اثر غلظت‌های تحت کشنده نانوپلاستیک پلی‌استایرن بر برخی شاخص‌های فیزیولوژیک ماهی کپور معمولی (Cyprinus carpio)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

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

2 گروه شیلات، دانشکده منابع طبیعی دریا، دانشگاه علوم و فنون دریایی خرمشهر، خرمشهر، ایران.

3 گروه تکثیر و پرورش آبزیان، دانشکده شیلات و محیط زیست، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.

4 مرکز آموزش علمی کاربردی کشاورزی بهارآوران نسترن، دانشگاه جامع علمی کاربردی، قم، ایران.

چکیده

توسعه قابل‌توجه نانو تکنولوژی و استفاده گسترده از نانو مواد در زمینه­ های مختلف صنعتی باعث ضرورت بررسی اثرات تخریبی آن­ ها بر سیستم ایمنی می­ باشد. از این ­رو در استفاده از نانو ذرات باید به سمیت آن­ ها توجه نمود. این تحقیق، با هدف بررسی پاسخ ­های اکوفیزیولوژیکی ماهی کپور معمولی در مواجه با نانو پلاستیک ­پلی‌استایرن به‌عنوان یک پلیمر پر مصرف انجام شد. تعداد هشتاد و چهار قطعه ماهی کپور معمولی با میانگین وزنی5/1 ±30 گرم، در 4 تیمار غذایی (شاهد با غذای تجاری و تیمار­ها با غذهای حاوی 0/1، 0/5 و 1 میلی­ لیتر نانو­پلی­ استایرن امولسیونی) به‌مدت 28 روز قرار گرفتند. در پایان دوره آزمایش نمونه سرم و موکوس جمع‌آوری شد. نتایج نشان داد که غلظت ­های مختلف نانو­پلاستیک پلی ­استایرن بر شاخص ­های پروتین کل سرم خون تاثیر معنی‌داری نداشتند (0/05<P)، در حالی که میزان گلوکز در غلظت 1 میلی ­لیتر (بالاترین غلظت)، نسبت به گروه شاهد افزایش معنی‌دار داشت (0/05>P). تیمارآزمایشی باعث افزایش معنی‌دار مقدار پروتین محلول موکوس شد (0/05>P). همچنین تیمار‌های آزمایشی به‌ترتیب باعث افزایش و کاهش معنی‌دار ALT و AST سرم خون شد (0/05>P). به‌طور کلی نتایج نشان داد که نانو­پلاستیک پلی ­استایرن موجب افزایش استرس و پاسخ‌های نامطلوب فیزیولوژیک در ماهی کپور معمولی می­ شود و این عوارض مخرب در غلظت­ های بالا­تر مشهودتر است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Sub-lethal effects of polystyrene nanoplastics on some physiological indices of common carp (Cyprinus carpio)

نویسندگان [English]

  • Alireza Mehri 1
  • Seyed Aliakbar Hedayati 1
  • Hamid Mohammadi Azarm 2
  • Ali Jafar Nodeh 3
  • Safoura Abarghouei 4
1 Department of Fisheries and Aquatic Ecology, Faculty of Fisheries and Environmental Sciences, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran.
2 Department of Fisheries, Fisheries, Faculty of Natural Resources and Marine Sciences, Khorramshahr University of Marine Sciences and Technology, Khorramshahr, Iran.
3 Department of Aquaculture, Faculty of Fisheries and Environmental Sciences, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran.
4 Baharavaran Nestern Agricultural Applied Scientific Training Center, Applied Scientific University, Qom, Iran.
چکیده [English]

The significant development of nanotechnology and the widespread use of nanomaterials in various industrial fields make it necessary to investigate their destructive effects on biological systems. Therefore, in the use of nanoparticles, attention should be paid to their toxicity. This research was conducted with the aim of investigating the ecophysiological responses of common carp in exposure to nanoplastic-polystyrene as a widely used polymer. A total of 84 specimens of common carp with an average weight of 30±1.5 g, were examined in 4 food treatments (control with commercial food and treatments with diet containing 0.1, 0.5, 1 ml nano-polystyrene emulsion). At the end of the 28 days test period, serum and mucus samples were collected. The results showed, different concentrations of polystyrene nanoplastics had no significant effect on total blood serum protein indices (P>0.05). But the amount of glucose in the concentration of 1 ml (the highest concentration) increased significantly compared to the control group (P<0.05). The experimental treatments caused a significant increase in the amount of soluble mucus protein (P<0.05). Also, experimental treatments caused a significant increase and decrease of ALT and AST in blood serum, respectively (P<0.05). Generally, the results showed that polystyrene nano-plastic increases stress and adverse physiological responses in common carp and these harmful effects are more evident in higher concentrations.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nanoplastic
  • Polystyrene
  • Common carp
  • Serum
  • Mucus

