Çeşitli pestisitlerin Oreochromis niloticus'ta neden olduğu histopatolojik etkiler ve bu etkilerin ışık ve elektron mikroskopları ile değerlendirilmesi
The histopathological effects of some pesticides on Oreochromis niloticus and determination of these effects with light and electron microscopes
Yazar: PELİN UĞURLU
Danışman: PROF. DR. ELİF İPEK SATAR
Dicle Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Toksikoloji = Toxicology ; Çevre kirleticiler = Environmental pollutants ; Çevresel etki değerlendirme = Environmental impact assesment

Özet:
Pestisitler başta zirai mücadele olmak üzere birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak önemli yararları olan bu maddelerin birçok zararlı yönleri de bulunmaktadır. Pestisitler kullanıldıkları alanlardan ve üretildikleri tesislerden çeşitli yollarla doğal ortamlara ulaşarak, ekolojik problemlere yol açmaktadır. Bu nedenle doğal ortamlara bulaşan kirleticilerin, bu ortamlarda yaşayan organizmalar üzerinde ne tür etkiler yapabileceğini bilmemiz gerekmektedir. 
Pestisitlerin organizmalar üzerindeki etkilerinin araştırılmasında çeşitli yöntemler kullanılmaktadır. Bu yöntemler içerisinde en iyi sonuç veren, ortam koşullarına benzer şartlarda uygulanan toksikolojik testlerdir. Uygulanan toksikolojik testler sonucunda elde edilen sonuçlar analiz edilir ve pestisitlerin canlılar üzerindeki olumsuz etkileri belirlenir. Dolayısıyla bu olumsuz etkilere karşı gerekli önlemler alınabilir. 
Organların ultrasütrüktürel ve histopatolojik incelemeleri çevresel risk değerlendirme çalışmalarında biyobelirteç olarak sıklıkla kullanılırlar. Çevresel kirleticilerin yapısal-fonksiyonel ilişkiler üzerindeki etkisi şiddetli olabilir. Pestisitler gibi kirleticiler bu ilişkiyi bir arada tutan hassas dengeye zarar verebilir. Bu bağlamda canlıların organlarında meydana gelen ultrasütrüktürel yanıtlar organizmaların sağlık durumunu ve çevresel kirleticilerin canlıda meydana getirdiği etkileri belirlemek için önemli ve kullanışlı bir araçtır. 
Sucul sistemlerde balıklar genellikle bu sistemlerde meydana gelen çevresel kirleticilerin etkisini belirlemede sıklıkla kullanılırlar. Elektron mikroskobik araştırmalar; analitik veya kimyasal metotlarla belirlenemeyen çok düşük konsantrasyonlardaki kirleticilerin ve bilinmeyen bir olay neticesinde günler ya da haftalar sonra ortaya çıkan kötü su kalitesi durumlarından kaynaklanan metabolik bozulmaların teşhisinde etkili bir şekilde kullanılmaktadır. Canlılarda meydana gelen ultrasütrüktürel ve sitopatolojik yanıtlar çevresel kirlenmeyi belirlemek için kullanışlı olan kimyasalların çevresel etkilerini belirlemek için yeterince hassastırlar. Histopatolojik ve ultrasütrüktürel etkiler de dahil olmak üzere hücresel biyobelirteçler canlının iç kimyasında meydana gelen biyokimyasal etkiler ile bireysel ya da popülasyonda meydana gelen etkiler arasında önemli bir bağlantı sağlamaktadır. Bu tür yanıtlar tipik olarak davranış değişikliklerinden önce meydana gelirler ve büyüme ya da üreme parametrelerinden daha hassastırlar. Ayrıca bütünleştirici parametreler olarak tek bir biyokimyasal yanıtın değerlendirilmesinden, bir canlının sağlık durumu hakkında, daha fazla bilgi verirler. 
Bu çalışmanın amacı, Carbaryl, Diazinon, lamda-cyhalothrin ve Atrazine standartlarına maruz bırakılan Oreochromis niloticus bireylerinin organ (solungaç, karaciğer, böbrek) ve gonad (testisler) histolojisinde meydana gelen değişiklikleri ışık ve elektron mikroskoplarıyla ayrıntılı bir şekilde saptamaktır.
Çalışmanın ilk aşamasında canlılar adı geçen pestisitlerin belli konsantrasyonlarına 21 gün süresince maruz bırakılmış ve canlı dokularında meydana gelen histopatolojik değişiklikler ışık mikroskobuyla belirlenmiştir. Daha sonra ultrasütrüktürel ve sitopatolojik değişiklikler Geçirimli (TEM) ve Taramalı (SEM) elektron mikroskoplarıyla incelenmiştir.
Çalışma sonucunda etkisine baktığımız bütün pestisitlerin O. niloticus bireylerinin dokularında hem histopatolojik hem de sitopatolojik değişiklikler meydana getirdiği gözlenmiştir. Pestisitler arasında en fazla ve hızlı patolojik etkiyi Lambda-cyhalothrin göstermiştir. Ayrıca maruz kalmış canlılarda meydana gelen patolojik değişimlerin çoğunun metabolik savunma tepkileri olduğu belirlenmiştir. Pestisitlerin konsantrasyona bağlı olarak, maruziyet süresi arttıkça canlılarda gözlenen patolojilerin şiddeti paralel olarak artmıştır. Yaptığımız çalışmalar sonucunda sitopatolojik değişimlerin histopatolojik ve ultrasütrüktürer patolojilerden önce meydana geldiği gözlenmiştir. Çalışmamız için seçtiğimiz balık organları bir kirleticinin etkisinin belirlenmesinde uygun biyobelirteçler olarak önerilebilir. Buna ek olarak çalışmamız sırasında elektron mikroskoplarının kirleticilerin erken etkilerinin belirlenmesinde oldukça kullanışlı oldukları gözlenmiştir. Ancak kirleticilerin daha erken etkilerini belirlemek için daha ayrıntılı, moleküler ve gen ekspresyonu düzeyinde, araştırmaların yapılması ihtiyacı olduğu düşünülmektedir.

Abstract:
Pesticides are widely used in many area but mainly in agricultural combat. However these compounds, which have significant advantages, they also have many harmful effects on the environment. Pesticides cause ecological problems by reaching natural environments from the places where they are used or produced. Therefore, we should know the possible effects of the pollutants which contaminate the natural environments on organisms living in those environments.
Several methods are used to determine the effects of pesticides on organisms. In these methods, the toxicological tests applied in similar conditions give the best results. The results that gained from toxicological tests are analized and the adverse effects of pesticides on organisms are determined. So necesary measures against these adverse effects can be applied.
The ultrastructural and histopathological investigation of organs has been widely used as a biomarker in Environmental Risk Assessment studies. The impact of environmental pollutants on the form-function relationship can be severe. Pollutants such as pesticides can easily disrupt the fragile thread which keeps this relationship intact. In this regard, ultrastructural reponses in the organs of living organisms are important and useful tools to determine the health condition and the effects of pollutants on the organisms.   
In the aquatic enviroments, fish is usually regarded as organisms of choice for assessing the effects of environmental pollution on aquatic ecosystems. Electron microscopic investigations can therefore effectively contribute to diagnosis of metabolic disturbances resulting either from low concentrations of contaminants which are not normally detected by standart chemical or analytical methods or from poor water quality conditions which ocur days or weeks after an uncertain event .Ultrastructural and cytopathological responses are sensetive enough to indicate early effects on the organisms to low concentrations of chemicals which makes them potentially useful biomarkers to assess environmental pollution. Cellular biomarkers including histopathological and ultrastructural effects represent an intermadiate level of biological organization between lower-level biochemical effects and higher-level individual and population effects. These types of responses typically ocur earlier than behavioral changes and are sensitive than growth or reproductive parameters and integrative parameters, provide a beter evaluation of organism health than a single biochemical response.
The aim of this study is to determine possible alterations in organ (gills, liver, kidney) and gonad (testis) histology of Oreochromis niloticus individuals exposed to certain concentrations of Carbaryl, Diazinon, Lambda-cyhalothrin and Atrazine standarts with light and electron microscopes.
At the first step of the study, the fish were exposed to certain concentrations of pestisdes mentioned before for 21 days and the histopatological alterations occuring in the tissues of organisms were determined by light microscope. Afterwards, ultrastructural and cytopathological changes were investigated by Scanning and Transmission Electron Microscopes (SEM and TEM). 
At the end of the study, it was observed that all pesticides which we evaluated their effects caused both histopathological and cytopathological changes in the tissues of O. niloticus individuals. Among the evaluated pesticides, Lambda-cyhalothrin showed the fastest and the most severe pathological effects. Also, it has been determined that the most of the pathological changes in the exposed organisms are the metabolic defensive reactions. Depending on the pesticide concentration, as the exposure time increased, the severity of the pathologies observed in living organisims increased in parallel. As a result of our studies, it was observed that cytopathologic changes occurred before histopathologic and ultrastructural pathologies. The fish organs which we have chosen for our work can be suggested as suitable biomarkers in determining the effect of a pollutant. In addition, during our study, it was observed that electron microscopes were very useful in determining early effects of pollutants. However, it is thought that more detailed studies, at molecular and gene expression levels, are needed to determine the earlier effects of pollutants.