميوم در بافت آبشش.
ارزيابي تغييرات هيستوپاتولوژيک بافت آبشش و کبد در مواجهه با غلظتهاي تحت کشنده کادميوم در ماهي نازک.

فصل دوم
کليات و مرور منابع

2-1کليات
نوسانات عوامل زيستي و غير زيستي در تعادل و پايداري هر اکوسيستم نقش عمده اي دارند. وجود اين عوامل در حد مطلوب، مفيد بوده ولي کاهش يا افزايش زياد آنها سبب بر هم زدن تعادل يا روابط موجود در محيط ميگردد که اين امر، تغييرات شديد در جمعيت موجودات زنده را به دنبال خواهد داشت. فلزات سنگين از جمله اين عوامل ميباشند که به طور طبيعي کمتر از 1 درصد از وزن بدن موجودات زنده را تشکيل ميدهند و نوسانات غلظتي آنها سبب ناپايداري محيط و ايجاد اختلال در موجود ميشود ]29[. با صنعتي شدن جوامع، حجم وسيعي از انواع مواد شيميايي به محيط زيست وارد ميشوند که اين مواد از طريق فاضلاب ها، سيلابها،آبهاي زيرزميني و ورود مواد اتمسفري به اکوسيستمهاي آبي راه يافته و در ستون آب و همچنين رسوبات بستر توزيع ميشوند. بومسازگان آبي به دليل تجمع غلظتهاي بالاي مواد شيميايي، بهشدت حساس و آسيبپذير شدهاند و در حقيقت اين ورودي عظيم، آنها را به مخزن و انباري براي انواع مواد شيميايي تنشزا و آلاينده تبديل نموده است ]48[. عليرغم پيشرفتهاي زيادي كه در زمينه مديريت تصفيه و پالايش مواد زائد در محيط زيست صورت گرفته، فلزات سنگين هنوز بهعنوان يك خطر جدي براي انسانها و ساير موجودات زنده محسوب ميشود. زيرا اين مواد بر خلاف ساير آلايندهها كه ميتوانند بهطوركامل بهواسطه باكتريها و ميكروارگانيسمها تجزيه شده و از بين برود، قابليت تجزيه زيستي ندارند و به نوعي غير قابل تجزيه هستند]52[.

اندازهگيريهاي شيميايي فلزات سنگين در آب اگر چه بسيار حساس و دقيق است ولي اطلاعات جامع و كامل در مورد ميزان قابليت دسترسي زيستي فلزات سنگين ارائه نميكند. از سوي ديگر كاربرد روشهاي زيستي در پايش و ارزيابي آلودگي فلزات سنگين و بررسي اثرات آن بر آبزيان هدف سودمند است. در اين راستا فاكتورهاي زيستي در سطوح مختلف سلولي، تحت سلولي، بافت، فرد، جامعه و اكوسيستم قابل بررسي هستند. استفاده از ماهي به عنوان يك شاخص زيستي در برنامههاي پايش آلودگي در اكوسيستمهاي آبي در سطح گسترده سفارش ميشود. سم شناسي1 (توکسيکولوژي) که علم مطالعه اثرات نامطلوب مواد شيميايي تعريف ميشود، از قدمت زيادي برخوردار است و در گذشته بيشتر پيرامون درک اثرات سموم بر انسان متمرکز بوده ولي امروز از دو جنبه پزشکي و زيست محيطي مد نظر است و بخش زيستمحيطي با فون و فلور موجود در محيط، جمعيتها، جوامع و نيز بومسازگان حمايت کننده آنها سروکار دارد و اغلب براي بيان اثرات مواد شيميايي بر بومسازگان و به عبارت دقيقتر، اثرات آلايندههاي شيميايي بر فون و فلور طبيعي تعريف ميشود. براي فهم اثرات ايجاد شده بر سطوح مختلف سازمان زيستي و در حجم وسيعي از موجودات زنده، بايد يافتهها و نتايج حاصل از انواع مطالعات صورت گرفته بين گونههاي مختلف، مورد تفسير قرار گيرد.ماهيان در مباحث سمشناسي هر دو جنبه انساني و محيطي از اهميت بهسزايي برخوردار هستند. ماهيان متنوعترين و پرتعدادترين مهرهداران انواع بومسازگان آبي هستند که سطوح مختلف زنجيره غذايي را اشغال نمودهاند. با توجه به طويل بودن زنجيره غذايي آبي و نيز وجود اغلب ماهيان بهعنوان مصرفکنندگان ثانويه يا نهايي در اين زنجيره، غلظت بالاتري از آلايندههاي پايدار در بدن آنها مورد انتظار است که اين موضوع از جنبه سلامت انساني نيز حائز اهميت است]9[.