مراجع

Abarghouei S., Hedayati A., Raeisi M., Hadavand B.S., Rezaei H., Abed-Elmdoust A. 2021. Size-dependent effects of microplastic on uptake, immune system, related gene expression and histopathology of goldfish (Carassius auratus). Chemosphere 129977.‏
Al-Oufi H., McLean E., Kumar A.S., Claereboudt M., Al-Habsi M. 2004. The effects of solar radiation upon breaking strength and elongation of fishing nets. Fisheries Research 66(1), 115-119.
Besseling E., Wang B., Lürling M., Koelmans A.A., 2014. Nanoplastics affects growth of S. obliquus and reproduction of D. magna. Environmental Science & Technology 48 (20), 12336e12343
Billard R., Cosson J., Perchec G., Linhart O. 1995. Biology of sperm and artificial reproduction in carp. Aquaculture 129(1), 95-112.
Chang Ya., Xia L., Zhang, M., Zhang J., Xing G. 2012. The Toxic Effects and Mechanisms of CuO and ZnO Nanoparticles. Materials 5(12), 2850-2871.
Ferreira I., Venâncio C., Lopes I., Oliveira M., 2019. Nanoplastics and marine organisms: what has been studied? Environmental Toxicology and Pharmacology 67, 1-7.
Gigault J., Halle A., Baudrimont M., Pascal P.Y., Gauffre F., Phi T.L., El Hadri H., Grassl B., Reynaud S. 2018. Current opinion: what is a nanoplastic?. Environmental Pollution 235(2018), 1030-1034.
Gong P., Li H., He X., Wang K., Hu J., Tan W., Yang X., 2007. Preparation and antibacterial activity of Fe3O4@ Ag nanoparticles. Nanotechnology 18(28), 285604.‏
Koelmans A.A., Besseling E., Shim W.J. 2015. Nanoplastics in the aquatic environment.
Critical review. In: Marine Anthropogeni. Litter 325-340.
Kondera E., Dmowska A., Rosa M., Witeska M. 2012. The effect of bleeding on peripheral blood and head kidney hematopoietic tissue in common carp (Cyprinus carpio). Turkish Journal of Veterinary and Animal Sciences 36(2), 169-175
Lee W.S., Cho H.J., Kim E., Huh Y.H., Kim H.J., Kim B., Kang T., Lee J.S., Jeong J. 2019. Bioaccumulation of polystyrene nanoplastics and their effect on the toxicity of au ions in zebrafish embryos. Nanoscale 11(7), 3396-3396
Oliveira M., Almeida M., Miguel I. 2019. Trends in analytical chemistry a micro (nano) plastic boomerang tale: a never ending story?. Trends in Analytical Chemistry 112, 196-200.
Park E.J., Bae E., Yi J., Kim Y., Choi K., Lee S.H. 2010. Repeated-dose toxicity and inflammatory responses in mice by oral administration of silver nanoparticles. Environmental Toxicology and Pharmacology 30(2), 162-168.
Rios Mendoza L.M., Jones P.R. 2015. Characterisation of microplastics and toxic chemicals extracted from microplastic samples from the North Pacific Gyre. Environmental Chemistry 12(5): 611.
Salinas I., Zhang Y.A., Sunyer J.O. 2011. Mucosal immunoglobulins and B cells of teleost fish. Developmental & Comparative Immunology 35, 1346-1365.
Saravanan M., Kumar K.P., Ramesh M. 2011. Haematological and biochemical responses of freshwater teleost fish Cyprinus carpio (Actinopterygii: Cypriniformes) during acute chronic sublethal exposure to lindane. Pesticide Biochemistry and Physiology 100, 206-211.
Shohani N., Pourmahdian S., Shirkavand Hadavand B. 2017. Response surfacemethodology for design of porous hollow sphere thermal insulator. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 269(1), 012073.
Simate, G.S., Iyuke, S.E., Ndlovu, S., Heydenrych, M., Walubita, L.F. 2012. Human health effects of residual carbon nanotubes and traditional water treatment chemicals in drinking water. Environment International 39(1), 38-49.
Subramanian S., MacKinnon S.L., Ross N.W. 2007. A comparative study on innate immune parameters in the epidermal mucus of various fish species. Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Biochemistry and Molecular Biology 148(3), 256-263.
Tahami S.V., Pourmahdian S., Hadavand B.S., Azizi Z.S., Tehranchi M.M. 2016. Thermal tuning the reversible optical band gap of self-assembled polystyrene photonic crystals. Photonics and Nanostructures-Fundamentals and Applications 22, 40e45.
Teuten E.L., Saquing J.M., Knappe D.R., Barlaz M.A., Jonsson S., Björn A., Ochi D. 2009. Transport and release of chemicals from plastics to the environment and to wildlife. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 364(1526): 2027-2045.
Vazquez G.R., Guerrero G.A. 2007. Characterization of blood cells and hematological parameters in Cichlasoma dimerus (Teleostei, Perciformes). Tissue and Cell 39(3), 151-16
Verdegem M.C.J., Hilbrands A.D., Boon J.H., 1997. Influence of salinity and dietary composition on blood parameter values of hybrid red tilapia (Oreochromis niloticus & Oreochromis mossambicus). Aquaculture Research 28, 453-459.
Zhou W., Wang G., Han Z., Yao W., Zhu W. 2009. Metabolism of flaxseed lignans in the rumen and its impact on ruminal metabolism and flora. Animal Feed Science and Technology 150, 18-26.
مجله علوم آبزی پروری
دوره 10، شماره 1
شهریور 1401
صفحه 125-133

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار