ارتباط بین در معرض‌گذاری آزمایشگاهی به نفت خام و پاسخ‌های آنتی‌‌اکسیدانی بارناکل‌های Tetraclita rufotincta

محورهای موضوعی : مدیریت محیط زیست

مژگان امتیازجو ¹ (استادیار، PhD، بیولوژی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران – شمال، دانشکده علوم و فنون دریایی)
لیدا سلیمی ² (مربی، PhD، آلودگی محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران- شمال، دانشکده شیمی)
مجید زینلی ³ (پژوهشگر، PhD، بیوشیمی، پژوهشکده شرکت نفت، پژوهشکده حفاظت صنعتی محیط زیست)
بهار شهابی ⁴ (شرکت نفت فلات قاره ایران)
مریم قاسم‌پورملکی ⁵ (کارشناسی ارشد، بیولوژی دریا، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران – شمال، دانشکده علوم و فنون دریایی *(مسئول مکاتبات))

تاریخ دریافت : 1388/05/12 تاریخ پذیرش : 1388/09/25 تاریخ انتشار : 1394/01/01

کلید واژه: آنزیم, کاتالاز, سوپراکسید دیسموتاز, نفت خام, بارناکل Tetraclita rufotincta, شرایط آزمایشگاه,

چکیده مقاله :

زمینه و هدف: امروزه اثرات مخرب آلودگی‌های نفتی حاصل از منابع مختلف در آب‌ها و نیز آب‌زیان شناسایی و مشخص گردیده است. به‌منظور بررسی اثرات نفت خام در غلظت‌های متفاوت، بر تغییرات سطح آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی(کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز) در بارناکل Tetraclita rufotincta و امکان معرفی این آنزیم‌ها به‌عنوان بیومارکرهای زیستی. روش: بارناکل‌های Tetraclita rufotincta جمع‌آوری شده از منطقه نفتی بهرگان در معرض دوزهای نفتی ppb 250، 125، 5/62، 25/31، 625/15وppb3 به‌عنوان شاهد قرار گرفتند. در بازه‌های زمانی 24، 48، 72و 96 ساعت، به‌طور متوسط تعداد 15 بارناکل از آکواریوم‌ها خارج، و برای تعیین سنجش میزان آنزیم‌های کاتالاز(CAT) و سوپراکسید دیسموتاز(SOD) مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج: این مطالعه نشان داد که در آکواریوم1، با غلظت ppb3 در طی دوره‌های زمانی 24، 48، 72و 96 ساعت فعالیت آنزیم SOD به‌ترتیب 98/128، 04/30، 8/75،U/ml/mg protein 05/62 می‌باشد. در آکواریوم2 و 3، با غلظتppb 625/15 و ppb 25/31 در طی دوره‌های زمانی ذکر شده فعالیت آنزیم SOD به‌ترتیب 45/104، 95/74، 57/13، U/ml/mg protein109 و 96/69، 56/61، 5/60، U/ml/mg protein 46/86 ثبت گردید. در آکواریوم 4 و 5، با غلظتppb 5/62 و ppb125 در طی دوره‌های زمانی یاد شده فعالیت آنزیم SOD به‌ترتیب 79/98، 9/193، 75/42، U/ml/mg protein 77/124 و 22/69، 08/40، 86/ 81، U/ml/mg protein 95/59 ثبت گردید. در آکواریوم6، با غلظت ppb250 در طی دوره‌های زمانی مذکور فعالیت آنزیم SOD به‌ترتیب11/62، 1/87، 71/20، U/ml/mg protein 47/93 ثبت گردید. نتایج همچنین نشان داد که در آکواریوم1، با غلظت ppb3 در طی دوره‌های زمانی 24، 48، 72و 96 ساعت فعالیت آنزیم CAT به‌ترتیب 29/13، 31/15، 5/15، nmol/min/ml/mg protein 25/16 می‌باشد. در آکواریوم2 و 3، با غلظتppb 625/15 و ppb 25/31 در طی دوره‌های زمانی یاد شده فعالیت آنزیم CAT به‌ترتیب 03/13، 74/16، 65/13، nmol/min/ml/mg protein 61/13 و 46/11، 54/16، 7/15، nmol/min/ml/mg protein 58/13 ثبت گردید. در آکواریوم4 و 5، با غلظت ppb 5/62 و ppb125 در طی دوره‌های زمانی یاد شده فعالیت آنزیم CAT به‌ترتیب74/18، 86/11، 91/11، nmol/min/ml/mg protein 22/16 و 1/21، 8/15، 04/15، nmol/min/ml/mg protein 22/39 ثبت گردید. در آکواریوم6، با غلظت ppb250 در طی دوره‌های زمانی یاد شده فعالیت آنزیم CAT به‌ترتیب 54/15، 8/18، 81/15، nmol/min/ml/mg protein 97/15 ثبت گردید. نتیجه‌گیری: همبستگی بین فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتازSOD)) و غلظت‌های مختلف نفت خام، در طول مدت در معرض‌گذاری به نفت خام وجود ندارد. همچنین مشخص شد که آنزیم CAT پارامتر حساس‌تری نسبت به SOD می‌باشد و می‌تواند بیومارکر مفیدی برای ارزیابی آلودگی در اکوسیستم‌های آبی در بارناکل‌های Tetraclita rufotincta باشد.