2-2 فلزات سنگين
عناصر سنگين در مقابل اکثر آلايندهها در محيط زيست از بين نرفته و يک چرخه اکولوژيک را طي ميکنند که از اين طريق منابع آبي را تهديد ميکنند. معمولاً بالاترين غلظت فلزات سنگين در محيطهاي آبي و در رسوبات بستر محيط آبي يافت ميشوند. بنابراين آگاهي از غلظت فلزات سنگين و پراکندگي آنها در رسوبات و بدن موجودات آبزي ميتواند نقش اساسي در منابع آلودگي در سيستمهاي آبي ايفا کنند. علاوه برکربوهيدراتها، ليپيدها، اسيدهاي آمينه و ويتامينها برخي از فلزات سنگين براي فعاليت بيولوژيکي سلولها ضروري است. برخي از فلزات مانند آهن براي زندگي جنبه حياتي داشته و گروهي ديگر مانند مس و روي به مقدار جزئي براي فعاليت آنزيمها ضروري هستند]22[. براساس ميزان و شدت سميت، فلزات سنگين به سه گروه سميت ملايم، متوسط و شديد تقسيم ميشوند. مهمترين فلزات با سميت ملايم آلومينيوم، آهن، آرسنيک، کروم و منگنز، فلزات با سميت متوسط شامل کادميوم، روي، سرب و نيکل و فلزات داراي سميت شديد نظير مس، جيوه و نقره داراي کشندگي زياد در ماهيان هستند جدول (2-1، 19). به طور کلي فلزات سنگين موجود در محيط زيست يک خطر بالقوه براي موجودات زنده به شمار ميآيند. انسان و موجودات هميشه در معرض آلودگي با فلزات سنگين هستند، اينگونه فلزات با ترکيبات ضروري بدن از قبيل اکسيژن، گوگرد و ازت به صورت گروههايي از قبيل S-S، SH، OH، COO و COOH پيوند برقرار ميکنند. بيشتر ترکيبات ضروري بدن از جمله آنزيمها و پروتئينها داراي چنين گروههايي است در نتيجه فلزات سنگين موجب وقفه فعاليت آنزيمها و اختلال در سنتز ترکيبات ضروري بدن ميشوند ]61[.
جدول2-1 انواع فلزات سنگين و شدت سميت آنها ]19[.
عناصر ماکرونوترينت (پرمصرف)کبالت(Co)، مس(Cu)، روي (Zn) و آهن(Fe)عناصر ميکرونوترينت (ريز مغذي)نيکل(Ni)، کروم(Cr)عناصر با سميت بالاکادميوم(Cd)، سرب(Pb) و جيوه (Hg)عناصر با سميت حادنقره(Ag)، طلا(Au) و پلاتين(Pt)
فلزات سنگين تغييراتي بنيادي در اكوسيستم هاي طبيعي ايجاد مينمايند. ورود فلزات سنگين به دريا در غلظتهاي غير معمول عمدتاً با كاهش تنوع گونهاي، توليدمثل و جمعيت موجودات آبزي همراه است. در بدن انسان نيز باعث بروز اختلالاتي در فعاليتهاي حياتي ميگردد. مکانيسم سميت فلزات سنگين، بر بدن ماهيان بسته به نوع فلز متفاوت است. فلزات سنگيني همچون کادميوم، سرب، مس و به خصوص جيوه قادرند به اکثر ارگانيسمها حتي در غلظتهاي خيلي پايين آسيب وارد کنند. بيشتر فلزات تمايل شديدي به آمينواسيدها و گروههاي سولفيدريل و پروتئينها دارند و به اين دليل به عنوان سموم آنزيمي عمل ميکنند ]9[.
