SUPERVISOR
Salar Dorafshan,Fatemeh Pikanhirati
سالار درافشان (استاد راهنما) فاطمه پیکان حیرتی (استاد راهنما)
STUDENT
Behzad Pournori
بهزاد پورنوری
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده منابع طبیعی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391
TITLE
Effects of Silver Nanoparticles and Nucleotide on Histopathology of Rainbow Catfish (Pangasianodon hypophthalmus)
In recent years, nanotechnology has been developed dramatically. The use of nanoparticles in different industries and their release into the environment leads to stress due to their presence in the natural environment. In recent decade, it has been proposed to use different compounds in fish diets to improve performance and stress response. One of these compounds is nucleotides (NT), with low molecular weight which has several functions in fish lifecycle. The aim of this study was to evaluate the efficiency of the NT added to the diet of rainbow catfish Pangasianodon hypophthalmus in dealing with various concentrations of waterborne silver nanoparticles and silver nitrate. The fish were fed on diets containing NT (0.75%) or a control diet for 10 weeks. At the end, 40 individuals from each group of fish fed on diet contacting NT or without NT were randomly selected (mean weight 12 ± 0.26 g). Each group of fish were subjected to different concentration of silver compounds including 0 as control, 1 and 20 µg/L of silver nanoparticles, 1 and 20 µg/L and silver nitrate for 10 days under static renewal conditions. So, each group contained of 8 fish. At the end of the period, gill, liver, kidney and intestine tissues were collected to evaluate histopathological changes. The gills and muscle tissue were also collected to measure silver concentration using atomic absorption spectrometry method. Histopathological changes were detected in fish subjected to highest doses of waterborne silver nanoparticles and silver nitrate in both groups of fish fed on diets containing NT or without NT in comparison to the control group. Epithelial cell hyperplasia, inflammation, necrotic epithelial cells, eosinophilic secretions and blood accumulation are the most important histopathological changes in the gill tissues. In the liver tissue, pigmentation of complications, pyknotic nuclears, cytoplasmic vacuolization of hepatocytes and fiber cells were observed. Increased number of goblet cells, villus fusion and destruction are the most obvious intestinal changes. Increased presence of red blood cells and eosinophils, glomerular development, glomerular necrosis, tubular necrosis and inflammatory exudate were observed in the kidney. Based on organ index (I org ), the highest changes was observed in the liver tissue of fish fed on diets without NT subjected to the highest dose of silver nanoparticles. However, no significant differences was found in I org when comparing same tissue of fish fed on different diets subjected to the same treatment (p 0.05). Silver tend to accumulate more in the gill in comparison to the muscle tissues in all treatments. The concentration of silver was significantly lower in the gills of fish fed on diet containing NT in comparison of those fed without NT. In general, the results of this study showed that although dietary NT could cause some differences in the rate of silver accumulation at least in the gill tissues of rainbow catfish, no significant differences were observed in histopathological alternations. Keywords : Nanotechnology, Silver nitrate, Atomic absorption, Organ index (I org ), Accumulation
در سالیان اخیر، توسعه شگرفی در نانو فن آوری پدید آمده است. استفاده از نانوذرات در صنایع مختلف و رهایش آن ها به محیط زیست منجر به بروز استرس ناشی از حضور آن ها در محیط های طبیعی می شود. در دهه اخیر، استفاده از ترکیبات مختلف در جیره غذایی آبزیان به منظور بهبود عملکرد و پاسخ به استرس پیشنهاد شده است. نوکلئوتیدها، ترکیباتی با وزن مولکولی پایین که عملکردهای متعددی در حیات ماهیان دارند، از جمله این مواد هستند. هدف از انجام این پژوهش ارزیابی کارائی نوکلئوتید افزوده شده به جیره غذایی گربه ماهی رنگین کمان Pangasianodon hypophthalmus در مواجهه با غلظت های مختلف نانوذرات نقره و نیترات نقره محلول در آب است. ماهیان به مدت 10 هفته با جیره حاوی نوکلئوتید (075/%) یا جیره شاهد تغذیه شدند. در پایان دوره، 40 قطعه ماهی از گروه تغذیه شده با نوکلئوتید و 40 قطعه از گروه شاهد، به طور تصادفی با میانگین وزنی 26/0± 12 گرم تفکیک شدند. هر گروه از ماهیان (شامل 8 قطعه برای هر گروه) به مدت 10 روز در پنج گروه آزمایشی شامل تیمار شاهد، 1 و 20 میکروگرم در لیتر نانوذرات نقره و 1 و 20 میکروگرم در لیتر نیترات نقره در شرایط ساکن تجدید تحت تیمار قرار گرفتند. در پایان دوره، نمونه برداری از بافت های آبشش، کبد، کلیه و روده به منظور ارزیابی تغییرات آسیب شناسی صورت گرفت. همچنین نمونه برداری از بافت آبشش و عضله به منظور ارزیابی غلظت نقره به روش جذب اتمی انجام شد. نتایج نشان داد که افزودن نانوذرات نقره یا نیترات نقره به آب در هر دو گروه ماهیان تغذیه شده با جیره حاوی نوکلئوتید و بدون نوکلئوتید، تغییرات آسیب شناسی واضحی را در مقایسه با گروه شاهد پدید می آورد. مهمترینآسیبهایبافتی در آبشش شامل هایپرپلازی سلول های اپیتلیال، تورم و آب آوردن تیغه های ثانویه، نکروز سلول های اپیتلیال، ترشحات ائوزینوفیلیک و تجمع خونی بود. در بافت کبد عوارضی همچون تجمع رنگدانه، هسته پیکنوتیک، واکوئله شدن سیتوپلاسم و فیبری شدن سلول های هپاتوسیت مشاهده شد. افزایش تعداد سلول های گابلت، پیوستگی و تخریب ریز پرزها از آسیب های بافتی روده بود. افزایش حضور گلبول قرمز و ائوزینوفیل ها، توسعه گلومرولی، نکروزیس گلومرول، نکروزیس توبولار و ترشحات التهابی در بافت کلیه مشاهده شد. براساس شاخص ارگان (I org ) بیشترین شدت آسیب بافتی در بافت کبد ماهیان تغذیه شده با جیره فاقد نوکلئوتید و در مواجهه با غلظت بالای نانوذرات نقره مشاهده شد. با این وجود، تفاوتی در شدت آسیب بافتی در اندام یکسان بین دو گروه تغذیه شده با نوکلئوتید و بدون نوکلئوتید در مواجهه با یک نوع ماده آلاینده مشاهده نشد (05/0 p). تجمع نقره در بافت آبشش در تمامی تیمارهای آزمایشی بیشتر از بافت عضله بود. میزان غلظت نقره در آبشش ماهیان تغذیه شده با نوکلئوتید نسبت به گروه بدون نوکلئوتید به طور معنی داری کمتر بود. به طور کلی نتایج این تحقیق نشان داد که علی رغم وجود تفاوت در میزان تجمع نقره حداقل در بافت آبشش دو گروه ماهیان مورد بررسی، میزان آسیب های بافتی مشاهده شده بین دو گروه تفاوت محسوسی را نشان نداد. کلمات کلیدی: نانو فن آوری، نیترات نقره، جذب اتمی، شاخص ارگان، تجمع