Reach Us +44-1477412632

Investigation of The Serum Total Antioxidant, Oxidant and Sialic Acid Levels of Cyprinus carpio (L. 1758) Treated With Tebuconazole (Fungicide)

İnan Kaya1*, Muhitdin Yılmaz2, Evren Koç3, Haci Ahmet Deveci4, Yusuf Ersan2, Mahmut Karapehlivan5

1Kafkas Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Biyoloji Bölümü, Kars Türkiye

2Kafkas Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Biyoloji Bölümü, Kars Türkiye

3Kafkas Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi, Kars Türkiye

4Kafkas Üniversitesi, Atatürk Sağlık Hizmetleri Meslek Yüksek Okulu, Kars Türkiye

5Kafkas Üniversitesi, Veteriner Fakültesi, Biyokimya Anabilim Dalı, Kars Türkiye

Corresponding Author:
İnan KAYA
Kafkas Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi
Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü, 36100, Kars-TÜRKİYE
E-mail: [email protected]

Received Date: 09.09.2013 Accepted Date: 21.04.2014 Published Date: 29.06.2014

 
Visit for more related articles at Journal of FisheriesSciences.com

Abstract

In the present study was aimed to investigate effects on the levels of serum total antioxidant (TAS), oxidant (TOS) and sialic acid (TSA) in Cyprinus carpio (L., 1758) of tebuconazole used as a fungicide. The fishes were kept in tanks for 15 days in terms of adaptation. After, it was formed three groups each containing 6 fishes. Group II and III were placed into separate tanks containing respectively 2 and 3 mg/L tebuconazole and also group I was placed into normal water for 14 days. It were taken the blood samples from fishes and analyzed the levels of serum TAS, TOS and TSA. Even though the serum TAS levels of Tebuconazole-treated groups were lower compared the control group, in terms of TOS and TSA levels was deter-mined the increases. In conclusion, it was determined that tebuconazole treatments caused im-portant changes on the levels of serum TAS, TOS and TSA in carps.

Key words

Cyprinus carpio, Tebuconazole, Oxidant/Antioxidant, Sialic Acid

Giriş

Pestisitler zararlı organizmaları yok etmek üzere üretilmiş olup, diğer canlı organizmalar için potansiyel bir tehlike olarak önem taşı-maktadır. Su ortamlarına ya uygulama sırasında ya da tarım ve orman sahalarındaki pestisit uygu-laması sonrası yağmur suları, drenaj suları, yüzey akışları ve sulama suları ile taşınmaları sonucu geçmekte ve ortamdaki diğer organizmaları etki-leyebilmektedir (Stegeman vd., 1991; Lloyd, 1992; Selvi, 2004).

Azoller grubuna dahil olan tebukonazol çeltik alanlarında mantar tehdidine karşı bir fungusit olarak kullanılmaktadır. Sistemik etkili olan te-bukonazol ayrıca mantar bünyesinde bulunan er-gosterol sentezini önlemekte ve sucul ortamda uzun süre içerisinde organizmalar üzerinde toksik etkilere sebep olabilmektedir (Bayer Crop Scien-ce Limited, 2005). Çevresel kirleticilerden kay-naklanan reaktif oksijen türleri (ROT) sucul can-lıların hücrelerinde yapısal ve fonksiyonel değişi-kliklere sebep olup, biyokimyasal parametrelerde de değişiklikler meydana getirebilmektedir (Par-vez ve Raisuddin, 2005; Gönenç, 2006). Oksida-tif stres varlığında balıkların yüksek oranda çoklu doymamış yağ asidi içermelerinden dolayı doku ve hücre membranlarının kolay bir şekilde okside olabileceği belirtilmektedir (Mendes, 2009).

Antioksidan savunma sisteminin en önemli özelliği, sistemin tüm bileşenlerinin reaktif ok-sijen türlerine karşı bir sinerji oluşturacak şekilde görev almasıdır (Chaudiere ve Ferrari-Illiou, 1999). Bu nedenle tüm antioksidanlar canlıda homeostazisin sağlanmasında yaşamsal öneme sahiptirler (Doyotte vd., 1997). Kanda oksidan ve antioksidanların bir kısmının bir arada etki etmesi sonucu her birinin tek başına oluşturduğundan daha fazla oksidan ve antioksidan etki ortaya çıkmaktadır. Bu nedenle total oksi-dan/antioksidan dengenin belirlenmesi için oksi-dan ve antioksidanların tek tek ölçümünün ya-pılması yerine TOS ve TAS ölçümünün daha ya-rarlı olabileceği bildirilmektedir (Erel, 2004; Erel, 2005). N-asetil nöraminik asitin türevleri olan sialik asitler (SA) ise polisakkaritlerin, gli-koproteinlerin ve mukoproteinlerin oligosakkarit yan zincirinin terminal karbonhidrat kalıntıları olarak makromolekül ve reseptörlerin yapısında bulunmaktadır (Schauer, 1982; Varki ve Varki, 2007). Metabolizmada aksaklıklara sebep olan faktörler hem serbest hem de bağlı SA seviye-lerinin toplamı olarak ifade edilen serum total sialik asit (TSA) düzeylerini önemli oranda ar-tırmaktadır (Schauer, 1982; Erdil vd., 2001).

