Çinko, civa ve kalay toksitlerinin arthrospira platensis alginin gelişimi ve antioksidan enzimlerinin üzerine etkisi

Abstract

Teknolojik ve endüstriyel aktivitelerin artması sonucu oluşan metal kirliliği, besin zinciri içerisinde tehlikeli bir boyuta ulaşabilmektedir. Tatlı su ekosistemleri de metal kirliliğinden büyük zarar görmektedir. Özellikle sudaki besin zincirinin ilk basamağını oluşturan alglerin metal stresinden etkilenmesine bağlı olarak ekosistemin tür kompozisyonu değişmekte ve bu durum besin zincirinin üst basamağındaki canlıları da etkilemektedir. Ekosistemin gidişatının izlenmesi ve suda tolere edilebilen maksimum metal konsantrasyonlarının belirlenmesi için yapılan ekotoksikoloji çalışmalarında algler geniş ölçekte kullanılmaktadır. Bu çalışmalarda metal stresine bağlı olarak alg hücrelerinde meydana gelen değişiklikler, toleransı olmayan ve toleranslı yüksek olan algler belirlenmektedir. Alg hücreleri metal stresine karşı çok çeşitli tolerans mekanizmaları geliştirmişlerdir. Bu tolerans mekanizmalarından birisi de alglerde metal etkili oksidatif strese karşı antioksidan enzimlerin aktivitelerinin düzenlenmesine bağlı olarak gösterilen toleranstır. Bu çalışmada A. platensis algi çinko, kalay ve civa ağır metallerinin farklı konsantrasyonlarına maruz bırakılmıştır. Böylece ağır metalin türüne ve konsantrasyonuna bağlı olarak canlının klorofil-a miktarındaki, biyokütlesindeki ve antioksidan parametrelerindeki (SOD, APOD ve GR) değişim belirlenmiştir. Ağır metal seviyesindeki artışın hücresel hasara neden olduğu tespit edilmiştir. Çinko, kalay ve civa uygulanan örneklerde konsantrasyon artışına ve zamana bağlı olarak hem biyokütlede hem de klorofil-a miktarında kontrole göre düşüş olmuştur. Antioksidan parametrelerdeki değişimler incelendiğinde; SOD aktivitesinde kontrole göre en fazla düşüş civa uygulanan örneklerde görülmüştür. APOD aktivitesinde kalay uygulanan örnekler kontrole göre en fazla düşüşü göstermişlerdir. GR aktivitesinde ise çinko, kalay ve civa uygulanan örneklerin tamamında kontrole göre önemli derecede azalmalar görülmüştür. Sonuç olarak, kalayın civa ve çinko ile karşılaştırıldığında, daha toksik olduğu ve toksik etkisini özellikle APOD enziminin sentezi ve aktivitesi üzerindeki selektif etkisi ile gösterdiği söylenebilir. Anahtar kelimeler: Arthrospira platensis, klorofil-a, biyokütle, ağır metaller, antioksidan enzimler.

Metal pollution as a result of the technological and industrial activities can reach to hazardous level at food chain. Fresh water ecosystems have been damaged exceedingly from metal contamination. Especially the algae that constitute the first step of the food chain in water, are affected by metal stress and this situation affects the species composition of ecosystems and the top of the food chain. Algae are used in large-scale both in ecosystem monitoring studies and water eco-toxicology studies that conducted to determine the maximum tolerated concentrations of metals. Due to the metal stress, changes in the algae cells, low tolerance and high tolerance algae are determined in these studies. Algae cells have developed a wide variety of tolerance mechanisms against metal stress. One of these metal tolerance mechanisms in algae is that depending on the organization of antioxidant enzymes against metal effective oxidative stress. In this study, A .platensis was exposed to different concentrations of heavy metals such as zinc, tin and mercury. In this manner, changes in chlorophyll-a concentration biomass, antioxidant enzymes activites (SOD, APOD, GR) were determined. The increase in the level of heavy metals have been found to cause cellular damage. Zinc, mercury and tin applications decreased both biomass and chlorophyll-a content in a time and concentration dependent manner when compared to controls. According to our results, tin was found to be the most effective heavy metal that causes the most significant decreases in biomass and chlorophyll a content. Our results showed that mercury applications caused to maximum decrease in SOD activity while APOD activity was decreased as a result of tin applications. Zinc, mercury and tin concentrations led to the significant reduction in GR activity as compared to control values. The treatments with increasing concentrations of zinc, tin and mercury progressively inhibited the growth of algae and chlorophyll-a valves during 7 days. The activity of SOD was mostly decreased by mercury, while the activity of SOD was by tin. The activity of GR were by both of the heavy metals. Keywords: Arthrospira platensis, chlorophyll-a, biomass, heavy metals, antioxidant enzymes.