مطالعه آسیب‌شناسی کلیه و شاخص تغییرات هیستوپاتولوژیک(HAI) در ماهی شانک زرد باله(Achanthopagrus latus) به عنوان بیواندیکاتور اثرات آلاینده ها در خلیج فارس

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم پایه، دانشکده دامپزشکی، بخش بافت شناسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران.

2 گروه زیست دریا،دانشکده علوم دریایی و اقیانوسی، دانشگاه علوم و فنون دریایی خرمشهر، خرمشهر،ایران.

چکیده

زمینه و هدف: آلودگی دریا یکی از مهم ترین نگرانی­های کشورهای حوزه خلیج فارس می­باشد که مقادیر زیادی از آلاینده­ها را دریافت می­کند. در این تحقیق، تغییرات هیستوپاتولوژی کلیه ماهی شانک زردباله جمع­آوری شده از خورموسی، برای ارزیابی اثرات آلودگی بر روی آبزیان مورد استفاده قرار گرفت.
روش کار: در این مطالعه 50قطعه ماهی شانک زردباله از پنج ایستگاه نمونه برداری در خور موسی شامل :1)پتروشیمی 2)جعفری 3)اسکله نفتی مجیدیه 4)غزاله 5) زنگی جمع­آوری شدند. کلیه های ایستگاه های نمونه برداری ماهی شانک زردباله جدا و به مدت 12 ساعت در محلول بوئن تثبیت و بر اساس روش­های مرسوم بافت­شناسی مورد مطالعه بافتی قرار گرفتند.
یافته ها: تغییرات هیستوپاتولوژیکی موجود در نمونه­های کلیه شامل اتساع مویرگ­های گلومرولی،کاهش فضای ادراری، افزایش تجمعات ملانوماکروفاژی، انسداد لومن لوله­های ادراری، دژنرسانس لوله­ها و نکروز بود. شاخص تغییرات هیستوژپاتولوژی(HAI) بر اساس فراوانی ضایعات بافتی مشاهده شده در کلیه ماهی­ها تعیین شد. بیشترین میزان HAI بافت کلیه ماهی شانک در ایستگاه پتروشیمی مشاهده شد(05/0>p). کم­ترین مقدار HAI مربوط به خور زنگی بود.
نتیجه­گیری: نتایج مطالعه حاضر نشان داد تغییرات هیستوپاتولوژی کلیه در ماهی شانک زرد باله تحت تاثیر آلودگی خورموسی ایجاد شده و میزان این تغییرات ارتباط نزدیکی با مقدار آلودگی محیطی دارد.

کلیدواژه‌ها


مقدمه

 

در سراسر جهان، ماهی یکی از مهم­ترین منابع دریایی مورد استفاده توسط انسان است. ماهی علاوه بر فراهم آوردن یک منبع مهم پروتئینی که بسیاری از جوامع به آن متکی هستند، باعث ایجاد مشاغل زیادی در نواحی ساحلی در سراسر جهان می­شود(14). به دلیل وجود منابع غنی نفت و گاز در محدوده خلیج فارس و استان خوزستان، بخش عمده صنایع این منطقه را عمدتاً صنایع وابسته به نفت و گاز تشکیل می­دهند. منابع اقتصادی وابسته به این صنایع، باعث شکل گیری پالایشگاه های نفت و پتروشیمی ها در کنار اکوسیستم ارزشمند طبیعی خلیج فارس شده است. نسبت قابل توجهی از نفت منطقه با عبور از خلیج فارس منتقل می شود،‌ از این رو، از شلوغ ترین مسیرهای آبی دنیا به شمار می رود(15). نیمه بسته و کم عمق بودن اکوسیستم خلیج فارس و تبخیر بیشتر از میزان بارندگی و ورودی آب شیرین به آن،‌ موجب ماندگاری آلاینده های وارده به آن شده و با توجه به منابع آلاینده های مختلف در خلیج فارس، به ویژه آلودگی صنایع پتروشیمی، احتمال بالا بودن میزان آلاینده های مختلف و جذب و تجمع آن در بدن آبزیان به ویژه ماهیان زیاد بوده و آلاینده­ها نهایتاً می­توانند وارد زنجیره غذایی و بدن انسان گشته و معضلاتی را در پی داشته باشند(10). شریف پور و همکاران(1387) در مطالعه تغییرات هیستوپاتولوژی بافت‏های بدن ماهی آزاد در اثر آلاینده‏های زیست محیطی حوزه جنوبی دریای خزر، ضایعاتی نظیر هیپرپلازی، چسبیدن تیغه‏های آبششی، خونریزی، واکوئله شدن هپاتوسیت ها، نکروز بافت کبدی و هم­چنین دژنرسانس و نکروز لوله های ادراری کلیوی را گزارش نمودند(8). هم­چنین خلیفی و همکاران(1393)، هیپرپلازی و هیپرتروفی سلول های اپی تلیالی، تلانژیکتازی، ادم، بی نظمی تیغه ها، اتصال تیغه ها را در آبشش ماهی کفشک راست گرد در معرض آلودگی های محیطی گزارش کردند(5). ماهی شانک زرد باله از گونه­های مهم و تجاری خلیج فارس محسوب می­شود. این ماهی در کشورهای حاشیه خلیج فارس از بازار خوبی برخوردار بوده و میزان صید آن نیز بسیار بالا می­باشد. هم­چنین این گونه گزینه­ی خوبی جهت پرورش دریایی محسوب می­باشد، زیرا علاوه بر ارزش اقتصادی بالا، قابلیت سازگاری در شوری­های مختلف را داراست به طوری که در تمام پهنه خلیج فارس، خورها، مصب­ها، حوضچه­های پرورش میگو و تمام حوضه­های آب ریز خلیج فارس(رودخانه های مند، حله، زهره، بهمن شیر و اروندکنار) یافت می­شود(1). در سال های اخیر تکثیر و پرورش این گونه نیز با جدیت دنبال می گردد. کلیه ماهی در یک موقعیت خارج صفاقی در طرفین ستون مهره­ها واقع شده و اندامی قهوه­ای تا سیاه رنگ می­باشد.کلیه به دو قسمت تقسیم می­شود: بخش جلویی که متشکل از عناصر هماتوپوئیتیک(خون ساز) است و بخش پشتی که دفعی است. مهم­ترین وظیفه کلیه در ماهیان، تنظیم اسمزی آب و نمک از طریق دفع مواد نیتروژن­دار زائد بوده، نقش مهمی در نگهداری هموستاز بدن ایفا می­کند. به علاوه، بافت های کلیوی، حجم عظیمی از جریان خون را دریافت کرده و ترشح متابولیت های حاصل از زنوبیوتیک های مختلف را بر عهده دارند. بنابر این کلیه ها به طور مداوم در معرض سموم شیمیایی و اثرات مخاطره آمیز ناشی از آن­ها بوده و اندام هدف مهمی برای بسیاری ازآلاینده­های محیطی هستند(21). Mohamed(2009) در دریاچه ی کارون مصر، در بررسی اثرات آلودگی بر بافت های عضله،کلیه وکبد ماهی های Tilapia zilliiو  Solea vulgaris، دژنرسانس رشته های عضلانی و نکروز بافت عضله، آتروفی و ادم رشته های عضلانی، نکروز سلول های کبدی، ادم رشته­ها و تیغه های آبششی، خونریزی کلیه و ادم کپسول بومن را از جمله ضایعات بافتی مشاهده شده ذکر کردند(18). هم­چنین Camargo و Martinez(2007) بافت های آبشش، کلیه و کبد را در ماهیProchilodus lineatus در یک رودخانه ی شهری آلوده به پساب های شهری و صنعتی واقع در شهر Londrina بررسی کرده و تغییرات هیستوپاتولوژیک چشمگیری را در بافت های مذکور مشاهده نمودند(12). در مطالعه ای که سلیمانی و همکاران در سال 1391 انجام دادند، تغییرات پاتولوژیکی متعددی شامل هیپرتروفی و هیپرپلازی سلول­های، ادم­تیغه­ای، چسبندگی تیغه ها، افزایش تراکم سلول های موکوسی و کلراید و آنوریسم تیغه ای را در آبشش ماهی بیاح، تحت تاثیر آلودگی خور موسی مشاهده کردند(7). در مطالعه ای مشابه سلیمانی و همکاران در سال 1391، آسیب های پاتولوژیکی متعددی شامل واکوئوله شدن هپاتوسیت ها، افزایش تجمعات ملانوماکروفاژی، نکروز سلول های کبدی، اتساع سینوزوئیدها، اتساع فضای دیس، خونریزی را در بافت کبد ماهیان شانک زرد باله و بیاح تحت تاثیر آلودگی خوریات ماهشهر با استفاده از بیومارکر هیستوپاتولوژی گزارش کردند(6). به علت خطرات بالایی که آلاینده­ها برای سلامت اکوسیستم منطقه دارا می­باشند، به دست آوردن برآوردی از میزان آلودگی آبزیان به ویژه ماهیان منطقه به این نوع آلاینده­ها بسیار مهم می­باشد. بنابراین با توجه به ارزش غذایی ماهی شانک زرد باله و بازار پسند بودن این ماهی تجاری در جنوب کشور، تحقیق حاضر با هدف استفاده از پارامتر­های پاتولوژیکی جهت بررسی تاثیر آلودگی محیطی بر این گونه ماهی صورت گرفت.

مواد و روش­ها

در تحقیق حاضر، نمونه برداری در پنج ایستگاه در خور موسی شامل خورهای مجیدیه، غزاله، پتروشیمی، جعفری و زنگی انجام شد. موقعیت جغرافیایی و ویژگی­های ایستگاه های نمونه برداری در شکل 1 وجدول 1 آمده است. لازم به ذکر است که نمونه هایی از ماهی شانک نیز به عنوان شاهد از بندر گناوه جهت مقایسه با ایستگاه های مورد مطالعه جمع آوری شد.

نمونه­برداری

عملیات نمونه برداری، توسط قایق صیادی صورت گرفت. از هر ایستگاه 10 عدد ماهی شانک زردباله توسط قایق صیادی صید گردید. حتی المقدور سعی شد ماهی ها هم اندازه باشند. انتخاب ایستگاه­های حاضر بر اساس میزان آلودگی آب و رسوب هر یک از آن­ها بود(22). مقدار دما، pH و اکسیژن محلول آب هر ایستگاه در زمان نمونه برداری اندازه­گیری شد که مقادیر این پارامترها و هم­چنین منابع اصلی آلوده کننده هر یک از ایستگاه­ها در جدول 3 نشان داده شده است. لازم به ذکر است که نمونه­هایی از ماهیان شانک نیز به عنوان شاهد از بندر گناوه جهت مقایسه با ایستگاه­های مورد مطالعه جمع­آوری شد، چراکه بنابر تحقیقات موجود این ایستگاه دارای آلودگی کمتری نسبت به خورموسی می­باشد(26).

نمونه برداری از کلیه

در هر بار نمونه برداری پس از بیهوش کردن ماهیان با عصاره گل میخک، وزن هر ماهی به وسیله ترازوی دیجیتال با دقت 01/0 گرم و طول کل بدن با استفاده از تخته بیومتری با دقت mm1 اندازه­گیری و ثبت می­گردید. از آن­جا که کلیه اندام عملکردی است و در ماهی،‌ معمولاً به صورت یک نوار طولی در جلو و طرفین ستون مهره­ها قرار گرفته،‌ بخش­های مختلف آن را به آرامی و با دقت به وسیله یک پنس ظریف، از بافت­های اطراف جدا کرده و نمونه به دست آمده از کلیه، با ذکر نام ایستگاه و شماره هر ماهی به طور مجزا در ظروف شیشه­ای درب­دار،‌ در محلول ثبوت بوئن قرار داده می­شد.