Cyprinidae ailesine ait Cyprinus carpio (L., 1758) erken gelişme, yüksek uyum yeteneği, ye-mi iyi değerlendirme ve lezzetli olmalarına bağlı olarak ekonomik öneme sahip bir tatlı su balığı-dır. Bu sebeplerden dolayı Cyprinus carpio, Tür-kiye’nin birçok gölünde olduğu gibi Ardahan Çıldır Gölü’nde avlanan balıklar arasında ilk sı-radadır (Geldiay ve Balık, 1996). Ancak, Cypri-nus carpio, tarım ve hayvancılık faaliyetlerinde kullanılan pestisidlerin tehtidi altında kalabilir. Bu çalışmada, tarımda fungusit olarak kullanılan tebukonazolün Cyprinus carpio’nun serum total antioksidan (TAS), oksidan (TOS) ve sialik asit (TSA) düzeyleri üzerinde etkisinin araştırılması amaçlandı.

Materyal ve Metot

Bu çalışmada Çıldır Gölü’nden yakalanan 24 adet Cyprinus carpio kullanıldı. Balıklar labora-tuvar ortamında 300’er L’lik su tanklarında 15 gün süreyle ortam koşullarına adaptasyonları sağ-landıktan sonra her grupta 8 adet balık bulunan 3 grup oluşturuldu. Grup I’de bulunan balıklar normal su ortamında, grup II ve III ise sırasıyla 2 ve 3 mg/L tebukonazol (Folicur EW 250) eklenen tanklarda 7.4 pH’ya sahip su ortamlarında 14 gün süre ile bekletildi. Deneysel uygulamalar esna-sında yaşam ortamlarına tebukonazol eklemesi yapılan balıkların besin alımında azalma ve ha-reketlerinde yavaşlama olduğu tespit edilirken, herhangi bir grupta balık ölümü ile karşılaşıl-mamıştır. Çalışma süresi sonunda balıklardan kan örnekleri alındı. Serum TAS ve TOS düzeylerinin analizi ticari kitlerin (Gaziantep, Türkiye) kulla-nıldığı metotlara göre spektrofotometrik olarak yapıldı (Erel, 2004; Erel, 2005). Serum TSA ana-lizi ise Sydow (1985)’un belirtmiş olduğu meto-da göre spektrofotometrik olarak analiz edildi.

Elde edilen sonuçların istatistiksel analizleri istatistik paket (IBM SPSS version 20.0 for Win-dows) programı kullanılarak yapıldı. Gruplar ara-sında anlamlı ilişki olup olmadığı tek yönlü var-yans analizi (ANOVA) ile belirlendi. İstatistiksel olarak farklılıkların hangi gruplar arasında oldu-ğunu belirlemek için çoklu karşılaştırma (post hoc) testlerinden Tukey testi kullanıldı. Sonuçlar; ortalama ± standart sapma (X±SD) olarak kayde-dildi.

Bulgular ve Tartışma

Yaşam ortamlarına 2 ve 3 mg/L tebukonazol eklenen balıklar ile tebukonazol ilavesi ya-pılmayan kontrol grubu balıklardan 14 gün sonra alınan kan örneklerinde oluşan biyokimyasal de-ğişikler Tablo 1’de gösterildi. Serum TOS ve TSA düzeylerinde kontrol grubuna göre grup II ve grup III’de istatistiksel olarak önemli ölçüde (P<0.01) artış meydana geldiği saptanırken, TAS düzeylerinin istatistiksel olarak önemli ölçüde (P<0.01) daha düşük düzeyde olduğu tespit edil-di.

fisheriessciences-tebuconazole-treatment

Tablo 1. Tebukonazol uygulaması yapılan ve yapılmayan Cyprinus carpio’da serum TAS, TOS ve TSA düzeyleri.
Table 1. The levels of serum TAS, TOS and TSA in Cyprinus carpio with/without tebuconazole treatment.