يکي از عمدهترين منابع توليدکننده اين عوامل سنگهاي معادن و غبارهاي آتشفشاني است ولي در کنار اينها انسان خود به اشکال مختلف مانند صنايع رنگرزي، آبکاري فلزات و باطريسازي در انتشار فلزات سنگين نقش دارد. حضور اين عوامل در محيط زيست در دراز مدت منجر به کاهش توان توليد مثلي آبزيان، مشکلات تنفسي و عصبي شده و در ضمن با توجه به تجمع آن در بدن (تجمع زيستي2) و انتقال آنها به مصرفکنندگان بعدي از جمله انسان ميتواند عوارض غير قابل جبراني را ايجاد نمايد (شکل2-1) ]47[.
شکل 2-1 چرخه زيستي فلزات سنگين در موجودات زنده]47[.

2-2-1منشأ فلزات سنگين
اين فلزات جزء عوامل متشکله طبيعي آب درياها ميباشند و مقادير فراواني از آنها به صورت طبيعي از طرق متنوعي مانند فرسايش سنگهاي معادن، باد، ذرات غبار، فعاليتهاي آتشفشاني، رودخانهها و آبهاي زيرزميني وارد دريا ميشوند. ولي آنچه مسئلهساز است افزايش منطقهاي اين فلزات به واسطه فعاليتهاي صنعتي انساني مانند افزايش پسابها و ضايعات صنعتي کارخانجات،آلودگيهاي نفتي، سموم، دفع آفات است، اين آلايندهها از يک طرف باعث کاهش اکسيژن محلول در آب شده و ازطرف ديگر دارا بودن سموم اثر مستقيمي بر روي ماهيها داشته و باعث تلفات آنها ميشود. آبي که از مناطق آبخيز يا بستر رودخانهها عبور ميکند، سنگهاي معدني يا مواد محلول را با خود انتقال داده و باعث مسموميت ماهيان قسمتهاي پائين رودخانه ميشوند. اين روند سبب شده است که قسمتهاي مشخصي از نهرها، درياچهها يا ساير آبها از ماهي تخليه شوند. از موارد ديگري که سبب آلودگي آبها ميشوند ميتوان از صنايع استخراج سنگ فلزات نام برد که طي بهره برداري از معادن، آب زهکشي آنها داراي مقادير زيادي فلزات سمي است. pH بعضي از اين آبها به مقدار کمي اسيدي است و سبب افزايش حلاليت فلزات ميشود به عنوان مثال آب زهکشي معدن زغال سنگ به دليل اسيديته زياد فلزات موجود در بستر معدن را در خود حل ميکند. بررسي برخي راههاي ورود فلزات به محيط زيست، به دليل وروديهاي طبيعي بسيار بزرگ ناشي از فرسايش صخرههاي حاوي مواد معدني، گرد و غبار همراه باد، فعاليت آتشفشاني و آتش سوزي جنگلها، بسيار دشوار است به دليل تنوع بسيار زياد در استفاده از اين عناصر، آلودگي محيط زيست و اکوسيستمهاي آبي توسط آنها ممکن است از راههاي بسيار متنوعي صورت گيرد. يک مسير بسيار مهم براي ورود فلزات سنگين به دريا از طريق اتمسفر است ]9[.
2-2-2 اثر فلزات سنگين بر سلامت آبزيان
امروزه با صنعتي شدن اكثر شهرها و ايجاد كارخانهها در مناطق شهري و عدم استفاده صحيح از سيستم فاضلاب در اكثر كارخانهها اين آلايندهها بخش اعظم محيط زيست موجودات زنده را تهديد مي كنند به طوري كه حتي باعث نابودي برخي از گونههاي جانوري و گياهي در چنين مناطقي شدهاند و اين موضوع در سالهاي اخير اكثر محققين را بر آن داشته تا از موجوداتي از خود اكوسيستم استفاده كرده و با كمك آنها ميزان اين آلاينده ها را محاسبه نمايند. اين موجودات معمولاً نسبت به ميزان اين آلودگيها حساس بوده و براي از بين بردن اثر سمي اين مواد، آنها را در بدن خود انباشته مي سازند كه اين خود مي تواند كمك ارزنده اي براي محاسبه دقيق اين مواد باشد.
اثرات اين نوع آلايندهها را مي توان به سه دسته حاد (تغييرات مورفولوژيکي3) ، تحتحاد (تغييرات هيستوپاتولوژيک4) و مزمن (تغييرات ژنتيکي5) دسته بندي کرد]19[. موجودت آبزي به لحاظ تنوع و گستردگي بيشمار و قرارگيري مداوم در معرض آلايندههاي فلزات سنگين و نيز مشابهت ساختار فيزيولوژيکي با ساير مهرهداران از جمله بهترين شاخصهاي زيستي براي ارزيابي اثرات آلودگي به فلزات سنگين هستند. اثرات حاد به اثراتي اطلاق مي شود که در زماني حدود 24، 48، 72 يا 96 ساعت ظاهر شوند. اثرات تحت حاد به اثراتي اطلاق مي شود که به مدت زمان بيشتري مثلاً چند هفته يا چند ماه براي آشکارشدن نياز دارند. اثرات مزمن، هر اثري از ماده آلاينده را گويند که بر روي يک موجود زنده يا نسلهاي بعد از آن تاثيرات خود را حفظ مي کند. توانايي موجودات براي جذب، تجمع، برداشت يا سمزدايي فلزات سنگين بهطور اساسي متفاوت است.گونههايي كه داراي مقادير مشخصي از متالوتيونئينها6 و ليزوزومها7 باشند ميتوانند سميت اين فلزات را از بين ببرند. اگر محتواي فلزات سنگين زياد باشد، سميت آنها افزايش مييابد زيرا توانايي متالوتيونئينها و ليزوزومها براي از بين بردن اثر سمي آنها محدود است]34[. ماهي به عنوان يكي از مهمترين مواد غذايي در جهان به ويژه براي مردمي كه در حاشيه درياها زندگي ميكنند محسوب ميشود. متخصصان تغذيه براي بهرهمندي از مزاياي سلامتي توصيه ميكنند كه مردم ماهي را در زنجيره غذاي خود بگنجانند اما با توجه به قابليت تجمع فلزات در بافتهاي بدن ماهيان ملاحظات ويژهاي در مصرف آنها بايد لحاظ شود. به طور كلي اطلاعات در زمينه آلايندهها در مورد ماهيهاي تجاري در دسترس عموم مردم نيست. بنابراين ضرورت دارد که اطلاعات در مورد سطوح آلاينده در ماهي از مناطق خاص ارائه شود. اطلاعات در زمينه شناسايي دقيق گونهها، محل جمعآوري، سطوح مجاز آلايندهها در ماهيهاي مناطق خاصي از جهان ميتواند به مردم اجازه دهد كه تصميمات آگاهانه بگيرند كه با مصرف ماهيان مناسب كمترين مقدار فلزات را به بدن برسانند]47[.