مطالعات هیستولوژیک

نمونه­های برداشته شده از کلیه مربوط به هر ماهی ابتدا از محلول ثبوت بوئن خارج، به طور مجزا و همراه با کد مشخص، درون محفظه­های پلاستیکی قرار گرفته و جهت خارج کردن رنگ زرد حاصل از اسید پیکریک موجود در محلول بوئن، به مدت یک شب در الکل 50 درصد نگهداری شدند. سپس سایر مراحل معمول پاساژ بافتی با استفاده از دستگاه هیستو کینت(Tissue processor ) مدل RX-11B,tissue tek rotary, Japan تحت برنامه زمان بندی شده در آزمایشگاه تحقیقات بافت شناسی دانشگاه علوم و فنون دریایی خرمشهر صورت گرفت. پس از آن با استفاده از دستگاه میکروتوم(مدل LEICA-RM2245)، برش­هایی با ضخامت 5 میکرومتر از نمونه­ها تهیه و با استفاده از رنگ هماتوکسیلین و ائوزین رنگ­آمیزی شدند. در مطالعات هیستوپاتولوژیک کلیه ماهی فاکتورهایی از قبیل: بررسی فضای ادراری لوله های کلیوی و میزان اتساع مویرگ­های گلومرولی، جداشدن اپی تلیوم از غشای پایه، میزان هیپرتروفی و هیپرپلازی سلول های کپسول بومن، میزان هیپرتروفی وهیپرپلازی سلول های توبولی، شدت نفوذ لوکوسیتی بررسی اتساع لومن لوله ای، وجود یا عدم وجود قطرات هیالن، میزان تجمعات ملانوماکروفاژهای، ضخیم شدن غشای پایه گلومرول، واکوئوله شدن، تورم ابری و هموراژی در بافت کلیه ماهی مورد مطالعه ایستگاه های مختلف نمونه برداری ارزیابی شدند.

تعیین شاخص تغییرات هیستوپاتولوژی (Histopathologic alterations index :HAI)

 به منظور ارزیابی نتایج پاتولوژیک، تغییرات هیستوپاتولوژیکی مشاهده شده در بافت کلیه ماهیان بر اساس رده بندی انجام شده توسط Camargo و Martinez در سال 2007، از درجه صفر تا سه دسته بندی شدند:

0: هیچ­گونه تغییرات بافتی صورت نگرفته است.

1: تغییرات بافتی اندکی شامل تغییراتی هستند که قابل بازسازی و ترمیم بوده و بافت عملکرد طبیعی خود را با بهبود شرایط محیطی باز می یابد. این تغییرات محدود به بخش های کوچکی از بافت هستند.

2: تغییرات بافتی متوسط شامل تغییراتی هستندکه شدیدتر بوده و عملکرد طبیعی بافت را متاثر می کنند. این تغییرات اگرچه برگشت پذیر هستند، اما اگر محدوده وسیعی از بافت را درگیر کرده باشند و یا این­که شرایط آلودگی محیط هم­چنان ثابت باقی بماند، می توانند به تغیییرات شدیدی منجر شوند.

3: تغییرات بافتی شدید شامل تغییراتی هستند که ترمیم آن­ها حتی در صورت بهبود شرایط محیطی، امکان پذیر نیست.

فرمول زیر جهت تعیین HAI هر بافت استفاده شد(12):

 (HAI = (1×SI) + (10×SII) +(100× SIII

در این فرمول I، II و III مراحل تغییرات بافتی و S به تعداد تغییرات بافتی هر مرحله را نشان می دهد.

مقدار HAI بین 0 تا10 نشان دهنده عملکرد طبیعی اندام، بین11 تا 20 نشان دهنده آسیب اندک به اندام مورد نظر، بین 21 تا 50 نشان دهنده تغییرات متوسط اندام و بیشتر از 100 نشان دهنده آسیب برگشت ناپذیر اندام می باشد(12).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


شکل 1- نقشه­ی منطقه­ی مورد مطالعه و ایستگاههای نمونه برداری

جدول1- مشخصات ایستگاه های نمونه­برداری

فعالیت رایج در منطقه

محدوده­ی عرض جغرافیایی (شمالی)

محدوده­ی طول جغرافیایی (شرقی)

نام خور

دور از فعالیت­های صنعتی و کشتی­رانی

̋  19 ʹ30 °30-̋ 58  ΄27  °30

̋ 00  ΄04  °49-̋ 23  ΄02  °49

زنگی

نزدیکی با مجتمع­های پتروشیمی

̋  36 ʹ28  °30-̋ 19ʹ27  °30

̋  34  ΄06 °49-̋  21  ΄06  °49

جعفری

ورودی فاضلاب واحد کلرآلکالی پتروشیمی

̋̋  03ʹ26  °30-  ̋  37 ʹ25  °30

̋  16 ΄07  °49- ̋  03 ΄07 °49

پتروشیمی

پرورش ماهی در قفس

̋  00 ʹ28  °30-̋  51 ʹ26  °30

̋̋ 03  ΄13  °49-̋10΄11 °49

غزاله

اسکله­ی صادرات نفت

̋̋  01 ʹ28  °30-  ̋̋  01 ʹ27  °30

̋̋ 17 ΄11  °49-  ̋̋ 10 ΄10 °49

مجیدیه

         

 

جدول 2- تغییرات هیستوپاتولوژیک کلیه.

 مرحله I: تغییرات بافتی اندک، مرحله II: تغییرات بافتی متوسط، مرحله III: تغییرات بافتی شدید(12).

تغییرات هیستوپاتولوژیکی کلیه

مرحله آسیب

اتساع مویرگ های گلومرولی،جداشدن اپیتلیوم از غشای پایه، هیپرتروفی و هیپرپلازی سلول های کپسول بومن،هیپرتروفی وهیپرپلازی سلول های توبولی، نفوذ لوکوسیتی، اتساع لومن لوله ای

 

I

کاهش فضای کپسول بومن، قطرات هیالن، هیپرتروفی هسته، واکوئوله شدن، تورم ابری، تجمع ملانوماکروفاژها، هموراژی، کاهش فضای ادراری لوله ها ضخیم شدن غشای پایه گلومرول

 

II

 

نکروز سلول های توبولی، انسداد لومن لوله ای، خون در فضای کپسول بومن

III

 

جدول 3- مقدار پارامترهای فیزیکوشیمیایی آب و منبع آلوده­کننده

میزان آلودگی هر ایستگاه

فعالیت رایج در منطقه

پارامترهای اندازه گیری شده

 

نام خور

رسوب

آب

اکسیژن محلول(mgO2/L)

pH

دما°C

زیاد

زیاد

      ورودی فاضلاب صنایع پتروشیمی

 و واحد کلر آلکالی

2/3

4/8

6/23

پتروشیمی

نسبتا کم

زیاد

نزدیکی با مجتمع­های   پتروشیمی

8/3

4/8

24

جعفری

 

زیاد

زیاد

اسکله­ی صادرات نفت

4/4

8

24

مجیدیه

 

زیاد

نسبتا کم

پرورش ماهی در قفس

2/4

1/8

25

غزاله

 

کم

کم

دور از فعالیت­های صنعتی و کشتیرانی

5/4

8

5/24

زنگی

 

بسیار کم

بسیار کم

ایستگاه شاهد

8/4

93/7

24

گناوه

 

 

جدول4- نتایج زیست­سنجی ماهی شانک زردباله جمع آوری شده از ایستگاه های مختلف.

