Accumulation of Cadmium in Muscle, Brain and Bone (Backbone) Tissues of Tilapia nilotica (L.)

Tr. J. of Zoology 23 (1999) Ek Say› 3, 985-991 @ TÜB‹TAK Kadmiyumun Tilapia nilotica (L.)’da Kas, Beyin ve Kemik (Omurga Kemi¤i) Dokular›ndaki Birikimi Mustafa KALAY, Sahire KARATAfi Mersin Üniversitesi, Su Ürünleri Fakültesi, Çiftliköy, Mersin- TÜRK‹YE Gelifl Tarihi: 17.04.1998 Özet : Bu çal›flmada Tilapia nilotica’n›n kas, beyin ve kemik dokular›ndaki kadmiyum birikim düzeyi 0.1, 0.5 ve 1.0 ppm kadmiyum ortam deriflimlerinin etkisinde 15, 30 ve 60 günlük sürelerle incelenmifltir. Belirlenen süreler sonunda incelenen dokulardaki kadmiyum birikim düzeyi Atomik Absorbsiyon Spektrofotometresi (AAS) ile ölçülmüfltür. Kas dokusu kadmiyum düzeyi, ortamdaki kadmiyum deriflimine ve deney süresine ba¤l› olarak istatistik ayr›m gösterecek düzeyde artmam›flt›r. Buna karfl›n beyin ve kemik (omurga) dokular›ndaki kadmiyum deriflimi artan ortam deriflimine ve etkide kalma süresine ba¤l› olarak istatistik ayr›m gösterecek düzeyde art›fl göstermifltir. Beyin dokusundaki kadmiyum birikim düzeyi özellikle 60. günde 0.5 ve 1.0 ppm ortam deriflimlerinde s›ras›yla 14.35 ve 18.57 ppm gibi yüksek de¤erlere ç›km›flt›r. ‹ncelenen dokularda biriken toplam kadmiyumun % 16 s› kas dokusunda, % 36 s› kemik dokusunda, % 48’› ise beyin dokusunda ölçülmüfltür. Anahtar Sözcükler : Tilapia nilotica, kadmiyum, Cd, kas, kemik, beyin, birikim Accumulation of Cadmium in Muscle, Brain and Bone (Backbone) Tissues of Tilapia nilotica (L.) Abstract : In this study, cadmium concantrations in the muscle, brain, and bone tissues of Tilapia nilotica exposed to 0.1, 0.5 and 1.0 ppm of cadmium (Cd) for 15, 30 and 60 days were examined. At the end of assigned periods, the concentrations of cadmium in the tissues were measured by Atomic Absorbtion Spectrofotometer (AAS). The concentration of the cadmium in the muscle tissue was not statistically significiant in relation to medium concentration and the period. However, cadmium accumulations in the brain and bone (i.e. backbone) tissues increased significantly in accordance rise in the environmental concentrations and time. Cadmium accumulations in the brain tissue reached 14.35 and 18.57 ppm, which were high level, at the test concentrations of 0.5 and 1.0 ppm in the sixtieth day. The ratios of the total cadmium in the tissues, examined in the study, were analysed 16, 36 and 48 % in the muscle, bone and brain respectivley. Key Words : Tilapia nilotica, cadmium, Cd, muscle, bone, brain, accumulation Girifl Günümüzde, çeflitli endüstri kollar›ndaki geliflmeler, modern tekniklere dayal› tar›m›n yayg›nlaflmas› ve kentleflme sonucu kadmiyum ve benzeri a¤›r metallerin su ortam›ndaki deriflimi art›fl göstermifltir. Kadmiyum, canl›larda herhangi bir biyolojik ifllevi olmayan, kanserojen ve mutajen etkileri bilinen bir a¤›r metaldir. Bu metalin çok düflük ortam deriflimleri bile canl›lar üzerinde toksik etki yapt›¤›ndan (1,2), besin zincirinin çeflitli basamaklar›ndaki da¤›l›m›n› belirlemek büyük önem tafl›maktad›r (3,4). Kadmiyumun düflük deriflimleri duyarl› canl› türlerinde üremenin durmas›na, geliflimin yavafllamas›na ve mortaliteye neden olabilmektedirler (5). Buna karfl›n kadmiyuma hoflgörüsü yüksek olan türlerde yüksek metal deriflimlerinin birikmesi ve bu türlerin daha üst trofik düzeylerdeki türlerce besin olarak al›nmalar›, bu metalin besin zincirinin üst basamaklar›na daha deriflik olarak aktar›lmas›na neden olmaktad›r. Sudaki a¤›r metallerin bal›klara geçifli özellikle genifl bir yüzey