بررسي تجمع زيستي و اثرات آسيب شناسي بافتي ميكروپلاستيك پلي استايرن در ماهي كاراس طلايي (Carassius auratus)

Study on bioaccumulation and histopathological effects of microplastic polystyrene on Goldfish (Carassius auratus)

ميكرو­پلاستيك­ها به­عنوان آلاينده­هاي نو­ظهور شناخته شده­اند و نگراني­هاي گسترده­اي در مورد اثرات سمي بالقوه آن­ها وجود دارد. بررسي عوارض آسيب­شناسي بافتي يكي از روش­هاي مناسب در تشخيص تاثيرات آلاينده­هاي محيطي بر آبزيان است. در اين تحقيق تجمع و جذب ميكرو­پلاستيك­هاي پلي­استايرن (PS-MPs) در آبشش ماهي كاراس طلايي (Carassius auratus) شناسايي و اثرات سمي آن بر بافت­شناسي كلاسيك آبشش بررسي شد. تعداد 232 عدد ماهي مولد سالم با متوسط وزني 41/2±55/18 گرم، جهت انجام آزمايش­ها انتخاب شد. ميكروپلاستيك­ها در دو محدوده اندازه (μm) 25/0 و 8 با دو عملكرد متفاوت (فلئورسنت و غير فلئورسنت) سنتز شدند. آزمايش­ها در دو مرحله انجام شد. در ابتدا بعد از دوره سازگاري، 64 عدد ماهي در غلظت ثابت (PS-MPs) µg/L300 از هر دو اندازه (μm) 25/0 و 8 (PS-MPs) فلئورسنت، قرار گرفتند. نمونه­برداري از بافت آبشش در زمان­هاي 24، 48 و 168 ساعت صورت گرفت و از نمونه­ها با استفاده از ميكروسكوپ فلئورسنت تصوير برداري شد. سپس جهت تعيين عوارض هيستوپاتولوژيك 168 عدد ماهي به مدت 28 روز در معرض ميكرو­پلاستيك­هاي غير فلئورسنت در غلظت­هاي متفاوت (ppm5، 5/0، 05/0، 0) ، قرار گرفته و به روش بافت­شناسي كلاسيك آناليز شدند. پس از 168 ساعت مواجهه ماهيان در غلظت ثابت µg/L300 از ذرات فلئورسنت، مشخص شد هر دو ابعاد (μm) 25/0 و 8 در بافت آبشش تجمع پيدا كرد. بالا­ترين غلظت ذرات MPs تجمع يافته در بافت آبشش به طور متوسط در ذرات با ابعاد (μm) 8 (098/0 ± 701/0 ) و (μm) 25/0(046/0 ± 272/0)، ميكرو گرم به ازاي هر ميلي­گرم وزن خشك آبشش تعيين شد. با بررسي آسيب­شناسي بافت آبشش عوارضي مانند آنوريسم لاملايي، برآمدگي اپيتليوم تيغه­ي ثانويه، انحراف لاملايي، اتصال تيغه­هاي ثانويه، كوتاه شدگي لاملا و سنگفرشي شدن در هر دو گروه اندازه نسبت به گروه شاهد مشاهده شد، اما شدت بروز عوارض، در غلظت­هاي مختلف متفاوت بود. مي­توان نتيجه گرفت اگرچه ميكرو­پلاستيك­ها در آبشش ماهيان تجمع پيدا كرده­اند و بر روي بافت تاثير داشته اند ولي اثرات سمي بالقوه آن­ها تا حدود زيادي نامشخص است و نياز به مطالعات تكميلي در اين زمينه وجود دارد.

Microplastics are known to be emerging contaminants and there are widespread concerns about their potential toxic effects. Histopathological study is one of the appropriate methods in diagnosing the effects of environmental pollutants on aquatics. In this study, the accumulation and adsorption of polystyrene microplastics (PS-MPs) in the gills of Goldfish were identified and its toxic effects on gill histology were investigated. A total of 232 healthy, productive fish, with an average weight of 18.55±2.41 g, were selected. Microplastics were synthesized in two size ranges (0.25 and 8 μm) with two different functions (fluorescent and non-fluorescent). The experiments were performed in two stages. Initially, after the adaptation period, 64 fish were exposed to a constant concentration (PS-MPs) of 300 µg/L of both sizes (0.25 μm) and 8 (PS-MPs) fluorescent. Gill tissue was sampled at 24, 48 and 168 hours and samples were taken using a fluorescent microscope. Then, to determine the histopathological lesions, 168 fish were exposed to non-fluorescent microplastics at different concentrations (0,0.05, 0.5 and 5 ppm) for 28 days and were analyzed for histological lesions. After 168 hours of exposure at 300 µg/L of fluorescent particles, it was found that both dimensions (0.25 and 8 μm) were accumulated in gill tissue. The highest concentration of MP particles accumulated in gill tissue averaged in particles with dimensions of 8 (0.701± 0.098) μm and 0.25 (0.272 ± 0.046) μm, was determined as μg of gill dry weight per milligram. Examination of gill pathology revealed complications such as lamellar aneurysm, secondary blade epithelium protrusion, lamellar deviation, secondary blade connection, lamella shortening and paving in both size groups compared to the control group, but the severity of complications was different in each concentration. It can be concluded that although microplastics have accumulated in the gills of fish and have affected tissues, their potential toxic effects are largely unknown and further studies are needed.