آسیب‌شناسی بافت کبد بچه‌ماهی کپور معمولی (Cyprinus carpio) پس از مواجهه با ذرات میکروپلاستیک پلی‌اتیلن (HDPE)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه شیلات، دانشکدة منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

2 موسسة تحقیقات علوم شیلاتی کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران.

10.22059/jfisheries.2022.348761.1343

چکیده

افزایش فراوانی و توزیع گستردة پلاستیک ­ها، یکی از مهمترین نگرانی ­های جوامع زیستی است و محیط ­های آبی به‌علت اثرپذیری زیاد، بسیار مورد توجه هستند. پلاستیک­ های رایج مورد استفاده در صنعت مانند پلی­ اتیلن (HDPE) برای چندین سال در محیط‌زیست باقی­ مانده و منجر به تشکیل تکه­ های کوچک می ­شوند. در این پژوهش جهت بررسی آسیب­ های احتمالی ذرات میکروپلاستیک به بافت کبد، طی یک دورة 21 روزه، بچه­ ماهی ­های کپور معمولی (Cyprinus carpio) با دو غلظت 1 و 5 میلی ­گرم بر لیتر در معرض میکروپلاستیک­ هایی با ابعاد کمتر از µm50 قرار گرفتند. نتایج این تحقیق نشان داد ذرات میکروپلاستیک با غلظت با 1 میلی­گرم بر لیتر می­ توانند باعث بروز آسیب ­های از قبیل: هایپرپلازی بافت کبد (HP)، هایپرتروفی (HT)، نکروز (N)، پرخونی سینوزوئیدی (BC)، اتساع سینوزوئیدها (SC) و مراکز ملانوماکروفاژی (MMC) به تعداد کم و همچنین در تیمار حاوی 5 میلی ­گرم بر لیتر میکروپلاستیک پلی­اتیلن، نکروز و مراکز ملانوماکروفاژی به تعداد متوسط و هایپرتروفی، اتساع سینونوئیدها، هایپرپلازی، پرخونی سینوزوئیدی و پیکنوز هسته (P) به تعداد کم شوند. همچنین بررسی شاخص هپاتوسوماتیک (HSI) برای گروه کنترل، کنترل توئین، تیمار حاوی 1 میلی ­گرم بر لیتر میکروپلاستیک و تیمار حاوی 5 میلی­ گرم بر لیتر میکروپلاستیک به­ طور میانگین به­ ترتیب 0/70، 0/76، 0/71 و 0/84محاسبه شد و تنها در غلظت 5 میلی گرم بر لیتر میکروپلاستیک تفاوت معنی­ داری با غلظت 1 میلی­گرم بر لیتر و گروه ­های کنترل وجود دارد. با این حال هیچ تفاوت معنی­ داری در رشد بچه ­ماهیان مشاهده نشد. در نهایت به ­نظر می­ رسد استرس اکسیداتیو ناشی از آلاینده ­های میکروپلاستیک موجب آسیب ماکرومولکول ­هایی مانند پروتئین و لیپیدها می ­شود که در نتیجه باعث ایجاد انواع آسیب­ های بافتی می ­شود. به‌طور کلی می ­توان نتیجه گرفت میکروپلاستیک پلی­ اتیلن باعث بروز آسیب در بافت کبد خواهد شد و با افزایش غلظت نیز این آسیب­ ها بیشتر خواهند شد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Histopathological alterations in liver tissue of the Common carp (Cyprinus carpio) juvenile while exposure to polyethylene microplastic particles (HDPE)

نویسندگان [English]

  • Mostafa Alishiri 1
  • Kamran Rezaei Tavabe 1
  • Mahmoud Hafezieh 2
  • Gholamreza Rafiee 1
  • Alireza Mirvaghefi 1
1 Department of Fisheries, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran.
2 Iranian Fisheries Research Organization, Tehran, Iran.
چکیده [English]

One of the most important concerns of biological societies is the abundance and distribution of plastics, and due to their high effectiveness, aquatic environments are highly regarded. Many of the plastics such as polyethylene (HDPE) commonly used in industry, finally release in the environment and remain for several years, resulting the formation of small particles that can damage the environment. To show these process, Common carp (Cyprius carpio) juveniles were exposed to microplastic particles with dimensions of less than 50 µm in two concentrations of 1 and 5 mg/l for a period of 21 days. Results showed that, microplastic particles with a concentration of 1 mg/l injure the fish and caused liver tissue hyperplasia (HP), hypertrophy (HT), necrosis (N), blood congestion (BC), sinusoid congestion (SC) and melano-macrophage centers (MMC). Moreover, in the polyethylene microplastic treatment of 5 mg/l, necrosis and melanoma-macrophage centers were moderate, while reduction in hypertrophy, sinusoid expansion, hyperplasia, sinusoid hyperemia, and pyknosis (P) recorded. In addition, the hepatosomatic index (HSI) for the control, tween control, treatments containing 1 mg/l, microplastics, and 5 were 0.70, 0.76, 0.71, and 0.84, respectively. Treatment with microplastic concentration of 5 mg/l showed a significant difference compared to the microplastic concentration of 1 mg/l and the control group. However, the growth rates of common carp juveniles did not have significant differences between two groups containing microplastic. There is evidence that microplastic pollutants cause oxidative stress in Common carp (Cyprius carpio) juveniles due to denaturation of proteins and lipids, and damaging these macromolecules. Finally, it can be concluded that polyethylene microplastic will damage the liver tissue and these damages is higher while its concentration increase.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Microplastic
  • Polyethylene
  • Liver histopathology
  • Common carp
  • Diazinon

مراجع

Aithal, P.G., Day, C.P., 1999. The natural history of histologically proved drug induced liver disease. Journal of Gut 44(5), 731-735. DOI: 10.1136/gut.44.5.731
Bond, A.L., Provencher, J.F., Elliot, R.D., Ryan, P.C., Rowe, S., Jones, I.L., Robertson, G.J., Wilhelm, S.I., 2013. Ingestion of plastic marine debris by Common and Thick-billed Murres in the northwestern Atlantic from 1985 to 2012. Marine Pollution Bulletin 77(1–2), 192–195. doi.org/10.1016/j.marpolbul.2013.10.005
Bruslé, J., Anadon, G., 2017. The Structure and Function of Fish Liver. DOI: 10.1201/9780203755990-6
Caspers, H., 1969. Methods for Assessment of Fish Production in Fresh Waters.Oxford and Edingburgh: Blackwell Scientific Publ. 1968. 313 pp. IBP Handbook No 3. 3G 8. 6 d. Internationale Revue Der Gesamten Hydrobiologie Und Hydrographie 54(3), 470-471. DOI: 10.1002/iroh.19690540313.
Clark, J.R., Cole, M., Lindeque, P.K., Fileman, E., Blackford, J., Lewis, C., Lenton, T.M., Galloway, T.S., 2016. Marine microplastic debris: a targeted plan for understanding and quantifying interactions with marine life. Frontiers in Ecology and the Environment 14(6), 317-324. DOI: 10.1002/fee.1297
Ding, J., Huang, Y., Liu, S., Zhang, S., Zou, H., Wang, Z., Zhu, W., Geng, J., 2020. Toxicological effects of nano- and micro-polystyrene plastics on red tilapia: Are larger plastic particles more harmless?. Journal of Hazardous Materials 396, 122693. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2020.122693
Duis, K., Coors, A., 2016. Microplastics in the aquatic and terrestrial environment: sources (with a specific focus on personal care products), fate and effects. Environmental Sciences Europe 28(1), 1-25. DOI: 10.1186/s12302-015-0069-y
Dutta, H.M., Roy, P.K., Singh, N.K., Adhikari, S., Munshi, J.D., 1998. Effect of sublethal levels of malathion on the gills of Heteropneustes fossilis: scanning electron microscopic study. Journal of Environmental Pathology, Toxicology and Oncology : Official Organ of the International Society for Environmental Toxicology and Cancer 17(1), 51-63.
Espinosa, C., Esteban, M.A., Cuesta, A., 2019. Dietary administration of PVC and PE microplastics produces histological damage, oxidative stress and immunoregulation in European sea bass (Dicentrarchus labrax L.). Fish and Shellfish Immunology 95(4), 574-583. DOI: 10.1016/j.fsi.2019.10.072
Ferreira, P.M., Caldas, D.W., Salaro, A.L., Sartori, S.S., Oliveira, J.M., Cardoso, A.J., Zuanon, J.A., 2016. Intestinal and liver morphometry of the Yellow Tail Tetra (Astyanax altiparanae) fed with oregano oil. Anais Da Academia Brasileira de Ciencias 88(2), 911-922. DOI: 10.1590/0001-3765201620150202.
Fries, E., Zarfl, C., 2012. Sorption of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) to low and high density polyethylene (PE). Environmental Science and Pollution Research 19(4), 1296-1304. DOI: 10.1007/s11356-011-0655-5
Karbalaei, S., Golieskardi, A., Hamzah, H.B., Abdulwahid, S., Hanachi, P., Walker, T.R., Karami, A., 2019. Abundance and characteristics of microplastics in commercial marine fish from Malaysia. Marine Pollution Bulletin 148(1), 5-15. DOI: 10.1016/j.marpolbul.2019.07.072
Kim, J.H., Yu, Y., Choi, J.H., 2021. Toxic effects on bioaccumulation, hematological parameters, oxidative stress, immune responses and neurotoxicity in fish exposed to microplastics: A review. Journal of Hazardous Materials 413, 125423. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2021.125423
Marin, D.E., Taranu, I., 2012. Overview on aflatoxins and oxidative stress. Toxin Reviews 31(3-4), 32-43. DOI: 10.3109/15569543.2012.730092
Plastics Europe., 2016. Plastics – the Facts 2016. Plastics – the Facts 2016, 37. www.plasticseurope.de/informations
Sadeghei, P., Naghimeh, K., 2017. Evaluation of Lethal Concentration (LC50) of Zinc Chloride (ZnCl2) and its Effects on Behavioral Responses of Gray Mullet (Mugil cephalus). Experimental Animal Biology 6(2), 27-34. (In Persian)
Wang, S., Xie, S., Zhang, C., Pan, Z., Sun, D., Zhou, A., Xu, G., Zou, J., 2022. Interactions effects of nano-microplastics and heavy metals in hybrid snakehead (Channa maculata ♀ × Channa argus ♂). Fish & Shellfish Immunology 124(2), 74-81. DOI: 10.1016/j.fsi.2022.03.045
Wang, Y., Zhang, D., Zhang, M., Mu, J., Ding, G., Mao, Z., Cao, Y., Jin, F., Cong, Y., Wang, L., Zhang, W., Wang, J., 2019. Effects of ingested polystyrene microplastics on brine shrimp, Artemia parthenogenetica. Environmental Pollution 244(4), 715-722. DOI: 10.1016/j.envpol.2018.10.024
Worm, B., Lotze, H.K., Jubinville, I., Wilcox, C., Jambeck, J., 2017. Plastic as a Persistent Marine Pollutant. Annual Review of Environment and Resources 42(1), 1-26. DOI: 10.1146/annurev-environ-102016-060700
شیلات
دوره 78، شماره 1
فروردین 1404
صفحه 55-64

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار