Termik santral civarında yetiştirilen koçlardaki ağır metal düzeyleri ile bazı üreme özellikleri, oksidatif stres ve testiküler apoptozis arasındaki ilişkinin araştırılması
Investigation of the relationship between heavy metal levels and several reproductive characteristics, oxidative stress and testicular apoptosis in rams grown around thermal power plants
Yazar: SERKAN ALİ AKARSU
Danışman: PROF. DR. GAFFARİ TÜRK
Fırat Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Dölerme ve Suni Tohumlama Ana Bilim Dalı​
Derece: Doktora, 2020
Konu: Veteriner Hekimliği = Veterinary Medicine
Dizin: Apoptozis = Apoptosis ; Ağır metaller = Heavy metals ; Koçlar = Rams ; Oksidatif stres = Oxidative stress ; Sperm = Spermatozoa ; Termik santraller = Thermal power plants ; Testis = Testis ; Veteriner hekimlik = Veterinary medicine ; Üreme performansı = Reproductive performance

Özet:
Bu çalışmada termik santrale uzak ve yakın bölgelerde yetiştirilen koçların serum ve testis dokularındaki ağır metal düzeyleri, serum steroid hormon düzeyleri, epididimal spermatolojik özellikleri, doku oksidatif stres belirteçleri, testis histolojisi ve testiküler apoptozis düzeyindeki değişikliklerin araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla Afşin-Elbistan Termik Santrali'ne uzak [250 km yarıçap uzaklığı, Grup 1 (kontrol), n=25], orta düzeyde yakın (20 km yarıçap uzaklığı, Grup 2, n=25) ve en yakın (10 km yarıçap uzaklığı, Grup 3, n=25) bölgelerde doğup büyüyen toplam 75 adet 12-15 aylık Akkaraman koç kullanıldı. Kesim için mezbahaya getirilen hayvanlardan kan ile testis ve epididimis dokuları alındı. Kan ve testiste ağır metal düzeyleri, serum testosteron, östradiol ve DHEAS düzeyleri, testiküler ve kauda epididimal oksidatif stres düzeyleri, kauda epididimal spermatolojik parametreler, testiküler histopatolojik ve apoptotik değişimler incelendi.
Tüm gruplarda serum Cd, Hg ve Pb düzeyleri minimum ölçüm değerinin altında kaldı. Grup 2 ve 3'deki hayvanların serum Al, Cr, As, Ag ve Sn düzeyleri Grup 1'e oranla önemli derecede daha yüksekti (P<0,01; P<0,001). Grup 1'in serum Cu düzeylerinin ise diğer gruplara oranla daha yüksek olduğu gözlendi (P<0,001). Grup 2 ve 3'deki testis dokusu Al, V, Ni, Ag ve Cd (P<0,05; P<0,001) düzeyleri Grup 1'e oranla daha yüksekti. Testiküler Cr, As ve Pb düzeyleri sadece Grup 3'de anlamlı derecede daha yüksek bulundu (P<0,01; P<0,001). Testis dokusu Hg düzeyi Grup 1 ve 2'de minimum ölçüm değerinin altında kalırken, Grup 3'de ise 430,83±156,15 ppb olarak tespit edildi. Testiküler Cu ve Zn seviyesi Grup 1 ile karşılaştırıldığında Grup 2 ve 3'de önemli derecede düşüktü (P<0,01; P<0,001).
Serum DHEAS düzeyleri tüm gruplarda minimum tespit edilebilir değerin altında idi. En düşük serum testosteron düzeyi Grup 3'de tespit edildi. Grup 1'e kıyasla anlamlı derecede en yüksek testiküler (P<0,01) ve kauda epididimal (P<0,05) MDA düzeyi Grup 3'de tespit edilirken, aynı dokulardaki anlamlı derecede en düşük GPx düzeyi de Grup 3'de saptandı (P<0,05; P<0,001). Testis dokusu KAT aktiviteleri bakımından, Grup 1 ile karşılaştırıldığında Grup 2 ve 3'de istatistiki bir azalma gözlendi (P<0,001). Grup 1 ile karşılaştırıldığında, Grup 3'de spermatozoon yoğunluğu açısından istatistiki bir azalma (P<0,001), Grup 2 ve 3'de de ölü spermatozoon oranı bakımından istatistiki bir artış (P<0,01) saptandı. 
