Bazı nanoparçacıkların subakut toksisitesi ve endokrin bozucu etkilerinin amfibi metamorfoz testi ile değerlendirilmesi
The evaluation of subacute toxicity and endocrine disrupting effects of some nanoparticles by amphibian metamorphosis test
Yazar: EREN ARSLAN
Danışman: PROF. DR. ABBAS GÜNGÖRDÜ
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Metal nanopartiküller = Metal nanoparticles

Özet:
Günümüzde nanomateryal kullanılan ve kullanılması öngörülen teknolojilerin sayısı hızla artmaktadır. Bu maddelerin olası olumsuz etkilerinin değerlendirilmesi için teknolojik kullanım ve üretim ile paralel olarak maddelerin toksik etkilerinin hızla ve eş zamanlı değerlendirilmesi zaruri hale gelmiştir. Bu çalışmada CeO2, Fe2O3, ZnO nanoparçacıklarını (NP) subletal konsantrasyonlarına (0.001-1 mg/L) maruz bırakılan metamorfoz dönemi kurbağa iribaşlarında, toksik ve endokrin bozucu etkiler değerlendirildi. Çalışmada Amfibi Metamorfoz Testinde öngörülen şekilde NP'lere 21 gün süreyle maruz bırakılan 51. evre Xenopus laevis iribaşlarıında gelişimsel ve biyokimyasal belirteç düzeyleri belirlendi. Belirtilen organizmalarda maruz kalma sonrası letalite düzeyi ve gelişim aşamaları, vücut, burun-vent ve arka bacak uzunlukları ölçüldü. Ayrıca, iribaşlarda glutatyon S-transferaz (GST), glutatyon redüktaz (GR), katalaz (CAT) karboksilesteraz, asetilkolinesteraz enzimlerinin aktiviteleri ile malondialdehit (MDA) ve tiroit hormon düzeyleri belirlendi. 
En düşük Fe2O3 NP konsantrasyonuna 21 gün süreyle maruz bırakılan iribaşlarda büyüme evresi açısından gerilik, yaş vücut ağırlığı bakımından ise artış belirlendi. 7 günlük Fe2O3 uygulamasında GST inhibisyonu ve MDA düzeyinde artış gerçekleşti. ZnO NP'lere maruz bırakılan iribaşlarda 1 mg/L konsantrasyonu gelişim geriliğene ve GST, GR ve CAT indüksiyonuna neden oldu. Test edilen hiçbir CeO2 NP konsantrasyonu letal değilken, 0.001 ve 1 mg/L CeO2 NP konsantrasyonları iribaşlarda sırasıyla arka bacak uzunluğunda artışa ve GR inhibisyonuna neden oldu. Belirtilen enzim aktivitelerinin indüksiyonu, organizmaların güvenli olmayan bir ortama maruz kalmaktan kaynaklanan stresle baş etmeye yönelik bir adaptasyonu olarak düşünülmektedir. Enzim inhibisyonunu ise NP'lerle veya neden oldukları reaktif oksijen türleri ile etkileşim nedeniyle olabilir. Elde edilen veriler ışığında, NP'lerin düşük konsantrasyonlarına uzun süreli maruziyetin iribaşlarda toksik ve endokrin bozucu etkilere neden olabileceği sonucuna varılabilir.

Abstract:
Today, the number of technologies that use nanomaterials and are predicted to be used is increasing rapidly. To evaluate the possible negative effects of these substances, it has become necessary to evaluate the toxic effects of the substances rapidly and simultaneously in parallel with technological use and production. In this study, toxic and endocrine-disrupting effects were evaluated in metamorphotic frog tadpoles exposed to sublethal concentrations (0.001-1 mg/L) of Fe2O3, ZnO CeO2 nanoparticles (NP). In the study, developmental and biochemical marker levels were determined in 51st stage Xenopus laevis tadpoles exposed to NPs for 21 days as predicted in the Amphibian Metamorphosis Test. Post-exposure lethality and developmental stages, body, nose-vent, and hind limb lengths were measured in the indicated organisms. In addition, the activities of glutathione S-transferase (GST), glutathione reductase (GR), catalase (CAT) carboxylesterase, acetylcholinesterase enzymes, and malondialdehyde (MDA) and thyroid hormone levels were determined in tadpoles.
In tadpoles exposed to the lowest Fe2O3 NP concentration for 21 days, retardation in the growth stage and increase in wet body weight was determined. In 7 days of Fe2O3 exposure, GST inhibition and MDA level were increased. In tadpoles exposed to ZnO NPs, a concentration of 1 mg/L caused growth retardation and induction of GST, GR, and CAT. While none of the CeO2 NP concentrations tested were lethal, the 0.001 and 1 mg/L CeO2 NP concentrations caused an increase in hind limb length and GR inhibition in tadpoles, respectively. The induction of the indicated enzyme activities is thought to be an adaptation of organisms to cope with stress from exposure to an unsafe environment. Enzyme inhibition may be due to interaction with NPs or the reactive oxygen species they cause. In the light of the data obtained, it can be concluded that long-term exposure to low concentrations of NPs may cause toxic and endocrine-disrupting effects in tadpoles.