عنوان پایان‌نامه
تاثیر مواجه کوتاه مدت و بلند مدت غلظت های زیر کشنده دیازینون بر متابولوم خون بچه ماهیان تاس ماهی ایرانی ( Acipenser persicus ) قبل و در مدت سازگاری شوری با استفاده از روش ۱HNMR متابولومیکس
- رشته تحصیلی
- مهندسی منابع طبیعی - شیلات
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 7045;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76273;کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 7045;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76273
- تاریخ دفاع
- ۱۱ مهر ۱۳۹۵
- دانشجو
- سعید حاجی رضائی
- استاد راهنما
- علیرضا میرواقفی
- چکیده
- در رساله حاضر، تأثیر مواجه کوتاه مدت (96 ساعت) و بلند مدت مواجه (12 روز) با غلظت‌های تحت کشنده دیازینون بر متابولوم خون بچه ماهی تاس ماهی ایرانی (Acipenser persicus) قبل و بعد از سازگاری شوری با استفاده از روش تشدید مغناطیسی هسته (NMR) مورد بررسی قرار گرفت. علاوه بر این برخی شاخص‌های فیزیولوژیک دخیل در فرآیند تنظیم اسمزی شامل تعداد سلول‌های کلرآید، میزان هورمون‌های کورتیزول، T3 و T4 پلاسمای خون، غلظت یون‌های سدیم، پتاسیم و کلر پلاسمای خون و میزان فعالیت آنزیم Na+-K+ ATPase نیز به عنوان آزمایشات تکمیلی سنجش شدند. بعد از 96 ساعت و 12 روز مواجه با سم دیازینون در آب شیرین، متابولیت های دخیل در متابولسیم انرژی، تنظیم اسمزی و اسیدهای آمینه تغییراتی را نسبت به گروه شاهد نشان دادند شامل: الف) بعد از 96 ساعت مواجه در آب شیرین: (1) تغییرات متابولیتهای انرژی: افزایش گلوکز (تیمارهای 54/0 و 9/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون)، لاکتات، استات (تیمار 9/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون)، استواستات (تیمار 9/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون)، بتا-هیدروکسی بوتیریت (تیمار 9/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون)، عدم شناسایی فسفوکراتین، کاهش کراتین، عدم تغییر گلیسرول (2) تغییرات متابولیت های تنظیم اسمزی: افزایش تائورین (تیمار 9/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون)، کاهش بتائین (تیمار 9/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون)، تری متیل آمین- ان- اکساید (تیمارهای 54/0 و 9/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون)، کولین (تیمارهای 54/0 و 9/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون)، ان، ان-دی متیل گلایسین (تیمار 9/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون). (3) اسیدهای آمینه: کاهش آسپارتات، آسپارجین، گلوتامین، گلوتامیت، بتا-آلانین، لوسین، ایزولوسین، فنیل آلانین، سیستئین، هیستیدین، گلایسین و ترئونین (عمدتا در تیمارهای 54/0 و 9/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون) ب) بعد از 12 روز مواجه در آب شیرین: (1) تغییرات متابولیتهای انرژی: کاهش گلوکز، کراتین، عدم تغییر در لاکتات، افزایش استات، استواستات، بتا-هیدروکسی بوتیریت، شناسایی فسفوکراتین (تیمارهای 54/0 و9/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون)، افزایش گلیسرول (تیمارهای 54/0 و 9/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون) (2) تغییرات متابولیتهای تنظیم اسمزی: کاهش تائورین (تیمار 9/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون)، بتائین (تیمار 9/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون)، تری متیل آمین- ان- اکساید (تیمارهای 54/0 و 9/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون)، کولین (تیمارهای 54/0 و 9/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون)، ان، ان-دی متیل گلایسین. (3) اسیدهای آمینه: افزایش آسپارتات، گلوتامیت، تیروزین و آلانین (تیمارهای 54/0 و 9/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون)، آسپارجین، لوسین، ایزولوسین، هیستیدین و تریپتوفان (تیمار 9/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون)، کاهش گلوتامین، گلایسین و بتا-آلانین (عمدتا تیمارهای 54/0 و 9/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون). بعد از 24 ساعت مواجه بچه ماهیان در آب لب شور، تغییرات متابولیت های انرژی، اسمزی و اسیدهای آمینه نسبت به مقادیر اولیه در آب شیرین عبارت بودند از: الف) گروه‌های آزمایش مواجه کوتاه مدت: (1) تغییرات متابولیتهای انرژی: افزایش گلوکز، افزایش لاکتات (تیمارهای 18/0 و 54/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون)، کاهش لاکتات (تیمار 9/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون)، عدم تغییر استات، استواستات، بتا-هیدروکسی بوتیریت، کراتین ، عدم شناسایی فسفوکراتین، کاهش گلیسرول (تیمار 54/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون) (2) تغییرات متابولیتهای تنظیم اسمزی: کاهش تائورین، کاهش بتائین (تیمار 9/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون و گروه شاهد)، کاهش تری متیل آمین- ان- اکساید (گروه شاهد و تیمارهای 54/0 و 9/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون)، کاهش کولین (گروه شاهد)، کاهش ان، ان-دی متیل گلایسین (گروه شاهد و تیمار 54/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون) (3) اسیدهای آمینه: کاهش آسپارتات، لوسین، گلوتامین، گلوتامیت، فنیل آلانین، گلایسین، بتا-آلانین، ترئونین، سیستئین، هیستیدین (گروه شاهد)، تیروزین، بتا-آلانین، آسپارتات، لوسین، سیستئین (تیمار9/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون). ب) گروه‌های آزمایش مواجه بلند مدت: (1) تغییرات متابولیتهای انرژی: عدم تغییر گلوکز، لاکتات، کراتین، افزایش استات، استواستات (تیمارهای 54/0 و 9/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون)، شناسایی فسفوکراتین (تیمارهای 54/0 و 9/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون)، افزایش گلیسرول (تیمار 9/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون). (2) تغییرات متابولیت های تنظیم اسمزی: کاهش تائورین (تیمار 18/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون و گروه شاهد)، کاهش بتائین، تری متیل آمین- ان- اکساید (تیمار 18/0، 54/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون و گروه شاهد)، کاهش کولین (گروه شاهد)، کاهش ان، ان-دی متیل گلایسین (گروه شاهد) (3) اسیدهای آمینه: کاهش گلوتامین (گروه شاهد)، گلایسین (گروه شاهد و تیمار 18/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون )، سیستئین (گروه شاهد)، افزایش گلوتامین و آلانین (تیمار 9/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون). در هر دو آزمایش مواجه کوتاه مدت و بلند مدت با سم دیازینون، متابولیت های چرخه کربس (فومارات، سیترات، سوکسینات، مالات و ATP) تغییرات متنوعی را نشان دادند که این تغییرات در اغلب موارد روند منظمی نداشتند. حتی در برخی از گروه‌های آزمایشی برخی متابولیت ها توسط طیف سنجی NMR شناسایی نشدند. تغییرات سایر فاکتورهای فیزیولوژیک عبارت بودند از: افزایش هورمون کورتیزول (به جز تیمار 18/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون آزمایش مواجه بلند مدت)، کاهش هورمون‌های T3 (به جز تیمارهای آزمایش مواجه بلند مدت) و T4، کاهش یون‌های سدیم، کلر، پتاسیم (عمدتا تیمارهای 54/0 و 9/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون)، کاهش تعداد سلول‌های کلرآید، فعالیت آنزیم Na+/K+-ATPase (تیمارهای 54/0 و 9/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون)، افزایش تعداد سلول‌های کلرآید، فعالیت آنزیم Na+/K+-ATPase (تیمار 18/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون). بعد از 24 ساعت مواجه بچه ماهیان در آب لب شور، تغییرات عبارت بودند از: افزایش کورتیزول (شاهد و تیمار 54/0 کوتاه مدت)، T3 (شاهد بلند مدت)، T4 (شاهد کوتاه مدت)، افزایش سدیم (به جز تیمارهای 18/0 و 54/0 آزمایش مواجه کوتاه مدت)، پتاسیم (تنها در تیمارهای 9/0 آزمایش مواجه بلند مدت)، کلر (تنها در تیمارهای 54/0 و 9/0 آزمایش مواجه کوتاه مدت)، تعداد سلول‌های کلرآید (تنها در گروه شاهد آزمایش مواجه کوتاه و بلند مدت مدت)، فعالیت آنزیم Na+/K+-ATPase (تنها در گروه شاهد و تیمار 18/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون آزمایش مواجه کوتاه مدت) و کاهش تعداد سلول‌های کلرآید (تنها در تیمار 18/0 آزمایش مواجه بلند مدت). نتایج این رساله نشان داد که سم دیازینون بخصوص در غلظت‌های بالا (54/0 و 9/0 میلی گرم بر لیتر دیازینون) می‌تواند برخی مسیرهای بیوشیمیایی سلول را تحت تأثیر قرار می‌دهد که عبارت‌اند بودند از: استرس اکسیداسیونی، گلوکونئوجنسیس، کتوجنسیس، متابولیسم چربی، متابولیسم اسمولیت ها و متابولیسم اسیدهای آمینه. کلمات کلیدی: متابولوم، تنظیم اسمزی، دیازینون، تاس ماهی ایرانی
- Abstract
- In the present study, short-term (96 h) and long-term (12 days) exposure to sublethal concentrations of diazinon were investigated on blood metabolome of persian sturgeon, Acipenser persicus fingerlings before and after salinity acclimation by using 1HNMR. In addition, other physiological parameters involved in osmoregulation including hormones (cortisol, T3 and T4), chloride cell numbers, ions and Na+-K+ ATPase were assayed as complementary tests. After exposure to diazinon in freshwater (FW), the energy metabolites, osmolytes and amino acids showed changes compared to control group including: (A): after 96 h exposure: (1) Energy metabolites: elevation of glucose (0.54 and 0.9 mg/l diazinon), lactate (0.9 mg/l diazinon), acetate (0.9 mg/l diazinon), acetoacetate (0.9 mg/l diazinon), beta-hydroxybutyrate (0.9 mg/l diazinon); no detection of phosphocreatine, decrease in creatine and no changes in glycerol (2) Osmolytes: increase in taurine (0.9 mg/l diazinon), decreases in Betaine (0.9 mg/l diazinon), trimethylamine-N-oxide (0.54 and 0.9 mg/l diazinon), choline (0.54 and 0.9 mg/l diazinon), N,N-dimethylglycine (0.9 mg/l diazinon) (3) Amino acids: reduction of aspartate, aspargine, glutamine, glutamate, ?