 

گناوه

زنگی

غزاله

مجیدیه

پتروشیمی

جعفری

طول (سانتیمتر)

14/0±06/22

05/2± 02/20

14/2±01/20

79/1±61/19

82/1±0/21

07/2±42/21

وزن (گرم)

21±1/158

2/20±7/150

28±1/145

3/37±9/172

7/19±1/180

2/22±29/180

 


نتایج مطالعات ماکروسکوپی کلیه

به منظور بررسی ضایعات ماکروسکوپیک، کلیه ماهیان شانک زردباله ایستگاه های مختلف، توسط استریومیکروسکوپ مورد مطالعه قرار گرفتند، ولی هیچ گونه عارضه ای در سطح خارجی نمونه های مذکور مشاهده نگردید.

 نتایج مطالعات میکروسکوپیک کلیه

ساختار بافتی کلیه نمونه­های جدا شده از گروه شاهد طبیعی بود. جسمک های کلیوی(دایره منقطع سیاه) و لوله ای ادراری(پیکان دوسرسفید) با ساختار طبیعی در میان بافت همبند داربستی(٭سیاه) قرار داشتند کپسول بومن با دو لایه جداری(بافت پوششی سنگفرشی ساده،) و احشایی (یک لایه سلول پدوسیت،)،فضا یا داری با اندازه طبیعی(پیکان دو سر سیاه) و کلافه مویرگی(٭سفید) در جسمک های کلیوی مشاهده گردید(پیکان سفید) لوله های ادراری(پیکان منقطع سفید) دارای یک لایه اپی تلیوم مکعبی تا استوانه ای کوتاه و حفره مرکزی(پیکان منقطع سیاه) مشخصی بودند(شکل2).

نتایج مطالعات میکروسکوپیک کلیه ماهی شانک زرد باله در ایستگاه­های مختلف

عوارض هیستوپاتولوژیک مشاهده شده در کلیه ماهی شانک زردباله در ایستگاه های مختلف به شرح زیر بود:

-ایستگاه پتروشیمی: افزایش تجمعات ملانوماکروفاژی، انسداد فضای لوله­های ادراری، نفوذ لوکوسیتی، نکروز سلول­های اپی تلیالی لوله­های ادراری، هیپرتروفی و واکوئولاسیون سلول­های اپی تلیالی لوله­ها، جداشدن لایه اپی تلیومی از غشای پایه، انسداد و یا کاهش فضای لومن، هیپرتروفی کلافه مویرگی، اتساع مویرگ گلومرولی، عوارض پاتولوژیک مشاهده شده در این ایستگاه بودند(شکل3).

- ایستگاه جعفری: در کلیه ماهیان شانک زرد باله در این ایستگاه انسداد و یاکاهش فضای لوله های ادراری، افزایش تجمعات ملانوماکروفاژی، جداشدن لایه اپی تلیومی از غشای پایه، نکروز سلول های اپی تلیالی لوله­های ادراری، هیپرتروفی و واکوئولاسیون سلول های اپی­تلیالی لوله ها، کاهش یا انسداد فضای لوله های ادراری مشاهده شد(شکل4).

- ایستگاه مجیدیه: در این ایستگاه افزایش تجمعات ملانوماکروفاژی(پیکان سفید)، جداشدن لایه اپی تلیومی از غشای پایه(پیکان سیاه)، کاهش فضای کپسول بومن(پیکان منقطع سیاه)، کاهش فضای لوله های ادراری(پیکان منقطع سفید)، هیپرتروفی و واکوئولاسیون سلول های اپی تلیالی لوله ها ی ادراری سر پیکان سیاه) در کلیه ماهیان مشاهده گردید(شکل 4).

- ایستگاه غزاله و ایستگاه زنگی: افزایش تجمعات ملانوماکروفاژی(پیکان سفید)، جداشدن لایه اپی تلیومی از غشای پایه(پیکان سیاه)، کاهش فضای لوله های ادراری(پیکان منقطع سیاه) ضایعات مشاهده شده در این ایستگاه ها بود. لازم به ذکر است وسعت ضایعات یاد شده در ایستگاه غزاله بیشتر از ایستگاه زنگی بود(شکل 5).

نتایج شاخص تغییرات هیستوپاتولوژی(HAI) کلیه ماهی شانک زرد باله

تغییرات هیستوپاتولوژیک کلیه ماهیان شانک جمع آوری شده از ایستگاه های مختلف بر اساس طبقه بندی انجام شده توسط Camargo و Martinez  در سال 2007 رده بندی و در جدول2 در سه رده I(تغییرات اندک)، II(تغییرات متوسط) و III(تغییرات شدید) آورده شد. با توجه به تغییرات پاتولوژیک ایجاد شده در نمونه های کلیه ماهیان شانک زردباله در ایستگاه های مختلف(جدول 5)، شاخص تغییرات پاتولوژیک کلیه این ماهی با استفاده از فرمول زیر در ایستگاه های متفاوت در جدول6 قابل مشاهده است. مقدار HAI برای هر یک از ایستگاه ها به صورت میانگین ±SE بیان شده است.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل2-تصویر میکروسکوپ نوری ساختار بافتی طبیعی کلیه در گروه شاهد ماهی شانک.

 (A) :جسمک های کلیوی(دایره منقطع سیاه)، لوله ای ادراری(پیکان دوسرسفید)، (B): بافت همبند داربستی لوله های کلیوی(پیکان دو سر سیاه)(٭سیاه)(2900×H&E;).