چکیده انگلیسی:

Introduction: Nowadays the destructive effects of oil pollutions that produced by different resourcesin waters and aquatic organisms have been defined with the intention of studying effects of crude oilin different concentration, on variations of anti-oxidant enzymes level (SOD, CAT)in Tetraclitarufotincta and the possibility of introduce these enzymes as biomarkers.Metod: Barnacles Tetraclita rufotincta were sampled in Bahrekan region. Barnacles exposed to250ppb, 125ppb, 62.5ppb, 31.25ppb, 15.625ppb and 3ppb as a control, crude oil after 24,48,72 and 96h. 15 barnacles removed from aquarium in average. Animals were examined for levels of Antioxidantsenzymes (SOD, CAT) in their tissues.Results: this study detected that in aquarium 1, with 3ppb concentration, after 24,48,72 and 96 hSuperoxide dismutase(SOD) activities shown respectively 128/98, 30/04, 75/8, 62/05U/ml/mg protein.In aquarium 2 and 3, with 15.625ppb and 31.25ppb concentration, after the period mentioned,superoxide dismutase(SOD) activities shown respectively 104/45, 74/95, 13/57, 109U/ml/mg proteinand 69/96, 61/56, 60/5, 86/46 U/ml/mg protein. In aquarium 4 and 5, with 62.5ppb and 125ppbconcentration, after the mentioned period, Superoxide dismutase(SOD) activities shown respectively98/79, 193/9, 42/75, 124/77 U/ml/mg protein and 69/22, 40/08, 81/86, 59/95U/ml/mg protein and inaquarium 6, with 250ppb concentration, after the mentioned period, Superoxide dismutase(SOD)activities shown respectively 62/11, 87/1, 20/71, 93/47U/ml/mg protein.The results also detected that in aquarium 1, with 3ppb concentration, after 24,48,72 and 96 h Catalase(CAT) activities shown respectively 13/29, 15/31, 15/5, 16/25 U/ml/mg protein. In aquarium 2 and 3,with 15.625ppb and 31.25ppb concentration, after the mentioned period, Catalase (CAT) activitiesshown respectively 13/03, 16/74, 13/65, 13/61U/ml/mg protein and 11/46, 16/54, 15/7, 13/58U/ml/mgprotein. In aquarium 4 and 5, with 62.5ppb and 125ppb concentration, after the mentioned period,Catalase (CAT) activities shown respectively 18/74, 11/86, 11/91, 16/22U/ml/mg protein and 21/1,1- PhD, Asst. Prof., Biology Dept, Islamic Azad University, Iran2- PhD, Instructor, Environment Pollution, Islamic Azad University, Iran3- PhD, Researcher, Biochemistry Dept, Research Institute of Petroleum Industry, Iran4- Department of Iranian offshore Oil company5- M. Sc, Marin Biology Dept, Islamic Azad University, IranAbstracts of Articles in EnglishJ.Env. Sci. Tech., Vol 17, No.1, Spring 201520415/8, 15/04, 39/22U/ml/mg protein and in aquarium 6, with 250ppb concentration, after the mentionedperiod, Catalase (CAT) activities shown respectively 15/54, 18/8, 15/81, 15/97U/ml/mg protein.Conclusion: There was no correlation between Superoxide dismutase (SOD) activities and differentconcentrations of crude oil, during the animals exposed to crude oil. It also detected that CAT enzymeis sensitive parameter than SOD and that could be useful biomarker for the evaluation of contaminatedaquatic ecosystems in Tetraclita rufotincta barnacles.

منابع و مأخذ:

 

1. Niyogi, S., Biswas, S., Sarker, S.and Datta, A.G., 2001. Antioxidant enzymes in brackishwater oyster, Saccostrea cucullata as potential biomarkers of polyaromatic hydrocarbon pollution in Hooghly Estuary (India): seasonality and its consequences.  The Science of the Total Environment 281. Pp. 237-246.


2. Dawes, C. J. 1998. Marine Botany. John wiley and sons. N. Y. Pp. 480.


3. کریم‌زاده، ک.، 1383. خالص‌سازی آنزیم سیتوکروم P4501A1 از کبد تاس ماهی ایرانی و طراحی روشELISA  برای سنجش آن. پایان‌نامه دکتری دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات.


4. عمیدی، ر.، 1383. بررسی و اندازه‌گیری عناصر سنگین (نیکل و وانادیوم) و هیدروکربن‌های نفتی در صدف خوراکی Saccostrea cucullata در محدوده جزر و مدی جزیره کیش. پایان‌نامه کارشناسی ارشد دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال. دانشکده علوم و فنون دریایی. آلودگی و حفاظت محیط زیست دریا.


5. کلارک، ار. بی.، 1997. آلودگی دریا. ترجمه زاهد، م. ع. عمیدی دشتی، ز. 1379. انتشارات نقش مهر. ص 103-65.


6. اسماعیلی‌ساری، ع.، 1381. آلاینده‌ها و بهداشت و استاندارد در محیط زیست. انتشارات نقش مهر. ص 590-598.


7. Bebianno, M., Lopes, B., Guerra, L., Hoarau, P. and Ferreira, M., 2007. Glutathione S-tranferases and cytochrome P450 activities in Mytilus galloprovincialis from the South coast of Portugal: Effect of abiotic factors.  Environment International 33. Pp. 550–558.


8. Orbea, A., Ortiz-Zarragoitia, M., Sole, M., Porte, C. and Cajaraville, M., 2001.  Antioxidant enzymes and peroxisome proliferatin in relation to contaminant body burdens of PAHs and PCBs in bivalve mollusks, crab and fish from the Uradaibai and  plentzia estuaries (Bay of Biscay). Aquatic Toxicology 58. Pp. 75-98.


9. Cheung, C.C.C., Zheng, G.s., Lig, A.M.Y., Richardson, B.J. and Lam, P.K.S., 2001.  Relationships between tissue concentrations of polycyclic aromatic hydrocarbons and antioxidative responses of marine mussels, perna riridis. Aquatic Toxicology 52. Pp. 189-203.


10. Reid, D. J. Macfarlane, G.R.  2003.  Potential biomarkers of crude oil exposure in the gastropod mollusc, Austrocochlea poecata: Laboratory and manipulative field studies.  Environmental pollution 12. Pp. 147-155.


