Sucul sistem canlılarında organoklorlu pestisitlerin analizi ve antioksidan enzim aktivitelerinin biyogösterge amaçlı uygulanması
Analysis of organochlorinated pesticides in living organisms of aquatic system and application of antioxidant enzyme activities as biomarkers
Yazar: MELİS KARACA
Danışman: DOÇ. DR. HİLMİ ORHAN
Ege Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Toksikoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Antioksidanlar = Antioxidants ; Balıklar = Fishes ; Biyobelirteçler = Biomarkers ; Büyük Menderes Nehri = Great Menderes River ; Büyük Menderes havzası = Great Menderes basin ; Gen ifadesi = Gene expression ; Pestisitler = Pesticides ; Sazan balıkları = Carps ; Sazangiller = Cyprinidae ; Çevresel zehirlere maruz kalış = Environmental exposure

Özet:
Ege Bölgesi ve ülkemizin en büyük akarsularından biri olan Büyük Menderes nehri havzası boyunca organoklorlu pestisit kirliliğinin boyutları ve söz konusu kirliliğin sazan balıklarında (Cyprinus carpio) enzim aktivitesindeki olası değişimler yoluyla izlenip izlenemeyeceği araştırılmıştır. Bu amaçla havza boyunca seçilen 3 istasyondan sağlanan sazanların karaciğer dokusunda toplam 17 adet pestisit türevinin miktarı ölçülmüş, aynı zamanda glutatyon S-transferaz (GST), süperoksit dismutaz (SOD), glutatyon peroksidaz (GPx) ve katalaz (CAT) enzimlerinin fenotipik aktiviteleri belirlenmiştir. Aynı enzimlerden sazanda gen dizilimi açıklanmış olan GST, SOD ve aktivitesi ölçülmeyen CYP1A izoziminin gen transkripsiyon düzeylerinde değişiklik olup olmadığı incelenmiştir. Aynı dokuda elde edilen pestisit konsantrasyonu ve enzim aktiviteleri ilişkisi analiz edilmiş, ayrıca referans ?temiz? bölge, endüstriyel kirlilik bölgesi ve tarımsal aktivite bölgesi olarak öngörülen 3 istasyondan elde edilen sonuçlar karşılaştırmalı yorumlanmıştır. OCP türevleri gaz kromatografisi-elektron yakalayıcı deteksiyon sistemi (GC-ECD) ile, enzim aktiviteleri ise double beam spektrofotometrede kinetik analiz ile belirlenmiştir. Söz konusu pestisitlerin büyük çoğunluğu yasaklanmış olmasına karşın daha önceki dönemde kullanılanların kendileri ve/veya metabolitleri halen canlı dokularda belirlenmiştir. Genel olarak en kirli bölge, endüstri bölgesi olan Sarayköy bölgesidir. Aynı bölgede enzim aktiviteleri de diğer istasyonların ortalama 4-5 katı düzeyde bulunmuştur. Buna karşın GST, SOD ve CYP1A enzimlerinin gen ekspresyon düzeyleri referans bölgeye kıyasla Sarayköy ve tarım bölgesi Söke'den örneklenen balıklarda baskılanmış olarak bulunmuştur. İlginç olarak referans bölge olduğu düşünülen Işıklı Gölü örneklerinin öngörüldüğü kadar temiz? olmadığı, diğer iki istasyon kadar olmasa da yine de önemli düzeyde pestisit kalıntısı içerdiği bulunmuştur. Ayrıca bu istasyonda yapılan ana madde/metabolit analizleri, diğer iki istasyondan farklı olarak yasaklanmış bazı pestisitlerin yakın dönemde kullanıldığını göstermektedir.Sonuçlarımız antioksidan enzim aktivitelerinin ve gen ekspresyon düzeylerinin OCP maruziyeti ile önemli derecede değiştiğini ve bu maruziyetin biyogöstergesi olarak kullanılabileceklerini göstermektedir. Ayrıca bu bölgede yakalanan balıkları tüketen insanlarda OCP maruziyetinin risk analizi yapıldığında maruz kalınabilecek miktarların toksikolojik risk sınırlarının altında kaldığı bulunmuştur.

Abstract:
It has been investigated whether environmental organochlorine pesticides pollution can be monitored by changes in enzyme activities in carp (Cyprinus carpio) in Büyük Menderes river basin, which one of the biggest river of Ege Region and also Turkey. In order to accomplish this, total 17 pesticide congeners have been measured in liver of carps obtained 3 stations, as well as phenotypic activities of glutathione S-transferase (GST), superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPx) and catalase (CAT) have been determined. The possible changes in gene expression levels in GST, SOD and also CYP1A, which gene sequences in carp is known, has also been investigated. The association between pesticide concentration and enzyme activities in the same tissue was analyzed, and both concentrations and activities obtained from stations supposed reference ?clean? site, industrialized site, and agricultural site have been compared between stations. OCP congeners have been measured by gas chromatography-electron capture detection (GC-ECD), and enzyme activities have been determined by kinetic analysis in double beam spectrophotometer. Although all analyzed pesticides have been banned previously, directly parent or metabolite compound(s) were detected in tissues. The most polluted area is in general was Sarayköy region. The enzyme activities in the same region have been found 4-5 fold higher compared to the other two stations. On the other hand, gene expression levels in Sarayköy and also in agriculture region Söke have been found to be suppressed compared to reference station. Interestingly, Işıklı Lake, which supposed to be the reference site, have been found not ?clean?, and contains significant levels of pesticides although lower than the other stations.In addition, the parent compound/metabolite analyses in this stations revealed that several banned pesticides have been used very recently here, differently than the other two stations.Our results confirmed that antioxidant enzyme activities and gene expression levels have been changed significantly with OCP exposure, and can be utilized as biomarkers of exposure. In addition, when we analyzed the risk of OCP in people who consume those fishes, it has been found that the quantities by possible exposure are under the toxicological risk limits.