Tarım ilaçları tüm abiyotik ortamı özellikle de su ve toprağı kirletmektedir. Yeraltı sularının ve diğer su kaynaklarının bu yolla kirlenmesi, sucul organizmalar için potansiyel bir tehdit oluştur-maktadır (Selvi, 2004). Sucul organizmalar içeri-sinde balıklar, son yıllarda su ortamlarındaki tok-sisitenin belirlenmesinde indikatör organizmalar olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte bazı genotoksik ajanların ve tarım kimyasallarının in-sanlar üzerindeki olası etkilerinin tahmininde de detoksifikasyon mekanizmalarının benzerlikleri nedeniyle test organizması olarak yine balıklar kullanılabilmektedir (Stegeman vd., 1991). Ayrı-ca, sucul canlılar insanların alternatif besin kay-naklarının önemli bir bölümünü oluşturduğundan balıklarda meydana gelebilecek toksik etkilerle ilgilenilmektedir (Al-Sabti, 1992).

Tarım alanında funguslara karşı yaygın bir şe-kilde kullanılan tebukonazol’ün balıklarda total oksidan/antioksidan denge ve TSA düzeyleri üze-rindeki etkilerinin belirlenmesi, uygun ölçüde pestisit kullanımı ve çevresel kirliliğinin en az seviyeye düşürülmesi bakımından önemlidir. Pes-tisitlerin akuatik organizmalara toksik etkileri üzerine çok sayıda çalışma olmasına rağmen, bir fungusit olarak kullanılan tebukonazol’ün balık-larda total oksidan/antioksidan denge ve TSA dü-zeylerine etkisini araştıran herhangi bir çalışmaya rastlanamamaktadır.

Vücutta üretilen reaktif oksijen türlerinin mik-tarı ya da oranı, lipit peroksidasyonun baş-latılması ve vücudun oksidan/antioksidan den-gesinin bozulması doğal veya sentetik pestisit-lerin aşırı kullanımı nedeniyle artış göstermek-tedir (Livingstone, 2001; Mohammad vd., 2004). Tebukonazol uygulanarak Rhamdia quelen’de yapılan bir çalışmada kontrol grubuna göre kara-ciğer dokusu lipit peroksidasyonunun arttığı bil-dirilmektedir (Ferreira vd., 2010). Çalışmamızda, farklı tebukonazol konsantrasyonuna maruz bıra-kılan Cyprinus carpio’da TOS düzeylerinin arttı-ğı tespit edildi. Artan TOS düzeyinin antioksidan savunma sisteminin yetersiz kalması sonucu lipit peroksidasyonu da artırabileceği düşünülürse bulgularımız Ferreira vd. (2010) tarafından sağ-lanan veriler ile uyumluluk göstermektedir. Anti-oksidan moleküller, endojen ve eksojen kaynaklı yapılar olup, oluşan oksidan moleküllerin neden olduğu hasarı hem hücre içi hem de hücre dışı sa-vunma ile etkisiz hale getirmektedirler. Hücre içi serbest radikal toplayıcı enzimler asıl antioksidan savunmayı sağlamaktadır (Halliwell, 1995). Li vd. (2010) tarafından yapılan bir çalışmada, gök-kuşağı alabalıkları (O. mykiss) farklı sürelerde (7, 20 ve 30 gün) ve subletal konsantrasyonlarda (0.2, 50 ve 500 μg/l) propiconazol adı verilen fungusite maruz bırakılmıştır. Araştırmada, 7 günlük uygulamada antioksidan savunma siste-minin propiconazol’ün toksik etkisine adaptas-yonla cevap verdiği, 20 ve 30 günlük sürelerde ise lipit peroksidasyonu ve reaktif oksijen türleri gibi oksidatif stres göstergelerinde artış ile kata-laz, süperoksit dismutaz ve glutatyon peroksidaz gibi enzim aktivitelerinde inhibisyonların mey-dana geldiği rapor edilmektedir (Li vd., 2010). Yaptığımız çalışmada ise, 14 gün süre ile 2 ve 3 mg/L’lık tebukonazol konsantrasyonlarına maruz bırakılan Cyprinus carpio’da TAS düzeylerinin azaldığı saptandı. Bu bulgularımıza göre, artan tebukonazol konsantrasyonuna bağlı olarak TOS düzeylerinde meydana gelen artma ve TAS dü-zeylerinde meydana gelen azalmaların, organiz-mada antioksidan savunma sistemi elemanlarının yetersiz kalması ve oksidatif strese bağlı olabile-ceği düşüncesi akla gelmektedir.

Sialik asitlerin canlı organizmalarda damar sisteminden temelde O˙2’nin uzaklaştırılmasından sorumlu olan antioksidatif bir görev yaptığı ileri sürülmektedir (Henricks vd., 1982; Kumagai, 2009). Henricks vd. (1982) tarafından nötrofiller-de SA’lerin uzaklaştırılması durumunda damar sistemindeki O˙2’ üretiminin arttığı kaydedilmek-tedir (Henricks vd., 1982). Oksidatif stresin, sia-lidaz aktivasyonu veya indüksiyonu olmaksızın hücre yüzeyindeki oligosakkaridlerden SA salı-verilmesini başlatabileceği de bildirilmektedir (Eguchi vd., 2005). Capoeta capoeta’da yapılan çalışmada bir pestisit olarak kullanılan glifosatın da TSA düzeylerini önemli derecede arttırdığı kaydedilmiştir (Kaya vd., 2012). Bu çalışmada, farklı tebukonazol konsantrasyonuna maruz bıra-kılan Cyprinus carpio’da TSA düzeylerinin arttı-ğı belirlendi. Buna göre, artan tebukonazol kon-santrasyonuna bağlı olarak TSA düzeylerinde meydana gelen artışların nedeninin oksidatif stre-sin hücre yüzeyindeki oligosakkaridlerden SA’lerin salıverilmesinden kaynaklanabileceği düşüncesini taşımaktayız.

Sonuç

Sonuç olarak, bulundukları ortama 2 ve 3 mg/L tebukonazol eklenen Cyprinus carpio’ların serum TAS, TOS ve TSA düzeylerinde önemli değişiklikler olduğu tespit edildi. Bir fungusit olarak tebukonazol kullanımının olası biyokim-yasal etkilerinin araştırıldığı bu çalışma, hem çevresel zararın azaltılması hem de besin değeri-nin artırılması yönünde daha ileri çalışmalara önemli bir kaynak sağlayacaktır. Ayrıca, bu ça-lışmada saptanan serum TSA düzeylerindeki ar-tıştan dolayı tebukonazol’ün sucul organizmalar-da kısa bir sürede doku hasarı oluşturabilecek ka-dar tehlikeli bir fungusit olabileceği kanaatini ta-şımaktayız.

Kaynaklar

Al-Sabti, K., (1992).Monitoring the genotoxicity of radiocontaminants in Swedish lakes by fish micronuclei, Cytobios, 70: 101-106.

Bayer Crop Science Limited, (2005). Enviromen-tal information sheet folicur® MAPP num-ber 11278. CPA Guidance Notes version 3.©EIS. http://www.bayercropscience.co.uk/ assets/Uploads/Folicur_EIS.pdf (Erişim Ta-rihi: 01.09.2013).

Chaudiere, J., Ferrai-Iliou, R., (1999).Intracellu-lar antioxidants: from chemical to biochemi-cal mechanism, Food and Chemical Toxi-cology, 37: 949- 962.doi: 10.1016/S0278-6915(99)00090-3

Doyotte, A., Cossu, C., Jacquin, M.C., Babutb, M., Vaseural, P., (1997). Antioxidant en-zymes, glutathione and lipid peroxidation as relevant biomarkers of experimental or field exposure in the gills and the digestive gland of the freshwater bivalve uniotumidus, Aquatic Toxicology, 39: 93-110. doi: 10.1016/S0166-445X(97)00024-6

Eguchi, H., Ikeda, Y., Ookawara, T., Koyota, S., Fujiwara, N., Honke, K., Wang, P.G., Taniguchi, N., Suzuki, K., (2005).Modifica-tion of oligosaccharides by reactive oxygen species decreases sialyllewis x-mediated cell adhesion. Glycobiology, 15: 1094-1101. doi: 10.1093/glycob/cwj003

Erdil, A., Tüzün, A., Yönem, A., Erbil, M.K., (2001). Serum sialic acid concentrations in patients with non-insulindependent diabetes mellitus and its relation with retinopathy, TürkiyeKlinikleri Journal of Medical Sci-ences, 21: 349-354.

Erel, Ö., (2004). A novel automated direct meas-urement method for total antioxidant capaci-ty using a new generation, more stable abts radical cation, Clinical Biochemistry, 37: 277-285. doi: 10.1016/j.clinbiochem.2003.11.015

Erel, Ö., (2005). A new automated colorimetric method for measuring total oxidant status.Clinical Biochemistry, 38: 1103-1111. doi: 10.1016/j.clinbiochem.2005.08.008

Ferreira, D., Costa da Motta, A., Kreutz, L.C., Tonı, C., Loro, V.L., Barcellos, L.J.G., (2010).Assesment of oxidative stress in Rhamdiaquelenexposed to agrichemicals. Chemosphere, 79: 914-921. doi: 10.1016/j.chemosphere.2010.03.024

Geldiay, R., Balık, S., (1996).Türkiyetatlısubalıkları.EgeÜniversitesi Su ÜrünleriFakültesiYayınları, No: 46 DersKitabıDizisi No: 16, s.357-362, Bornova/İzmir.

Gönenc, A., Özkan, Y., Torun, M., Şimşek, B., (2001). Plasma malondialdehyde (MDA) levels in breast and lung cancer patients, Journal of Clinical Pharmacy and Thera-peutics, 26: 141-144. doi: 10.1046/j.1365-2710.2001.00334.x

Halliwell, B., (1995). Antioxidant characteriza-tion. Methodology and mechanism, Bio-chemical Pharmacology, 49: 1341-1348. doi: 10.1016/0006-2952(95)00088-H

Henricks, P.A., van Erne-van der Tol, M.E., Verhoef, J., (1982). Partial removal of sialic acid enhances phagocytosis and the genera-tion of superoxide and chemiluminescence by polymorphonuclear leukocytes, The Journal of Immunology, 129: 745-750.

Kaya, İ., Karapehlivan, M., Yılmaz, M., Ersan, Y., Koç, E., (2012). Investigation of effects on plasma nitric oxide, malondialdehyde and total sialic acid levels of glyphosate in Kars Creek transcaucasıan barb (Capoetacapoeta[Guldenstaedti, 1773]) in Turkey, Fresenius Environmental Bulletin, 21: 123-126.

Kumagai, R., Lu, X., Kassab, G.S., (2009). Role of glycocalyx in flow-induced production of nitric oxide and reactive oxygen species, Free Radical Biology and Medicine, 47: 600-607. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2009.05.034

Li, Z., Zlabeka, V., Grabica, R., Lia, P., Machovaa, J., Veliseka, J., Randak, T., (2010). Effects of exposure to sublethal pro-piconazole on the antioxidant defense sys-tem and Na+– K+-ATPase activity in brain of rainbow trout, Oncorhynchusmykiss, Aquatic Toxicology, 98: 297-303. doi: 10.1016/j.aquatox.2010.02.017

Livingstone, D.R., (2001). Contaminant-stimulated reactive oxygen species produc-tion and oxidative damage in aquatic organ-isms, Marine Pollution Bulletin, 42: 656-666. doi: 10.1016/S0025-326X(01)00060-1

Lloyd, R., (1992). Pollution and freshwater fish. A Buckland Foundation Book, Fishing News Books, Cornwall.

Mendes, R., Cardoso, C., Pestana, C., (2009). Measurement of malondialdehyde in fish: A comparison study between HPLC methods and the traditional spectrophotometric test, Food Chemistry, 112: 1038-1045.doi: 10.1016/j.foodchem.2008.06.052

Mohammad, A., Akram, R., Shahin, S., Sherkoupeh, N., Ali, R., (2004).Pesticides and oxidative stress: a review, Medical Sci-ence Monitor, 10: 141-147.

Parvez, S., Raisuddin, S., (2005).Protein carbon-yls: novel biomarkers of exposure to oxida-tive stress-inducing pesticides in freshwater fish Channapunctata(Bloch), Environmen-tal Toxicology and Pharmacology, 20: 112-117.doi: 10.1016/j.etap.2004.11.002

Schauer, R., (1982). Chemistry, metabolism, and biological functions of sialic acids, Advanc-es in Carbohydrate Chemistry and Biochem-istry, 40: 131-234.doi: 10.1016/S0065-2318(08)60109-2

Selvi, M., Sarıkaya, R., Erkoç, F., (2004). Acute behavioral changes in theguppy(Poecilia re-ticulata) exposed to temephos, GaziÜniver-sitesi Fen BilimleriDergisi, 17: 15-19.

Stegeman, J.J., Lech, J.J., (1991). Cytochrome P-450 Monooxygenase systems in aquatic spe-cies.carcinogen metabolism and biomarkers for carcinogen and pollutant exposure, Envi-ronmental Health Perspectives, 90: 101-109. doi: 10.2307/3430851

Sydow, G., (1985). A simplified quick method for determination of sialic acid in serum, Bi-omedicaBiochimicaActa, 44: 1721-1723.

Varki, N.M., Varki, A., (2007). Diversity in cell surface sialic acid presentations: implica-tions for biology and disease, Laboratory Investigation, 87: 851-857. doi: 10.1038/labinvest.3700656
Select your language of interest to view the total content in your interested language

Viewing options

Post your comment

Share This Article

Flyer image
journal indexing image
 

Post your comment

captcha   Reload  Can't read the image? click here to refresh