Çinko oksit nanopartikülün tilapia (Oreochromis niloticus) balığında osmoregülasyon fizyolojisi üzerine etkileri
Effects of zinc oxide nanoparticle on osmoregulation physiology in tilapia fish (Oreochromis niloticus)
Yazar: FATİH AYDIN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. HASAN KAYA
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Su Ürünleri Temel Bilimleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Deniz Bilimleri = Marine Science ; Fizyoloji = Physiology ; Patoloji = Pathology

Özet:
Bu çalışmada iki farklı boyuttaki çinko oksit nanopartikülün (10-30 nm ve 100 nm) 1 ve 10 mg/L konsantrasyonlarına maruz bırakılan Tilapia (Oreochromis niloticus) balığında osmoregülatif ve iyonoregülatif tepkiler ile hedef dokularda doku hasarları (solungaç, böbrek, bağırsak) incelenmiştir. 14 gün süren çalışma sonucunda her iki nanopartikül konsantrasyonları da balıklarda akut toksik etkisi gözlenmezken, her iki partikül büyüklüğü ve konsantrasyonu da balık fizyolojisinde önemli değişimlere neden olmuştur.
Çalışmada ZnO-NP konsantrasyonlarına maruz bırakılan Tilapia balığında Na+, K+, ATPaz enzim aktivitesi sonuçlarının doku türüne, maruz kalma süresine, zamana ve partikül boyutuna bağlı olarak değişimler gösterdiği belirlenmiştir.   Özellikle küçük boyutlu 10 mg/L ZnO-NP konsantrasyonu  solungaç dokularında Na+, K+, ATPaz enzim aktivitesini inhibe etmiş, böbrek ve bağırsak dokusunda ise boyut, konsantrasyon ve süreye bağlı olarak azalmanın yanında artışlarda görülmüştür. İyonoregülatif değişimlerin belirlenmesi için alınan kan serum örneklerinde Na+ ve K+ iyonu küçük ve büyük boyutlu partikül konsantrasyonlarında 7 ve 14. günlerde kontrol grubu ile benzerlik görülürken (p>0,05) Ca+2 ile Cl- iyon değerlerinde özellikle büyük boyutlu ZnO-NP konsantrasyonları 7 ve 14. günlerde kontrol grubuna göre önemli artışlar göstermiştir (p<0,05). Ayrıca her iki konsantrasyon ve boyutların hedef organlarda çeşitli patolojik bulgulara neden oldukları görülmüştür. Bu bulgular, böbrekte; melanomakrofaj miktarında artış, tübül epitellerinde deformasyon, ve fokal nekrozlar, solungaçta hiperplazi, anevrizma, ve epitel ayrılma, bağırsakta ise hiperplazi, goblet hücrelerinde şişme ve villüs deformasyonlarıdır. Çalışmada elde edilen verilere göre solungaçlar küçük ve büyük boyutlu ZnO-NP'den iyon hasarı ile ilgili en çok etkilenen doku olarak görülürken en az etkilenen doku bağırsak olmuştur.  
Sonuç olarak, maruziyet sonrası meydana gelen değişimler her iki partikül boyutunun ve konsantrasyonlarının Tilapia balığında osmoregülatif ve iyonoregülatif bir toksikant olduğu, bununla birlikte hedef dokularda doku hasarlarına neden olduğu görülmüştür.

Abstract:
Tilapia (Oreochromis niloticus) were exposed to 1 and 10 mg/L concentrations of two different sizes of nanoparticle zinc oxide (ZnO) (10-30 nm and 100 nm) to evaluate osmoregulatory responses, ion regulations and their organ damages (kidney, gill, intestine). Although both of the NPs suspensions did not exhibit any significant acute toxicity within 14 days, particle size and concentration of both particles have led to significant changes in fish physiology.
In this study, it is found that Na+, K+, ATPase activity results of Tilapia fish that exposed to the ZnO NPs change with tissue type, time of exposure, time and particle size. Especially small size 10 mg/L concentration of ZnO-NPs inhibits the Na+, K+, ATPase activity in gill and were seen both of reduction and increase depending on size, concentration and time in kidney and intestine. In the blood serum samples to determine the ionoregulatory it is observed that Na+ and K+ ions are similar with control group in small and big sized particle concentrations for 7 and 14 days (p>0,05) Ca+2 and Cl- ion results showed significant increase compared to the control group in especially big sized ZnO-NPs concentrations for 7 and 14 days (p>0,05). In addition, it is seen both the concentration and size cause various pathologic findings on target organ.  These findings are increasing of melanomacrophages aggregates, tubular deformations and necrosis in the kidney; hyperplasia, aneurysms, and epithelial liftings in the gills; hyperplasia, swelling of goblet cells, villus deformations in the intestine. According to results in study whereas gill is the most affected organ, intestine is the least affected tissue associated with ion damage from small and large sized ZnO NPs. As a summary, both sizes of the particles have led to organ damage, osmoregulatory changes in fish.