تاثیر اندازه و غلظت های متفاوت میکروپلاستیک پلی استایرن بر هیستوپاتولوژی ماهی کاراس طلایی (Carassius auratus)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه تولید و بهره برداری آبزیان، دانشکده شیلات و محیط زیست، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.

2 مرکز تحقیقات بهداشت محیط، دانشگاه علوم پزشکی گلستان، گرگان، ایران.

3 گروه رزین و افزودنی‌ها، پژوهشگاه رنگ، تهران، ایران.

4 گروه محیط زیست، دانشکده شیلات و محیط زیست، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.

5 گروه شیلات، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

چکیده

امروزه حضور میکروپلاستیک ­ها در اکوسیستم ­های آبی به عنوان چالش جدی آبزیان مطرح می­ باشد. در این تحقیق تجمع میکروپلاستیک­ های پلی ­استایرن (PS-MPs) در کبد و روده­ی ماهی کاراس طلایی محاسبه و اثرات سمی آن بر عوارض بافتی این اندام ­ها بررسی شد. تعداد 231 عدد ماهی مولد سالم با متوسط وزنی 2/41±18/55 گرم جهت انجام آزمایش­ ها انتخاب شد. میکروپلاستیک ­ها در دو محدوده اندازه (μm) 0/25 و 8 با دو عملکرد متفاوت (فلئورسنت و غیر فلئورسنت) سنتز شدند. آزمایش ­ها در دو مرحله انجام شد، در ابتدا بعد از دوره­ی آداپتاسیون، 63 عدد ماهی در غلظت ثابت (PS-MPs) µg/L 300 از هر دو اندازه­ی (μm) 0/25 و 8 (PS-MPs) فلئورسنت، قرار گرفتند. نمونه ­برداری از بافت کبد و روده در مدت زمان 7 روز صورت گرفت و از نمونه­ ها با استفاده از میکروسکوپ فلئورسنت تصویر برداری شد. سپس 168 عدد ماهی به مدت 28 روز در معرض میکرو­پلاستیک ­های غیر فلئورسنت با غلظت­ های متفاوت ( ppm5، 0/5، 0/05، 0) جهت تعیین عوارض هیستوپاتولوژیک، قرار گرفته و به روش بافت­ شناسی روتین بررسی شدند. نتایج نشان داد هر دو اندازه از این ذرات قابلیت تجمع در بافت کبد و روده را دارند. با بررسی آسیب شناسی بافت کبد عوارض متفاوتی مانند خونریزش، نکروز، تورم سلولی، رکودصفرا، رقیق شدن فضای سینوزوئید و تجمع خونی نسبت به گروه شاهد مشاهده شد، شدت افزایش عوارض با افزایش غلظت ­ها در یک گروه از اندازه؛ روند قابل پیش بینی­ای نداشت اما شدت تخریب در اندازه­ی 0/25 میکرومتر بیشتر بود. با بررسی آسیب شناسی بافت روده عوارض متفاوتی مانند نکروز، ازبین رفتن پرز روده، واکوئله شدن، فساد پرز­ها و دژنره شدن اپیتلیوم نسبت به گروه شاهد در هر دو گروه اندازه نسبت به گروه شاهد مشاهده شد. در مجموع میکروپلاستیک اثرات مخرب بافتی بر ماهی کاراس طلایی دارد. بیشترین عوارض بافتی در بالاترین غلظت (5 میلی گرم بر لیتر) مشاهده شد. شدت عوارض ذرات با اندازه­ی 0/25 میکرومتر نسبت به اندازه 8 میکرومتر بیشتر بود که تاثیرات مخرب ابتدا در روده و سپس کبد مشاهده شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of different sizes and concentrations of polystyrene microplastic on the histopathology of Goldfish (Carassius auratus)

نویسندگان [English]

  • Safoura Abarghouei 1
  • Seyed Aliakbar Hedayati 1
  • Mojtaba Raeisi 2
  • Behzad Shirkavand Hadavand 3
  • Hasan Rezaei 4
  • Amirreza Abed-Elmdoust 5
1 Department of Fisheries and Aquatic Sciences, Faculty of Fisheries and Environmental Sciences, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran.
2 Environmental Health Research Center, Golestan University of Medical Sciences, Gorgan, Iran.
3 Department of Resin and Additives, Color Institute, Tehran, Iran.
4 Department of Environment, Faculty of Fishery and Environment, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran.
5 Department of Fisheries, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran.
چکیده [English]

Nowadays, the presence of microplastics in aquatic ecosystems is a serious challenge for aquatic animals. In this study, the accumulation of polystyrene microplastic (PS-MPs) and its toxic effects on histology of liver and intestines of goldfish was investigated. A total of 231 healthy fish with an average weight of 18.55±2.41 g was selected in the spring of 2019. Microplastic were synthesized in two size ranges (0.25 and 8 μm) with two different functions (fluorescent and non-fluorescent). The experiments were performed in two stages. Initially, after the adaptation period, 68 fish were exposed to a constant concentration (PS-MPs) of 300 µg/L of both 0.25 and 8 μm PS-MPs. Liver and intestinal tissue were sampled for 7 days and the samples were imaged using a fluorescent microscope. Then, 168 fish were exposed to non-fluorescent microplastics with different concentrations (0, 5, 0.5, 0.05 ppm) for 28 days to determine histopathological lesions. The results showed that both sizes can accumulate in liver and intestinal tissues. Examination of liver histopathology showed different complications such as bleeding, necrosis, cell swelling, bile stasis, thinning of the sinusoidal space and accumulation of blood compared to the control group, the severity of lesions increased with increasing concentrations in a group of size. There was no predictable trend, but the intensity of destruction was greater at 0.25 μm. Examination of intestinal tissue lesions showed different complications such as necrosis, loss of intestinal villi, vacuolation, villi decay and degeneration of epithelium in both size groups compared to the control group. In general, microplastics have destructive tissue effects on goldfish. Most tissue lesions were observed at the highest concentration (5 mg/l). The severity of particles with a size of 0.25 μm was higher than the size of 8 μm, with destructive effects observed first in the intestine and then in the liver.
 
Keywords: 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Pollution
  • histology
  • Microplastic
  • goldfish