Histopatolojik olarak Grup 2 ve 3'de STÇ ve GHTK'da bir azalmanın olduğu (P<0,001), bazı tubullerde spermatogenezisin duraksadığı ve özellikle Grup 3'de hipoplazinin bir göstergesi olan çok çekirdekli sinsitiyal hücre oluşumlarının varlığı tespit edildi. Öte yandan Grup 1 ile kıyaslandığında Grup 3'de Bax apoptotik protein ekspresyon düzeyi ile Bax/Bcl-2 oranında istatistiki bir artış tespit edildi (P<0,05). 
Sonuç olarak, termik santrale yakın bölgelerde doğup büyüyen koçların testis dokularındaki ağır metal birikimlerine bağlı olarak endokrin ve ekzokrin reprodüktif potansiyellerinin açık bir şekilde zarar gördüğü kanısına varıldı.

Abstract:
In this study, it was aimed to investigate the changes in heavy metal levels in serum and testicular tissue, and serum steroid hormone levels, epididymal spermatological characteristics, tissue oxidative stress markers, testicular histology and testicular apoptosis level in rams raised in remote and near regions of the thermal power plant. For this purpose, a total of 75, 12-15 months old, Akkaraman rams, which were born and grown in regions far from [250 km radius distance, Group 1 (control), n = 25], near at medium level (20 km radius distance, Group 2, n = 25) and the nearest (10 km radius distance, Group 3, n = 25) to Afşin-Elbistan Thermal Power Plant, were used. The blood along with testis and epididymis tissues were taken from the animals brought to the abattoir for slaughter. Heavy metal levels in the blood and testicles; testosterone, estradiol and DHEAS levels in serum; testicular and cauda epididymal oxidative stress levels; cauda epididymal spermatological parameters; testicular histopathological and apoptotic changes were examined.
Serum Cd, Hg and Pb levels remained below the minimum detectable value in all groups. Serum Al, Cr, As, Ag and Sn levels of animals in Groups 2 and 3 were significantly higher than Group 1 (P <0.01; P <0.001). Serum Cu levels of Group 1 were observed being higher than the other groups (P <0.001). The testicular tissue levels of Al, V, Ni, Ag and Cd (P <0.05; P <0.001) in Groups 2 and 3 were higher than Group 1. Testicular Cr, As and Pb levels were found significantly higher only in Group 3 (P <0.01; P <0.001). While testicular tissue Hg level remained below the minimum detectable value in Groups 1 and 2, it was determined as 430.83±156.15 ppb in Group 3. Testicular Cu and Zn levels were significantly lower in Groups 2 and 3 compared to Group 1 (P <0.01; P <0.001).
Serum DHEAS levels were below the minimum detectable value in all groups. The lowest serum testosterone level was determined in Group 3. Compared to Group 1, the significantly higher testicular (P <0.01) and cauda epididymal (P <0.05) MDA level was determined in Group 3, whereas the significantly lower GPx level in the same tissues was found in Group 3 ( P <0.05; P <0.001). In terms of testicular tissue CAT activities, a statistical decrease was observed in Groups 2 and 3 compared to Group 1 (P <0.001). Compared to Group 1, there was a statistical decrease (P <0.001) in Group 3 in terms of spermatozoon density and a statistical increase (P <0.01) in Groups 2 and 3 with regard to dead spermatozoon ratio.
Histopathologically, it was determined that there was a decrease in DST and GCLT (P <0.001), arrest in spermatogenesis in some tubules in Groups 2 and 3, multi-core syncytial cell formations, which are an indicator of hypoplasia, especially in Group 3. On the other hand, compared to Group 1, there was a statistically significant increase in Bax apoptotic protein expression level and Bax/Bcl-2 ratio in Group 3 (P <0.05).
As a result, it was concluded that the endocrine and exocrine reproductive potentials of rams born and grown in region close to the thermal power plant were clearly damaged due to heavy metal accumulations in their testicular tissues.