alan›na sahip olan solungaçlar arac›l›¤›yla olmaktad›r. Plazmadaki kadmiyum amino asitler, tripeptid olan glutatyon ve serum proteinleri arac›l›¤›yla hedef dokulara tafl›nmaktad›r (6,7). Bu metal kas, beyin ve kemik gibi dokulara oranla daha çok karaci¤er ve böbrek dokular›nda birikmektedir. Karaci¤er ve böbrek dokular› kadmiyumu ba¤layarak toksik etkisinin önlenmesinde ifllev yapan, düflük molekül a¤›rl›kl› proteinlerin (Metallotionein) bafll›ca sentezlenme yerleridirler (8). Kas dokusu kadmiyumu ba¤lamada etkin olmamakla birlikte, metali besin zinciri yolu ile insana kadar tafl›madaki ifllevi nedeniyle, bu dokudaki kadmiyum birikim düzeyini belirlemenin önemi aç›kt›r (9). Di¤er 985 Kadmiyumun Tilapia nilotica (L.)’da Kas, Beyin ve Kemik (Omurga Kemi¤i) Dokular›ndaki Birikimi taraftan beyin dokusunun kritik biyolojik ifllevi ve fonksiyonlar›n›n a¤›r metallere karfl› afl›r› duyarl› olmas› (10,11), yine kadmiyumun böbrek tübüllerini y›karak dolayl› flekilde veya kemik dokuda birikerek do¤rudan demineralizasyona neden olmas› (12,13) gibi durumlar dikkate al›nd›¤›nda konunun önemi ortaya ç›kmaktad›r. Deney hayvan› olarak seçilen T. nilotica africa kökenli bir bal›k türü olup, kültür koflullar›nda bak›m ve üremesinin kolay olmas›, besin maddelerini iyi de¤erlendirmesi, kirlenmeye ve çeflitli hastal›klara karfl› dirençli olmas› bu türün kültür bal›kç›l›¤›ndaki önemini her geçen gün artt›rmaktad›r (14). Bu araflt›rmada 15, 30 ve 60 günlük sürelerle 0.1, 0.5 ve 1.0 ppm kadmiyum ortam deriflimlerinin etkisinde tutulan T. nilotica’n›n kas, beyin ve kemik (omurga) dokular›ndaki kadmiyum birikim düzeyini belirlemek amaçlanm›flt›r. Materyal ve Metot Deney materyali olan T. nilotica, Çukurova Üniversitesi Su Ürünleri Fakültesi yetifltirme havuzlar›ndan al›narak laboratuvar koflullar›na adapte edilmifltir. Deneylerde kullan›lan bal›klar›n 19.78±0.99 cm boy ve 71.16±4.22 gr a¤›rl›¤a sahip olduklar› belirlenmifltir. Deneyler süresince laboratuvar 25±1ºC s›cakl›kta tutulmufl ve günde sekiz saat ayd›nlat›lm›flt›r. Bal›klar kadmiyum içermeyen haz›r bal›k yemi ile beslenmifllerdir. Deney akvaryumlar› merkezi havaland›rma sistemi ile havaland›r›lm›fllard›r. Deneylerde kullan›lan suyun baz› kimyasal özellikleri afla¤›daki gibidir; Toplam sertlik : 277.07±2.87 ppm CaCO3 pH : 8.05±0.06 Çözünmüfl O2 : 7.58±0.13 ppm Belirlenen 15, 30 ve 60 günlük deney süreleri dikkate al›narak deneyler üç seri halinde yürütülmüfltür. Her seride 40x120x40 cm boyutlar›nda ara bölmelerle üç göze ayr›lm›fl dört akvaryum kullan›lm›flt›r. Bir seride bulunan dört akvaryumun ilk üçüne belirlenen deney süreleri sonunda T. nilotica için öldürücü olmayan (15,16) 0.1, 0.5 ve 1.0 ppm’lik yüzer litre kadmiyum çözeltisi, son akvaryuma ise kontrol grubu olarak çeflme suyu konulmufltur. Bir seri için her akvaryumda alt› bal›k ile yürütülen deneyler üç tekrarl› yap›lm›fl ve her bir göze iki bal›k konulmufltur. Dolay›s›yla her seri deneyde 24 bal›k, tüm deneylerde ise toplam 72 bal›k kullan›lm›flt›r. 986 Akümülasyon ve adsorbsiyon gibi nedenlerle deney ortam›ndaki kadmiyum derifliminde zamana ba¤l› de¤iflimler olaca¤›ndan, deney çözeltisi iki günde bir kadmiyum klorürden (CdCl2 H2O - Merck) (17,18) taze olarak haz›rlanan stok çözeltiden uygun seyreltmeler yap›larak de¤ifltirilmifltir. Belirlenen deney süreleri sonunda, deney akvaryumlar›ndan ç›kart›lan bal›klar 100 ppm MS-222 (3 - Amino benzoik asit etil ester) içeren çözeltiye al›narak bay›lt›lm›fllard›r (16). Bay›lt›lan bal›klar›n kas, beyin ve kemik (omurga kemikleri) dokular› d (...truncated)