 

 

 

 

 

شکل 3- تصاویر میکروسکوپ نوری تغییرات بافتی کلیه ماهی شانک زردباله در ایستگاه پتروشیمی

;(A) : افزایش تجمعات ملانوماکروفاژی (پیکان سفید)، کاهش یا انسداد فضای لوله های ادراری (پیکان منقطع سفید)، نفوذ لوکوسیتی (٭سفید)،نکروزسلولهایاپیتلیالیلولههایادراری(سرپیکانسفید)،(B) : هیپرتروفیو واکوئولاسیون سلول های اپی تلیالی لوله ها(سر پیکان سیاه)، جداشدن لایه اپیتلیومی از غشای پایه (پیکان سیاه)، انسداد و یاکاهش فضای لومن (پیکان منقطع سیاه)A(725×H&E;) و  B (2900×H&E;).

 

شکل 4- تصاویر میکروسکوپ نوری تغییرات بافتی کلیه ماهی شانک زردباله در ایستگاه جعفری

(A): افزایش تجمعات ملانوماکروفاژی (پیکان سفید)، کاهش یا انسداد فضای لوله های ادراری (پیکان منقطع سفید)، نفوذ لوکوسیتی (٭سفید)، هیپرتروفی و واکوئولاسیون سلول های اپی تلیالی لوله ها(سر پیکان سیاه)، جداشدن لایه اپیتلیومی از غشای پایه (پیکان سیاه)، انسداد و یاکاهش فضای لومن (پیکان منقطع سیاه). ایستگاه مجیدیه(B) : افزایش تجمعات ملانوماکروفاژی (پیکان سفید)،اتساع مویرگ های گلومرولی(پیکان خاکستری)، هیپرتروفی و واکوئولاسیون سلول های اپی تلیالی لوله ها(سر پیکان سیاه)، جداشدن لایه اپیتلیومی از غشای پایه (پیکان سیاه)، انسداد و یاکاهش فضای لومن (پیکان منقطع سیاه) (725×H&E;) و B (2900×H&E;)

 

شکل 5-تصاویر میکروسکوپ نوری تغییرات بافتی کلیه ماهی شانک زردباله در؛ ایستگاه غزاله

.(A) : کاهش فضای ادراری لوله های ادراری(پیکان منقطع سفید)، جداشدن لایه اپیتلیومی از غشای پایه (پیکان سیاه)، انسداد و یاکاهش فضای لومن (پیکان منقطع سیاه) (2900×H&E;)؛ ایستگاه زنگی(B) : جداشدن لایه اپیتلیومی از غشای پایه (پیکان سیاه)(2900×H&E;).

جدول 5- تغییرات هیستوپاتولوژیک کلیه در ماهی شانک زردباله در ایستگاه های مختلف.

مرحلهI:تغییرات اندک، مرحله II: تغییرات متوسط و مرحله III:تغییرات شدید(12)

مرحله  ΙΙΙ

مرحله  ΙΙ

مرحله  Ι

ایستگاه

نکروز سلول های توبولی- انسداد لومن لوله ای

کاهش فضای کپسول بومن-قطرات هیالن-هیپرتروفی­هسته-واکوئوله شدن-تورم­ابری-تجمع ملانوماکروفاژها-هموراژی-کاهش فضای ادراری لوله ها-ضخیم شدن غشای پایه گلومرول

اتساع مویرگ های گلومرولی،جداشدن اپیتلوم از غشای پایه-هیپرتروفی وهیپرپلازی سلول های کپسول بومن- هیپرتروفی وهیپرپلازی سلول های توبولی-نفوذ لوکوسیتی-اتساع لومن لوله ای

پتروشیمی

نکروز سلول های توبولی- انسداد لومن لوله ای

کاهش فضای کپسول بومن-قطرات هیالن-هیپرتروفی­هسته-واکوئوله شدن-تورم­ابری-تجمع ملانوماکروفاژها-کاهش فضای ادراری لوله ها-ضخیم شدن غشای پایه گلومرول

اتساع مویرگ های گلومرولی،جداشدن اپیتلوم از غشای پایه-هیپرتروفی وهیپرپلازی سلول های کپسول بومن- هیپرتروفی وهیپرپلازی سلول های توبولی -اتساع لومن لوله ای

جعفری

انسداد لومن لوله ای

کاهش فضای کپسول بومن-قطرات هیالن-هیپرتروفی­هسته-واکوئوله شدن-تور­ابری-تجمع ملانوماکروفاژها-کاهش فضای ادراری لوله ها-ضخیم شدن غشای پایه گلومرول

اتساع مویرگ های گلومرولی،جداشدن اپیتلوم از غشای پایه - هیپرتروفی وهیپرپلازی سلول های توبولی -اتساع لومن لوله ای

مجیدیه

انسداد لومن لوله ای

کاهش فضای کپسول بومن-قطرات هیالن-واکوئوله­شدن-تجمعملانوماکروفاژها-کاهش فضای ادراری لوله ها-

اتساع مویرگ های گلومرولی،جداشدن اپیتلوم از غشای پایه - هیپرتروفی وهیپرپلازی سلول های توبولی-اتساع لومن لوله ای

غزاله

 

کاهش فضای کپسول بومن- -واکوئوله شدن- تجمع ملانوماکروفاژها-کاهش فضای ادراری لوله ها-

اتساع مویرگ های گلومرولی،جداشدن اپیتلوم از غشای پایه -اتساع لومن لوله ای

زنگی

 

--------

-------

جداشدن اپیتلوم از غشای پایه

شاهد

 

 

 

جدول 6- میانگین HAIکلیه در هر ایستگاه نمونه برداری در ماهی شانک زردباله

 

ایستگاه پتروشیمی

ایستگاه جعفری

ایستگاه مجیدیه

ایستگاه غزاله

ایستگاه زنگی

گروه شاهد

HAI

82/15±66/278

10±275

77/5±33/187

67/51±66/113

08/6±40

1±05/3

 

 