-alanine, leucine, isoluecine, phenylalanine, cysteine, histidine, glycine, threonine (mainly in 0.54 and 0.9 mg/l diazinon). (B) (A): after 96 h exposure: (1) Energy metabolites: reduction of glucose (0.54 and 0.9 mg/l diazinon), no changes in lactate (0.9 mg/l diazinon), creatine; increases in acetate (0.9 mg/l diazinon), acetoacetate (0.9 mg/l diazinon), beta-hydroxybutyrate (0.9 mg/l diazinon), detection of phosphocreatine (0.54 and 0.9 mg/l diazinon), elevation of glycerol (0.54 and 0.9 mg/l diazinon) (2) Osmolytes: decreases in taurine (0.9 mg/l diazinon), Betaine (0.9 mg/l diazinon), trimethylamine-N-oxide (0.54 and 0.9 mg/l diazinon), choline (0.54 and 0.9 mg/l diazinon), N,N-dimethylglycine (3) Amino acids: increases in aspartate, glutamate, tyrosine, alanine (0.54 and 0.9 mg/l diazinon), aspargine, leucine, isoleucine, Histidine, tryptophan (0.9 mg/l diazinon), decreases in glutamine, glycine, ?-alanine (mainly in 0.54 and 0.9 mg/l diazinon). After 24 h exposure in brackish water (BW), the changes of metabolites were: (A) short-term exposed groups: (1) Energy metabolites: Increases in glucose, lactate (0.18 and 0.54 mg/l diazinon), reduction of lactate (0.9 mg/l diazinon), glycerol (0.54 mg/l diazinon), no changes of acetate, acetoacetate, beta-hydroxybutyrate and creatine, no detection of phosphocreatine (2) Osmolytes: decreases in taurine, Betaine (0.9 mg/l diazinon), trimethylamine-N-oxide (control, 0.54 and 0.9 mg/l diazinon), choline (control), N,N-dimethylglycine (control and 0.54 mg/l diazinon) (3) Amino acids: decreases in aspartate, glutamate, glutamine, leucine, phenylalanine, glycine, ?-alanine, histidine, threonine, cysteine (control), tyrosine, ?-alanine, aspartate, leucine, cysteine (0.9 mg/l diazinon). (A) Long-term exposed groups: (1) Energy metabolites: no changes in glucose, lactate, creatine, increases in acetate, acetoacetate (0.54 and 0.9 mg/l diazinon), glycerol (0.9 mg/l diazinon), detection of phosphocreatine (0.54 and 0.9 mg/l diazinon) (2) Osmolytes: decreases in taurine (control and 0.18 mg/l diazinon), Betaine, trimethylamine-N-oxide (control, 0.18 and 0.54 mg/l diazinon), choline (control), N,N-dimethylglycine (control) (3) Amino acids: decreases in glutamine (control), glycine (control and 0.18 mg/l diazinon), cysteine (control), increases in glutamine and alanine (0.9 mg/l diazinon). Both in short-term and both in long-term exposure experiment, the Krebs intermediates (fumarate, succinate, citrate, malate, ATP) showed various changes wicch were almost irregular. Even in some groups, the Krebs intermediates were not detected by NMR. The changes of other parameters involved in osmoregulation were: elevation of cortisol (except 0.18 mg/l diazinon in long-term trial), decreases in T3 (except diazinon treatments in long-term trial), T4, Na+, Cl-, K+ (mainly in 0.54 and 0.9 mg/l diazinon), chloride cell numbers, Na+/K+-ATPase activity (0.18 mg/l diazinon). After 24 exposure in BW, the changes were as follow: elevation of cortisol (control and 0.54 mg/l diazinon in short-term trial), T3, T4 (control in long-term trial), Na+ (except 0.18 and 0.54 mg/l diazinon in short-term trial), Cl- (0.54 and 0.9 mg/l diazinon in short-term trial), K+ (0.9 mg/l diazinon in long-term trial), chloride cell numbers (control in short-term and long-term trial), Na+/K+-ATPase activity (control and 0.18 mg/l diazinon in short-term trial), decrease of chloride cell numbers (0.18 mg/l diazinon in long-term trial). The results o the present stud showed that pesticide, diazinon especially in high concentrations (0.54 and 0.9 mg/l diazinon) could affect some cell biochemical pathways including: oxidative stress, gluconeogenesis, Ketogenesis, lipid metabolism, osmolytes metabolism and amino acid metabolism. Keywords: metabolome, osmoregulation, diazinon, Persian sturgeon
