Fenantren ve fluoranten poliaromatik hidrokarbonlarının tek ve kombine toksik etkilerinin Gammarus pulex'de belirlenmesi
Determination of single and combined toxic effects of phenanthrene and fluoranthene polyaromatic hydrocarbons in Gammarus pulex
Yazar: TANER DERMAN
Danışman: PROF. DR. NURAN CIKCIKOĞLU YILDIRIM ; DOÇ. DR. OSMAN SERDAR
Munzur Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Polisiklik aromatik hidrokarbonlar (PAH'lar) havada, suda ve toprakta yaygın olarak bulunan organik bileşiklerdir. Günümüzde petrol türevi yakıtlardan ve tamamlanmamış yanma işlemlerinden elde edilen PAH'ların çevre üzerindeki miktarı giderek artmaktadır. Sucul ortamda omurgasızlar dahil suda yaşayan organizmalarda PAH toksisiteleri, biyobirikim özellikleri, endokrin bozulması ve dokuya özgü toksisite dahil olmak üzere PAH'ların toksisitesinin önemi ortaya çıkmıştır. Bu yönlerle ilgili olarak PAH'ların toksisitesinin belirlenmesi amacıyla Florantenler (Flu) ve Fenantren (Phe) PAH maddelerinin tek tek ve birlikte etkisinin sucul indikatör bir organizma olan Gammarus pulex üzerindeki nörotoksik, oksidatif stres ve maruz kalma etkisi nicel olarak belirlenmiştir. Bu amaçla öncelikle Flu, Phe ve Flu + Phe akut toksite (LC50) değeri sırasıyla 5,88 ± 0,23, 8,31 ± 0,57 ve 7,00 ± 0,33 mg/L olarak belirlenmiştir. G. pulex organizma bireyleri belirlenen LC50 değerine oranla sublethal konsantrasyonlarına 14 gün süreyle maruz bırakılarak nörotoksik (Asetilkolinesteraz), oksidatif stres (Glutatyon S-Transferaz) ve maruz kalma etkisi (Sitokrom P450) belirlenmiştir.
G. pulex model canlısında asetilkolinesteraz (AChE) enzim düzeyleri kontrol grubu ile kıyaslandığında 7 ve 14 günün sonunda istatistiksel olarak anlamlı düzeyde inhibisyon gözlenmiştir. Sitokrom P450 (CYP1A1) maruz kalma etkisi kontrol grubu ile kıyaslandığında ise 7. günün sonunda tüm uygulama gruplarında istatistiksel olarak anlamlı düzeyde bir değişim gözlenmemiş olup 14. günün sonunda ise kontrol grubu ile kıyaslandığında CYP1A1 enzim düzeylerinde istatistiksel olarak anlamlı düzeyde artış olduğu saptanmıştır. Glutatyon S-Transferaz (GST) enzim aktiviteleri kontrol grubu ile kıyaslandığında 7 ve 14 gün maruz bırakma sonucunda gruplar arasında anlamlı düzeyde bir inhibisyon gözlenmiştir.
Yapılan bu çalışma ile Phe ve Flu PAH'larına farklı konsantrasyonlarına tek tek ve kombine olarak maruz bırakılan G. pulex'te biyotransformasyon enzimleri olan (CYP1A1, GST) ve nörotoksisitenin bir biyobelirteçi olan (AChE) enzim seviyelerinde istatistiksel olarak önemli değişikliklere yol açtığı, kullanılan biyobelirteçlerden CYP1A1, GST ve AChE'nın yararlı birer biyobelirteç olduğu sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are organic compounds commonly found in air, water, and soil. Today, the amount of PAHs obtained from petroleum-derived fuels and incomplete combustion processes in the environment is increasing. The importance of PAHs toxicity in aquatic organisms, including invertebrates, has emerged, including PAH toxicities, bioaccumulation properties, endocrine disruption, and tissue-specific toxicity. Regarding these aspects, in order to determine the toxicity of PAHs, the neurotoxic, oxidative stress and exposure effects of Floranthens (Flu) and Phenantrene (Phe) PAHs individually and together on Gammarus pulex, an aquatic indicator organism, were determined quantitatively. For this purpose fistly, Flu, Phe and Flu + Phe acute toxicity (LC50) values were determined as 5.88 ± 0.23, 8.31 ± 0.57 and 7.00 ± 0.33 mg/L, respectively. Neurotoxic (Acetylcholinesterase), oxidative stress (Glutathione S-Transferase) and exposure effect (Cytochrome P450) were determined by exposing G. pulex organism individuals to sublethal concentrations for 14 days in proportion to the determined LC50 value.
When acetylcholinesterase (AChE) enzyme levels were compared with the control group, a statistically significant inhibition was observed at the end of 7 and 14 days in G. pulex model animals. When the exposure effect of cytochrome P450 (CYP1A1) was compared with the control group, no statistically significant change was observed in all application groups at the end of the 7th day, and at the end of the 14th day, a statistically significant increase was found in the CYP1A1 enzyme levels when compared to the control group. When Glutathione S-Transferase (GST) enzyme activities were compared with the control group, a significant inhibition was observed between the groups after 7 and 14 days of exposure.
In this study, it was determined that G. pulex exposed to different concentrations of Phe and Flu PAHs individually or in combination, caused statistically significant changes in the enzyme levels, which are biotransformation enzymes (CYP1A1, GST) and a biomarker of neurotoxicity (AChE). It was concluded that biomarkers CYP1A1, GST and AChE are useful biomarkers.