بررسي اثرات فلزات سنگين در اکوسيستم هاي آبي به علت جابجائي اکثر گونه هاي آبزي و از طرف ديگر رابطه نزديک بين رسوبات آلوده با آبهاي آلوده و عدم تمايز اثرات اين دو بسيار مشکل است. موجودات آبزي را ميتوان به گروه گياهان، بيمهرگان و ماهيها تقسيم کرد. به دليل حساسيت گونههاي مذکور به تغيير شرايط زيستي، ورود فلزات سنگين (در غلظت هاي غيرمعمول) عموماً با کاهش تنوع گونهاي، توليدمثل و نيز کاهش جمعيت موجودات آبزي همراه است. اعضاي پايينتر زنجيره غذايي مانند پلانکتونها ميتوانند فلزات سنگين را در خود ذخيره نمايند و زمانيکه پلانکتونها توسط گياهخواران يا گوشتخوارهاي بالاتر زنجيره غذايي خورده ميشوند، اين فلزات به آنها منتقل ميشود]9[.
2-3 کادميوم، منشاء و منابع آن در محيطزيست
کادميوم عنصري با عدد اتمي 48 و جرم اتمي 4/112 متعلق به گروه دوم عناصر واسطه است که به آساني توسط چاقو بريده ميشود. اين ماده در سال 1817 توسط استروماير8 در آلمان کشف شد. کادميوم از جمله عناصر فلز سنگين (با وزن مخصوص بيش از 5 گرم بر سانتيمتر مکعب)، نادر وکمياب محسوب ميشود. به عنوان نمونه مقادير کادميوم در آب رودخانهها 1/1 الي 5/13 نانو گرم بر ليتر]91[ و در آب دريا کمتر از 1/0 ميکروگرم در ليتر گزارش شده است]70[. کادميوم داراي نمکهاي مختلفي است، که برخي از آنها همانند سولفيد و اکسيد داراي حلاليت کمي در آب هستند، اين در حالي است که نمکهاي کلرايد، برومايد، يدات، سولفات و نيترات داراي حلاليت خوبي در آب است. اين عنصر به آساني در اسيد نيتريك محلول ولي در اسيد كلريدريك و اسيد سولفوريك به كندي حل ميشود]63[. حلاليت كادميوم در آب تحت تأثير عواملي نظير نوع تركيبات و pH آب است. كادميوم بطور يكنواخت در پوستة زمين يافت ميشودكه در آبهاي سطحي طبيعي عمدتاً به فرم دو ظرفيتي ديده ميشود كه شامل تركيبات آلي و غير آلي است]9[. حداکثر غلظت مجاز کادميوم در پسابهاي صنعتي تصفيه شده قابل تخليه به آب پذيرنده 25/0 ميليگرم بر ليتر و حداکثر غلظت مجاز کادميوم در آب شرب 005/0ميليگرم بر ليتر است]9[. اين مقادير ميتواند تحت تاثير عوامل دروني مانند گونه ماهي و يا سن ]108،106[ چرخه رسيدگي جنسي، بيماري]106[ يا ساير شرايط بيروني باشد.
کادميوم براي ماهيان به شدت سمي است و تجهيزات فلزي که با کادميوم پوشيده شدهاند نبايد براي حوضچههاي نگهداري ماهي استفاده شوند. به علاوه رنگهايي را که حاوي کادميوم هستند نبايد به منظور رنگآميزي حوضچهها مصرف کرد]9[. اين فلز از طريق فعاليتهايي همچون حفاري معادن، صنايع فلزي، صنايع خودرو، صنايع شيميايي، آبکاري فلزات، کودهاي سوپر فسفات، آفتکشهاي حاوي کادميوم و نيز توليد برخي از آلياژهاي فلزي، باطري سازي به محيط زيست وارد ميشود]42[. ترکيبات آلي کادميوم در ساخت PVC استفاده وسيعي پيدا کرده است که به دليل افزايش مقاومت پليمر به حرارت، نور و زايل شدن رنگ است. از ديگر موارد عمده کاربرد اين فلز در صنايع ميتوان به استفاده از آن به عنوان کاتاليزور در واکنشهاي پليمري اشاره کرد. کادميوم همچنين به عنوان ثابت کننده و رنگدانه در پلاستيکها، آبکاري و لحيم کاري و ساير آلياژها و نيز در باتريهاي نيکل-کادميوم مورد استفاده قرار ميگيرد]47[. در حضور كادميوم در غلظتهاي بيشتر از 3 ميليگرم در ليتر، انتقال اكسيژن در آبشش دچار نقصان ميکند. اثر كادميوم ميتواند سرعت جذب كلسيم را از روده، حتي در آبهاي شور كه حاوي كلسيم زياد هستند، كاهش دهد]9[. از لحاظ پاتولوژيك كمخوني مهمترين علامت مسموميت ماهيان با اغلب فلزات سنگين مانند كادميوم است ]23[. كاهش كلسيم و افزايش قند و منيزيم خون نيز از ديگر اثرات مسموميت ماهيان با كادميوم است. سميت كادميوم و ذخيره آن با كمبود روي افزايش مييابد. ميزان مناسبي از روي ميتواند از آسيب بافتها جلوگيري كند.كادميوم نيز بر روي مؤثر بوده و ميتواند در مقدار روي مورد نياز تداخل نموده و از واكنشهاي آنزيمي و جذب مواد غذايي جلوگيري كند. كادميوم ممكن است به عنوان كاتاليزور در واكنشهاي اكسيداسيون شركت كند و باعث ايجاد آسيب به بافتهاي اصلي شود. غلظت مجاز كادميوم براي آبزيان حداكثر 5/1 ميكروگرم در ليتر است]9[.
2-4 مسيرهاي جذب
فلزات در شرايط متفاوت محيطي به طرق مختلف جذب بدن ماهي ميشوند. سطوح مختلف بدن ماهي که در تماس با محيط قرار دارند ممکن است محلي براي انتقال، رسوب و تجمع فلزات سنگين باشند. اين سطوح شامل پوست، آبشش، روده و بويايي است. مسير جذب فلزات سنگين و مکانيسم انتقال آنها به بدن ماهي به عوامل مختلفي وابسته است که شکل شيميايي فلز(يوني يا نمکهاي آنها) در تعيين اين مسير بسيار مهم است. در اغلب مطالعات بيشترين مکانيسم شناخته شده در مهرهداران پست مانند ماهي، انتقال فلزات سنگين به وسيله سلولهاي کلرايد از گذرگاه آبشش است. کادميوم ميتواند از طريق کانال کلسيمي وارد سلول شود. اين امر به دليل شباهت شيميايي اين عنصر با کلسيم است. به هر حال هنگامي که فلزات وارد بدن ماهي ميشوند با ترکيبات آلي و مواد آنزيمي واکنش داده و پس از اتصال به پروتئينها به کمک گردش خون جابجا ميشوند. عمدهترين پروتئيني که در سلول به فلزات سنگين اتصال مييابد متالوتيونين (اتصال پروتئيني به نام آپوتيونين به فلزات سنگين که در تمامي بدن حضور دارد و سرشار از اسيد آمينه سيستئين است) است. فلزات سنگين توانايي وادار کردن سلولها به رونويسي ژنهاي متالوتيونين دارند. به نظر ميرسد که مسووليت اصلي سميتزدايي ماهيان از فلزات سنگين به عهده اين پروتئين است]9[.