با توجه به مقادیر شاخص هیستوپاتولوژیک کلیه در ماهیان شانک زردباله در ایستگاه های متفاوت و بر اساس رده بندی(12) می توان نتیجه گرفت که ضایعات پاتولوژیک ایجاد شده در ایستگاه های پتروشیمی، جعفری و مجیدیه از نوع ضایعات غیر قابل ترمیم و مختل کننده عملکرد طبیعی اندام می باشد. تغییرات پاتولوژیک ایجاد شده در ایستگاه غزاله از نوع ضایعات برگشت پذیر بوده که اختلالی در فعالیت طبیعی کلیه ایجاد نمی کنند. هم­چنین ضایعات هیستوپاتولوژیک موجود در نمونه های کلیه ایستگاه زنگی آسیب­های جزئی و غیر قابل توجه بوده که تاثیری بر عملکرد اندام ندارند. بر اساس نتایج حاصل از آنالیز HAI، مقدار این شاخص در ایستگاه های پتروشیمی و جعفری به طور معنی داری از سایر ایستگاه­ها بیشتر بود(05/0>P )، ولی اختلاف معنی داری میان این دو ایستگاه وجود نداشت(05/0<P). مقدار HAI در سایر ایستگاه ها نیز اختلاف معنی داری را نشان داد(05/0>p )(نمودار 1).

مقدار HAIکلیه ماهی شانک زردباله در ایستگاه های مختلف مطابق الگوی زیر می باشد:

ایستگاه پتروشیمی≥ ایستگاه جعفری>ایستگاه مجیدیه> ایستگاه غزاله> ایستگاه زنگی

 

 

نمودار 1-میانگین شاخص تغییرات هیستوپاتولوژیکی(HAI) کلیه ماهی شانک زردباله در ایستگاه های مختلف.

 

بحث و نتیجه گیری

 

محققین متعددی اثرات هیستوپاتولوژیک آلاینده­های متفاوت بر بافت های مختلف نظیر کبد، کلیه، آبشش، اپی تلیوم بویایی و طحال در ماهیانی که در معرض آب­های آلوده قرار داشتند، را مورد ارزیابی قرار داده اند(19). تحقیق حاضر نیز با هدف استفاده از تغییرات هیستوپاتولوژیک جهت ارزیابی اثر آلاینده­های محیطی بر ماهی شانک زرد باله در خوریات ماهشهر صورت گرفت. در این رابطه از پارامترهای مورفولوژی و هیستولوژی جهت مطالعه تغییرات پاتولوژیک کلیه تحت تاثیر آلاینده ها استفاده شد. کلیه یک اندام هدف مهم برای اثرات سمی تعداد زیادی ازآلاینده­های محیطی است و در پی قرار گرفتن ماهی در معرض مواد سمی وآلاینده­ها، تغییرات هیستولوژیکی در سطح گلومرول ها و لوله­های کلیوی  ایجاد می­شود(25). مطالعه میکروسکوپی کلیه ماهی شانک، ضایعات پاتولوژیکی متعددی را در این اندام نشان داد. تعدادی از این آسیب­ها نظیر هیپرتروفی و هیپرپلازی سلول­های اپی تلیالی لوله­های کلیوی، جداشدن اپی تلیوم لوله ها از غشای پایه و کاهش فضای ادراری در این گونه ماهی و تقریباً در تمام ایستگاه های نمونه برداری مشاهده شد. در بسیاری از تحقیقات از این ضایعات به عنوان ضایعات پاتولوژیک غیر اختصاصی کلیه یاد شده که پس از قرار گرفتن ماهی در معرض انواعی از آلاینده ها مانند اورگانوکلرین ها، اورگانوفسفات ها، حشره­کش­ها و فلزات سنگین نیز مشاهده شده است(20). این ضایعات، نخستین مرحله فرآیند تخریب سلول بوده و تا ایجاد دانه­های هیالن، که به شکل گرانول­های ائوزینوفیلی بزرگ در درون سلول مشخص می­شوند، پیش می­رود. این گرانول­ها ممکن است درون سلول­ها به دلیل عدم جذب مجدد پروتئین­های پلاسمایی در ادرار ایجاد شود که به آسیب جسمک­های کلیوی می­انجامد(12). در مطالعه حاضر، افزایش قابل توجهی در تعدادتجمعات ملانوماکروفاژی در کلیه ماهیان مورد مطالعه مشاهده شد. پیش از این افزایش مراکز ملانوماکروفاژی کلیوی در گونه­هایی از ماهیان که در محیط­های با کیفیت پایین ساکن بودند و یا آن­هایی که در معرض سطوح بالای‌ مواد شیمیایی قرار داشتند، گزارش شده بود(16). اگرچه احتمالاً فاکتورهای بیولوژیکی و فیزیکی مغشوش کننده ممکن است مسئول افزایش تجمع ملانوماکروفاژی در ماهی باشند(17)، ولی ثابت شده است که حضور آن­ها مفید و موثر بوده، لیکن به عنوان یک اندیکاتور غیر اختصاصی سیتولوژیک قرار گرفتن در معرض محیط های آبی آلوده محسوب می­شوند(16). دیگر ضایعات پاتولوژیک مشاهده شده در کلیه ماهیان مورد مطالعه در تحقیق حاضر شامل دژنراسیون سلول­های اپیتلیالی لوله های کلیوی، اتساع مویرگ­های گلومرولی، واکوئول های داخل سیتوپلاسمی در سلول های اپی تلیالی لوله های کلیوی، کوچک شدن لومن لوله های کلیوی و نکروز لوله­ای، هم چنین توسط Srivastava و همکاران(1990) در ماهی Heteropneustes fossilis قرار داده شده در معرض کلرپیفیروس(Chloropifirous) نیز گزارش شد(24).Camargo  و Martinez(2007)، با مطالعه عوارض بافتی ایجاد شده در بافت هایی نظیرکلیه ماهیان ساکن رودخانه آلوده به پساب های شهری، ضایعات هیستوپاتولوژیک نظیر اتساع گلومرولی و کاهش فضای بومن، تورم ابری سلول های اپی تلیالی لوله های کلیوی، انسداد لومن لوله ها،‌ هیپرتروفی هسته ها و سلول های لوله ای و خون­ریزی را در بافت کلیه گزارش نمودند(12).Silva  و Martinez(2007)، با مطالعه ضایعات بافتی ایجاد شده در بخش پشتی کلیه وهمین­طور تغییرات مورفومتریک بافت بینابینی کلیه در ماهی Astyanax altiparanae ساکن رودخانه آلوده به پساب­های شهری، ضایعات هیستوپاتولوژیک نظیر نکروز توبول ها،انسداد فضای توبولی، اتساع گلومرولی و کاهش فضای بومن، تخریب توبولی، تخریب سلول ها، انسداد لومن لوله­ها،‌ هیپرتروفی هسته­ها و سلول­های لوله­ای و خون­ریزی را در بافت کلیه گزارش نمودند(23). نکروز لوله­های کلیوی تقریباً در همه مطالعات پاتولوژیک به عنوان یکی از اثرات اصلی آلاینده ها بر کلیه ماهیان گزارش شده است(13).

شدت ضایعات پاتولوژیک کلیه ماهی شانک زردباله در ایستگاه های مختلف

نتایج این تحقیق نشان داد که بیشترین فراوانی تغییرات پاتولوژیک مشاهده شده درکلیه ماهی شانک زرد باله مربوط به ایستگاه پتروشیمی و جعفری بوده و میانگین شاخص تغییرات هیستوپاتولوژیک(HAI) در بافت کلیه در این دو ایستگاه به طور معنی داری بیشتر از سایر ایستگاه ها بود(05/0>P ). پیش از این در مطالعات متعددی منبع اصلی آلودگی خور موسی به آلاینده هایی نظیر فلزات سنگین، تخلیه پساب های پتروشیمی گزارش شده و مقدار این آلاینده ها در اطراف این کارخانجات مقادیر بالایی را نشان داد(4، 3، 2). مشاهده بیشترین فراوانی ضایعات پاتولوژیک در ایستگاه پتروشیمی نیز احتمالاً به دلیل آلودگی قابل توجه این ایستگاه توسط پسماندهای کارخانجات پتروشیمی و کارخانه کلر آلکالی می باشد. البته لازم به ذکر است اطلاع دقیقی از انواع آلاینده های موجود در هر خور و مقدار آن­ها وجود نداشته و تنها می توان به تحقیقات محدودی که در ارتباط با اندازه گیری برخی آلاینده ها مانند جیوه وجود دارد، بسنده نمود. در مطالعه ای که گودرزی وهمکاران انجام دادند دریافتند که بیشترین مقدار جیوه موجود مربوط به خور پتروشیمی است که به علت تخلیه پساب­های پتروشیمی می باشد(11). از طرفی نمونه های کلیه ماهی شانک زرد باله جمع آوری شده از ایستگاه جعفری، پس از ایستگاه پتروشیمی، دارای بیشترین فراوانی تغییرات پاتولوژیکی بوده و میانگین HAI آن تفاوت معنی داری با میانگین HAI ایستگاه پتروشیمی نداشت(05/0<P).  احتمالاً دلیل این تشابه نزدیکی این خورها به یک­دیگر می باشد که با توجه به متحرک بودن ماهی، جابجایی میان خورهای نزدیک به هم و تشابه غلظت آلاینده ها درآن­ها منطقی به نظر می رسد. از طرفی بابادی(1395) نیز گزارش نمود که خور جعفری تا حدود زیادی توسط خروجی صنایع پتروشیمی آلوده می شود(3). از طرفی اگر­چه در نمونه های کلیه ماهیان شانک زرد باله مربوط به ایستگاه مجیدیه ضایعات پاتولوژیک در مرحله III(خون درفضای کپسول بومن کلیه) مشاهده شد، ولی وسعت این گونه ضایعات و میانگین HAI در این ایستگاه به طور معنی داری از دو ایستگاه پتروشیمی و جعفری کمتر بود(05/0>p ). هم­چنین میانگین HAI در دو ایستگاه غزاله و زنگی نیز بسیار پایین بودکه نشان­دهنده کمتر بودن غلظت کلی آلاینده­های موجود در این خورها می باشد. خورهای مجیدیه و غزاله از جمله خورهای انتهایی در منطقه خور موسی بوده و احتمالاً جریان های آبی حاوی آلاینده ها کمتر به این خورها راه می یابند. لازم به ذکر است بابادی(1394) گزارش نمود که غلظت جیوه در آب خور مجیدیه و غزاله بیش از سایر ایستگاه ها بوده، ولی اطلاعی راجع به غلظت کل آلاینده های موجود در این خورها وجود نداشته و می توان گفت احتمالاً میزان کلی آلاینده های موجود در این خورها به دلیل دور بودن آن­ها از منابع آلاینده، کمتر است(2).

در تحقیق حاضر بیشترین میزان ضایعات هیستوپاتولوژیک کلیه ماهی شانک زردباله در ایستگاه پتروشیمی مشاهده شد که با توجه به آلودگی قابل توجه این ایستگاه به پسماندهای کارخانجات پتروشیمی و کارخانه کلر آلکالی امری منطقی به نظر می رسید. بنابر نتایج مطالعه حاضر می­توان نتیجه گرفت که آلاینده­های محیطی موجود در خور موسی منجر به ایجاد تغییرات قابل توجهی در ساختار بافتی ماهیان ساکن در این آب­ها از جمله ماهی شانک زردباله می­شود. هم­چنین این نتایج، اهمیت افزودن بررسی­های هیستوپاتولوژیکی را در برنامه­های ارزیابی تعیین کیفیت آب تقویت می­کند.

-اسکندری، غ. 1386. بررسی اثر شوری بر تکثیر مولدین شانک(Acanthopagrus latus) در تانک های تخم ریزی و تأثیر تراکم و شوری روی باقی­ماندگی بچه ماهی آن از وزن 5/0 تا 5 گرم. گزارش نهایی مرکز تحقیقات شیلات ایران. موسسه تحقیقات شیلات ایران، 93ص.

2-بابادی،ص. 1394. نحوه توزیع جیوه در بافت های مختلف ماهی شانک زرد باله (Acanthopagrus latus) خور موسی، خلیج فارس، نشریه شیلات(منابع طبیعی ایران)، دوره 68، شماره 1، صفحه 39-27.

3-بابادی، ص. 1395. ارزیابی میزان غلظت جیوه در آب خور موسی در استان خوزستان، مجله پژوهش آب ایران، جلد 10، شماره 1، پیاپی 20، صفحه 175- 179.