11. Lima, I. Moreira, S.M. etc. 2007  Biochemical responses of  the  marine mussel  Mytilus galloprovincialis  to petrochemical environmental  contamination along the North-Western cost of Portugal.  Chemosphere 66. 1230-1242.


12. Luca-Abbott, S.B.  Richardson, B.J. Mcclellaw, K.E. Zheng, G.J. Mrtin, M. Lam, P.K.S.  2005.   Field validation of antioxidant enzyme biomarkers in mussels perna riridis and clams Ruditapes philippinarrum transplanted in Hong Kong coastal waters.  Marine Pollution Bulletin 51. 694-707.


13. Matozzo, V., Ballarin, L. and Gabriella Marin, M., 2004.   Exposure of the calm Tapes philippinarum to 4-nonylphenol: changes in anti-oxidant enzyme activities and re-burrowing capability. Marine pollution Bulletin 48. 563-571.


14. Box, A., Sureda, A., Galgani, F., Pons, A. and Deuderi, S., 2007.  Assessment of environmental pollution at Blearic Islands applying oxidative stress biomarkers in mussel Mytilus galloprovincialis. Comparative Biochemistry and physiology part c146. 531-539.


15. Cajaraville, M.P., Ortiz-Zarragoitia, M., 2006. Specificity of the peroxisome proliferation response in mussels exposed to environmental pollutants. Aquatic Toxicology 78S. Pp. S117-S123.


16. Niyogi, S., Biswas, S., Sarker, S. and Datta, A.G., 2000. Seaonal variation of antioxidant and biotransformation enzymes in barnacle, Balanus balanoides, and their relation with polyaromatic hydrocarbons. Marine Environmental research 25. Pp. 13-26.


17. رحمانی، م. 1380. مطالعه تولید مثل کشتی‌چسب دریای خزر. پایان‌نامه کارشناسی ارشد زیست‌شناسی. دانشکده علوم. دانشگاه تهران. ص 2-12.


18. راس، ل و راس، ب. 1384. ترجمه میرزرگر، س و صیدگر، م. فنون بیهوشی و تسکین در آب‌زیان. انتشارات دانشگاه تهران. 246ص.


19. Benny K. K. Chan. 2001. Studies on Tetraclita Squamosa and Tetraclita Japonica (Cirripedia: Thoracica). I: ADULT MORPHOLOGY. Journal of Crustacean Biology 21(3). Pp. 616-630.


20. Benny K. K. chan, l. M. Tsang, K. Y. Ma, c.-H. Hsu, and K. H. chu. 2007. Taxonomic revision of the acorn barnacles Tetraclita japonica and Tetraclita formosana (Crustacea: Cirripedia) in East Asia based on molecular and morphological analyses. BULLETIN OF MARINE SCIENCE, 81(1). Pp. 101–113.


21. شهدادی، ع.، 1385. تاکسونومی و جغرافیای زیستی کشتی‌چسب‌های بین جزر و مدی خلیج فارس و دریای عمان. پایان‌نامه کارشناسی ارشد زیست‌شناسی. دانشکده علوم. دانشگاه تهران.


22. Shaw, J. P., Large, A. T., Livingstone, D. R., Doyotte, A., Renger, J., Chipman, J. K. and Peters, L. D. 2002. Elevation of cytochrome P450-immunopositive protein and DNA damage in mussels (Mytilus edulis) transplanted to a contaminated site.  Marine Environmental Research. NO. 54. Pp. 505-509.


23. Livingstone. D. R., 1988. Responses of microsomal NADPH-cytochrome c reductase activity and cytochrome P-450 in digestive glands of Mytilus edulis and Littorina littorea to environmental and experimental exposure to pollutants.  Vol. 46: 37-43, l MARINE ECOLOGY - PROGRESS SERIES Mar. Ecol. Prog. Ser. I Published June 30.


24. Cayman Chemical Company, 2008. Superoxide Dismutase Assay Kit, Catalog No 706002.


25. Cayman Chemical Company, 2008. Catalase Assay Kit, Catalog No 707002.