2-5 آبشش
آبشش ماهيان به عنوان يكي از حياتيترين اندامها محسوب ميشود كه علاوه بر تبادلات گازي نقش مهمي در تنظيم اسمزي به عهده دارد. لذا مطالعه تاثير فاكتورهاي محيطي بر ساختار و عملكرد آن از اهميت بالايي برخوردار است. فاكتورهاي محيطي نظير شوري، pH و آلايندههاي صنعتي با تاثير با بافت آبشش، عملكرد آن را تحت تاثير قرار ميدهند ]63[. آبشش مهمترين مسير در جذب اين فلزات محسوب ميشود. آبششها بعد از پوست اندام بعدي است که به طور مستقيم تحت تاثير آلايندهها آسيب ميبيند که اين مسئله در ماهيها به خوبي نشان داده شده است. آبششهاي ماهيان داراي عملکرد مختلفي همچون تبادل گازهاي تنفسي، تنظيم اسمزي، دفع نيتروژن و تعادل اسيد باز ميباشند و به جهت اين عملکردها، داراي ويژگيهاي خاصي بوده که در تبادل مواد شيميايي سمي بين ماهي و محيط، اثرگذار هستند. گفته شده است در ماهيان جذب کادميوم در وهله اول از طريق آبششها و روده انجامپذير است. اثبات شده است که اکثر کادميوم موجود در آب به صورت کلرايد به وسيله ماهي جذب ميشود، در حالي که کادميوم جذب اندکي از طريق غذا دارد. اولين دو کمان آبششي، 5/1 تا 3 برابر بيشتر از دو کمان آبششي انتهايي، کادميوم را جذب ميکنند. همچنين سرعت جذب فلزات به داخل بافت آبششي نسبت به ميزان متابوليسم و وزن ماهي متفاوت است. بنابراين ماهيان کوچکتر فلزات سنگين را با سرعت بيشتري نسبت به ماهيان بزرگتر جذب ميکنند، چرا که در ماهيان کوچکتر، آب با سرعت بيشتري از ميان آبشش جريان دارد. همچنين در شرايط کم اکسيژني، ورود کادميوم به آبششها افزايش مييابد ]9[.
2-6کبد، روده و کليه

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

با توجه به اهميت کبد (بهعنوان غده اصلي در دستگاه گوارش ماهيان) در سم زدايي و نگهداري هموستاز متابوليک بدن و نيز نقش کليدي آن در سنتز پروتئينهاي پلاسما و همچنين اندام هدف اوليه گزنوبيوتيکها9 و انباشت آنهاا، بهعنوان يکي از اندامهاي مورد مطالعه در اين تحقيق استفاده شده است. مراكز خونساز يكي از مهمترين بافت هاي جانوري است كه تحت تاثير سموم دچار پيامدها و عوارض نامطلوبي ميگردد. يكي از مهمترين بخشهاي مراكز خون ساز در ماهيان، مراكز م?نوماكروفاژي10 است كه معمو? در اندامهاي مختلف ماهيان اعم از كليه، كبد و طحال يافت ميشود. افزايش اندازه و تعداد مراكز م?نوماكروفاژ بهخصوص در کبد و کليه يكي از مهمترين شاخصهاي زيستي مورد استفاده در تشخيص شرايط استرس زا و بيماريهاي عفوني است ]36[. روده ماهيان داراي سلولهاي مخطط (ريزپرز) و سلولهاي جامي شکل است که در عمل جذب و ترشح دخالت دارند. از سوي ديگر رودهها با داشتن سلولهاي گرانولا دئوزينوفيليک ويژگي پاک کنندگي دارد و ارتباط تنگاتنگي با ايمني ذاتي و التهابي دارد ]37[. جذب کادميوم در دستگاه گوارش در تمام بخشهاي روده (قدامي، مياني و خلفي) و همچنين معده رخ ميدهد. ترکيبات فلزي که با مواد آلي اتصال يافته و ماهي آن را بلعيده، با مکانيسم اندوسيتوز در روده جذب ميشوند. روده يکي از راههاي اصلي عبور مواد سمي و يکي از مهم ترين بافت هايي است که در تماس مستقيم با مواد سمي است. هر نوع آسيب به بافت پوششي روده ميتواند به عنوان شاخصي از سميت گزنوبيوتيکها و آلاينده هاي محيطي باشد. کليه ماهيان اندامي ترکيبي از عناصر خونساز، بيگانهخوارها، درون ريز و دفع است. در ماهيان بخش قدامي (کراينال) واجد انواع بافتهايي است که نقش انحصاري خونسازي دارند، که مراکز ماکروفا‍ژ نيز در آن وجود دارند. اما بخش تحتاني کليه داراي لولههاي کليوي بيشتري است و بعنوان اندام تنظيم اسمزي و تا حدي دفعي عمل ميکند. لذا بررسي بافت شناسي کليه ماهيان تحت تاثير آلايندهها بسيار مهم است ]94[.
