Subletal pfos (perflorooktan sülfonat)'un tatlı su ıstakozu (Astacus leptodactylus Eschscholtz, 1823) üzerine etkilerinin belirlenmesi
Determination of the sublethal effects of pfos (perfluorooctane sulfonate) on narrow-clawed crayfish (Astacus leptodactylus Eschscholtz, 1823)
Yazar: NESLİ BELEK
Danışman: PROF. DR. AYSEL ÇAĞLAN GÜNAL
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Su Ürünleri = Aquatic Products
Dizin: Histopatoloji = Histopathology ; Istakoz = Lobster ; Oksidatif stres = Oxidative stress

Özet:
Perflorooktan sülfonat (PFOS), yüksek kalıcılığı ile önemli derecede biyoakümülasyon ve biyomagnifikasyon özelliklerine sahip endüstriyel bir kalıcı organik kimyasaldır. Bu çalışmanın amacı subletal PFOS' un sucul omurgasız organizma tatlı su ıstakozu (Astacus leptodactylus Eschsholtz 1823) üzerine etkilerini ortaya çıkarmaktır. Ana deneyin subletal konsantrasyonlarına karar vermek için probit analizi ile 96 saatlik LC50 değeri 48,81 mg/L (34,19-63,68 mg/L) olarak belirlenmiştir. Deney grupları; solvent kontrol (DMSO, dimetilsülfoksit), kontrol grubu ve 96 saatlik LC50 PFOS konsantrasyonunun 1/10 (5 mg/L) ve 1/100 (0,5 mg/L) üne laboratuvar koşullarında 48 saat, 7 ve 21 gün süreyle maruz kalan tatlı su ıstakozları olmak üzere dört gruptan oluşmuştur. 48 saat, 7 ve 21 günlük 0,5 ve 5 mg/L PFOS'a maruz kaldıktan sonra tatlı su ıstakozlarında toplam hemosit sayıları azalmıştır ve hemolemf toplam antioksidan statü (TAS) değerleri artmıştır (p<0,05).  Toplam oksidatif stres (TOS) düzeyleri 5 mg/L PFOS'a maruziyette önemli düzeyde artmıştır (p<0,05). Kas dokusu SOD ve GPx düzeyleri değişmezken (p>0,05), CAT enzim düzeyleri 48 saat ve 7.günde istatistik olarak önemli düzeyde artmış 21. günde kontrol düzeylerine dönmüştür. Hepatopankreas dokusunda GPx ve CAT aktiviteleri azalırken, SOD aktivitesi artmıştır (p<0,05). Solungaç dokusunda SOD aktivitesi her iki konsantrasyonda ve CAT aktivitesi 5 mg/L PFOS maruziyetinde azalmış, GPx aktivitesi ise her iki konsantrasyonda da 48 saat ve 7. günde artarken 21. günde kontrol değerlerine dönmüştür. Hepatopankreas ve solungaç dokularında histopatolojik değişiklikler tespit edilmiştir. Solungaç dokularında deformasyonlar, epitel hiperplazi ve hemositik infiltrasyon ve hepatopankreasta tubüler dejenerasyonlar, tubül kaybı, nekroz ve lezyonlar başlıca kaydedilen değişikliklerdir. Sonuç olarak PFOS' un subletal konsantrasyonları tatlı su ıstakozları üzerinde toksik etkilere sahiptir ve histolojik olarak doku hasarına neden olur. Bu bulgular tatlı su ekosistemlerinde PFOS' un toksikolojik olarak erken etkilerini anlamada yardımcı olmaktadır. Ayrıca Astacus leptodactylus'un sucul türler arasında toksikoloji çalışmalarında hemolemf bulguları ile enzim aktivitelerindeki farklılıklar ve histopatolojik değişikliklerin incelenmesinde uygun bir model olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
Perfluorooctane sulfonate (PFOS) is an industrial persistent organic chemical with significant bioaccumulation and biomagnification properties with high persistence. The purpose of this study was to reveal the toxic effects of the sublethal PFOS on aquatic invertebrate organism, narrow-clawed crayfish (Astacus leptodactylus Eschscholtz, 1823).  The 96 h LC50 value was determined as 48.81 mg/L (34.19-63.68 mg/L) with probit analysis to decide sublethal concentrations of the main experiment. The experimental design was formed as four groups as solvent control (DMSO, dimethylesulphoxide), non-treated control group and 1/10 (5 mg/L) and 1/100 (0.5 mg/L) of 96 h LC50 of PFOS and crayfishes were exposed for 48h, 7 and 21 days in the laboratory conditions. Total haemocyte counts (THCs) were decreased and haemolymph total antioxidant status (TAS) values were increased (p<0.05) after the exposure of 0.5 and 5 mg/L PFOS for 48h, 7d and 21d. Haemolymph total oxidative stress (TOS) levels were significantly increased at 5 mg/L PFOS (p<0.05). Catalase (CAT) activities were increased at both concentrations after 48h and 7d and then returned back to control levels after 21d whereas superoxide dismutase (SOD) and glutathione peroxidase (GPx) activities did not change in muscle tissue (p>0.05). GPx and CAT activities were decreased but SOD activity was increased in hepatopancreas (p<0.05). SOD activity at both concentrations and CAT activity at 5 mg/L PFOS exposure were decreased in gill tissue while GPx activity was increased at both concentrations of 48h and 7d and returned to control values on the 21d of exposure. Histopathological alterations were detected in hepatopancreas and gill tissues. Deformations, epithelial hyperplasia and hemocytic infiltration in the gill tissues and tubular degenerations, tubule loss, necrosis and lesions in hepatopancreas were the major recorded alterations. As a result, the sublethal concentrations of PFOS has toxic effects on crayfish and histologically causes tissue damage. These findings helped us to understand the early toxicological effects of PFOS in freshwater ecosystems. Also, it could be concluded that Astacus leptodactylus is a reasonable model for examining histopathological alterations and differences in enzyme activities together with the haemolymph findings in toxicology studies among aquatic species.