4-پذیرا، ع. 1394. مقایسه تجمع زیستی فلزات سنگین نیکل و کادمیوم در بافت عضله دو گونه ماهی شیر در بندر بوشهر (Scomberomorus guttatus)  و قباد (Scomberomorus commerson . مجله علمی- پژوهشی زیست شناسی دریا دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز سال هفتم، شماره بیست وهشتم. 85-96.

5-خلیفی، خ.، سلامات، ن.، موحدی نیا، ع.، سلاطی، ا. 1393. استفاده از درجه تغییرات بافتی آبشش ماهی کفشک راست­گرد به عنوان بیواندیکاتور آلودگی خور موسی. فیزیولوژی و بیوتکنولوژی آبزیان، سال دوم، شماره سوم.29-36.

6-سلیمانی، ز.، سلامات، ن. 1391. ارزیابی اثر آلودگی خوریات ماهشهر بر کبد ماهیان شانک زردباله(Achanthopagrus latus) و بیاحLiza abu)) با استفاده از بیومارکر هیستوپاتولوژی. مجله علمی پژوهشی زیست شناسی دریا، سال چهارم، شماره 14. 55-65.

7-سلیمانی، ز.، سلامات، ن. 1391. بررسی آسیب شناسی آبشش ماهی بیاح(Liza abu)تحت تاثیرآلودگی آب خور موسی. مجله پاتوبیولوژی مقایسه ای، دوره 9، شماره 2(پیاپی 37)، صفحه 674-665.

8-شریف پور، ع.، رضوانی گیل کلایی، س و کاظمی، ر. 1387. مطالعه هیستوپاتولوژی برخی بافت های ماهی آزاد(Salmo trutta caspius) حوضه جنوبی دریای خزر ناشی از عوامل آلاینده زیست محیطی. پانزدهمین کنگره دامپزشکی ایران، تهران، 9-7 اردیبهشت.

9-عظیمی، ع. 1390. تجمع زیستی فلزات سنگین جیوه، کادمیوم، سرب و مس در دو کفه ای Crassostrea gigas در منطقه بندر امام خمینی (ره). مجله علوم و فنون دریایی، دوره 10، شماره 3، صفحه 32-23.

10-گرویی، ح.، جمیلی، ش.، رستمی، م. 1387. اثر سمیت حاد سولفات آلومینیوم بر بافت آبشش ماهی کلمه(Rutilus rutilus). پژوهش و سازندگی در امور دام و آبزیان، شماره 79، 196-193.

11-گودرزی، م.، اسماعیلی ساری، ع.، ساداتی پور، م.، پوری، ق. 1385. اندازه گیری میزان جیوه ناشی از صنایع کلر الکالی در رسوبات منطقه بندر امام. هفتمین کنگره بین المللی مهندسی عمران، 9ص.

12.Camargo, M.M.P., Martinez, C.B.R. (2007). Histopathology of gills, kidney and liver of a Neotropical fish caged in an urban stream. Neotropical Ichthyology, 5(3); 327-336.

13.Dezfuli, B.S., Simoni, E., Giari, L., Manera, M. (2006). Effects of experimental terbuthylazine exposure on the cells of Dicentrarchus labrax (L.). Chemosphere, 64; 1684–1694.

14.Eurosta, T. (2000). The statistical office of the european union. european parliament fact sheet 4.2.5 fisheries policy. In: www.europarl.eu.int/factsheets4_2_5fi.htm.

15.Floodgate, G.D. (1995). Some environmental aspects of marine hydrocarbon bacteriology. www.europarl.eu.int/factsheets1_1_1fi.htm.

16.Giari, L., Simoni, E., Manera, M.; Dezfuli, B.S. (2008). Histo-cytological responses of Dicentrarchus labrax (L.) following mercury exposure. Ecotoxicology Environmental Safety, 70; 400–410.

17.Manera, M., Serra, R.; Isani, G.,Carpene, E. (2000). Macrophage aggregates in gilthead sea bream fed copper, iron and zinc enriched diets. Journal of Fish Biology, 57; 457–465.

18.Mohamed, F.A.S. (2009). Histopathological studies on Tilapia zillii and Solea vulgaris from Lake Qarun, Egypt. World Journal of Fish and Marine Sciences, 1(1); 29-39.

19.Oliveira Ribeiro, C.A.; Belger, L.; Pelletier, E.; Rouleau, C. (2002). Histopathological evidence of inorganic mercury and methyl mercury toxicity in the arctic charr (Salvelinus alpines).Environmental Research, 90; 217–225.

20.Oliveira, R.C.A., Fanta, E., Turcatti, N.M.; Cardoso, R.J., Carvalho, C.S. (1996). Lethal effects of inorganic mercury on cells and tissues of Trichomycterus brasiliensis. Biocell, 20(3); 171-178.

21.Peebua, P., Kruatrachue, M., Pokethitiyook, P., Kosiyachinda, P. (2006). Histological effects of contaminated sediments in maeklong river

 

 tributaries, thailand, on nile tilapia,Oreochromis niloticus. Sciences Asia, 32; 143-150.

22.Safahieh, A.; Abdolahpur Monikh, F.;

 Savari, A.; Doraghi, A.; Ronagh, M.T. (2014). Spatial and seasonal variations of heavy metal concentration in sediment, Musa estuary (Persian Gulf).Indian Journal of Geo-Marine Sciences, 43; 849-857.

23.Silva, A.G., Martinez, C.B.R. (2007). Morphological changes in the kidney of a fish living in an urban stream. Environmental Toxicology and Pharmacology, 23; 185–192.

24.Srivastava, S.K., Tiwari, P.R., Srivastav, A.K. (1990). Effects of chlorpyrifos on the kidney of freshwater catfish Hetero pneustes fossilis. Bulletin of Environmental Contamination. Toxicology, 45; 748–751.

25.Teh, S.J., Adams, S.M. and  Hinton, D.E. (1997). Histopathologic biomarkers in feral freshwater fish populations exposed to different types of contaminant stress. Aquatic Toxicology, 37: 51–70.

26.Torabi Delshad, S., Mousavi, S.A., Rajabi Islami, H., Pazira A. (2012). Mercury concentration of the whitecheek shark, Carcharhinus dussumieri (Elasmobranchii, Chondrichthyes), and its relation with length and sex. Pan-American Journal of Aquatic Sciences, 7; 135-142.