2-7 ساير مسيرهاي جذب
مسيرهاي جذب ديگر در هنگام تماس ماهي با Cd 2+ محلول در آب، پوست و اپيتليوم بويايي است. در صورت افزايش غلظت بيش از حد طبيعي فلزات سنگين در آب، اولين اندام ماهي که دچار آسيب ميشود، لايه موکوس پوست است که با نابودي آن فعاليت حياتي ماهيان به مخاطره ميافتد. جذب Cd 2+ از طريق پوست در مقايسه با آبشش و روده نسبتا به مقدار کمي رخ ميدهد. اين فلز يوني به آساني از اپيتليوم بويايي از طريق مسيرهاي جذب کلسيم عبور ميکند و در پياز بويايي تجمع مييابد. يون کادميوم در مناطق مغزي تجمع نمييابد و به نرونهاي مرکزي وارد نميشود ]63[.
2-8 تاثير متقابل فلزات سنگين بر يکديگر
از ميان فلزات سنگين فلزاتي مانند سرب و کادميوم زنوبيوتيک هستند به اين مفهوم که اين عناصر براي متابوليسم بدن مورد نياز نيستند و حتي مقادير کم آنها نيز براي بدن مضر است. مهم ترين اثر سوء مصرف کادميوم در انسان بيماري ايتايي ايتايي11 است که اولين بار به علت مصرف برنج آلوده به اين فلز در ژاپن گزارش شد .از ديگر اثرات سمي اين فلز ميتوان به تخريب بافت کليه اشاره کرد. از اثرات مخرب فلز سرب نيز ميتوان به آسيب جدي به سيستم عصبي مرکزي و محيطي اشاره نمود. اما دسته ديگر فلزات سنگين عناصري هستند که به مقدار کم برا ي بدن مورد نياز است و در واقع مقادير بالاتر از حد استاندارد آنها ميتواند منجر به اثرات سوء گردد که مس و روي از اين دسته ميباشند. در اغلب شرايط، فاضلاب صنايعي که به داخل يک اکوسيستم آبي تخليه ميشوند، داراي فلزات سنگين متنوعي است. وجود يونهايي مثل کلسيم، منيزيم، سديم، منگنز و سولفور نيز بر ميزان سميت فلزات سنگين مانند کادميوم، مس، روي، جيوه به راههاي گوناگون تاثير ميگذارند. فلزات سنگين بسته به غلظت، اثر تقويت کنندگي يا تضعيف کنندگي بر ميزان سميت يکديگر دارند. نشان داده شده است که وجود کلسيم باعث کاهش و به حداقل رساندن سميت کادميوم و روي ميشود ]9[. دانشمندان در تحقيقات خود به اين نتيجه رسيدهاند که سميت مخلوط مس و روي در ماهيان جوان تاثير کشندهتري نسبت به هريک از فلزات فوق به طور انفرادي دارد. به علاوه حضور اين دو عنصر منجر به افزايش توليد متالوتيونين در کليه،کبد وآبشش ماهي ميشود، در حالي که هريک از فلزات فوق به تنهايي قادر به تحريک توليد متالوتيونين به همان ميزان نيستند]72[.
2-9 عوامل موثر در قابليت دسترسي ماهيان به فلزات سنگين
عوامل موثر در قابليت دسترسي بسته به شکل شيميايي آن(يون آزاد، ترکيب با مواد معدني يا ترکيب با مواد آلي)، حضور يا عدم حضور ساير فلزات، ويژگيهاي فيزيکوشيميايي آب نظيرpH، ترکيبات آلي، سختي، شوري، دما و اکسيژن محلول و مرحله زيستي ماهي(تخم، لارو، بچه ماهي، مولد) جنس و ويژگيهاي زيستي آن تغيير ميکند ]9[.


پاسخ دهید