Nil Tilapyalarında (Oreochromis Niloticus) Bulk ve Nano Çinko Oksit Partiküllerinin Karşılaştırmalı Toksisitesi: Birikim ve Oksidatif Stres Gen Ekspresyonlarına Etkisi
Özet
Bu çalışma, Nil Tilapya (Oreochromis niloticus) üzerinde bulk ve nano çinko oksit partiküllerinin karşılaştırmalı toksisitesini incelemektedir. Nanopartiküller (NP) ve bulk partiküllerin (BP) toksisite, çinko birikimi ve oksidatif stres gen ekspresyonları açısından değerlendirilmiştir. Çalışmada, nano-ZnO ve bulk ZnSO4 partiküllerinin 96 saatlik letal konsantrasyonları (LC50) hesaplanmış, nano-ZnO'nun LC50 değeri bulk ZnSO4’e göre daha düşük bulunmuştur (nano-ZnO 20,376 mg/L; bulk-ZnSO4 78,893 mg/L) ve nano partiküllerin daha toksik olduğu ortaya konmuştur. 7 ve 15 gün boyunca belirlenen subletal konsantrasyonlar (%5 ve %10 LC50), balıkların karaciğer dokularında çinko birikimi ve antioksidan savunma genleri (SOD, CAT, GPx, GST) ile ısı şoku proteini (HSP70) gen ekspresyonları analiz edilmiştir. Çinko birikimi partikül boyutu, doz ve maruziyet süresine bağlı olarak artmış, nano-ZnO partiküllerinin birikimi bulk partiküllere göre daha yüksek bulunmuştur. Gen ekspresyon analizlerinde ise başlangıçta (7. gün) antioksidan ve HSP70 genlerinde anlamlı bir uyarılma gözlemlenirken, daha uzun süreli maruziyette (15. gün) bu genlerin ekspresyonlarında azalma ve baskılanma görülmüştür. Bu bulgular, hem nano hem bulk çinko partiküllerinin balıklarda oksidatif stres yarattığını ancak nano partiküllerin daha şiddetli etki gösterdiğini göstermektedir. Çalışma, NP ve BP'nin toksisitesinin farklı mekanizmalarla gerçekleştiğini tartışmakta ve nano partiküllerin çevresel ve sağlık açısından önemli riskler barındırdığını vurgulamaktadır. Balıklar, çevresel toksisite ve oksidatif stres parametrelerinde biyobelirteç olarak kullanılabilecek uygun modeller olduğu belirtilmiştir. Sonuç olarak, uzunca maruziyetlerde oksidatif stres parametrelerinin düşmesi, prooksidan-antioxidant dengesinin bozulduğunu ve toksik etkilerin arttığını işaret etmektedir. Çalışmanın bulguları, nano ve bulk çinko partiküllerinin sudaki canlılara etkileri konusunda kapsamlı veri sağlamakta, uygun kullanımı ve bertaraf mekanizmalarının önemine dikkat çekmektedir.
This study investigates the comparative toxicity of bulk and nano zinc oxide particles on Nile Tilapia (Oreochromis niloticus), focusing on zinc accumulation and oxidative stress gene expression. The 96-hour lethal concentration (LC50) values were determined for both nano-ZnO and bulk ZnSO4 particles, revealing that nano-ZnO has a significantly lower LC50 (20.376 mg/L) than bulk ZnSO4 (78.893 mg/L), indicating higher toxicity of the nano form. Juvenile tilapias were exposed to sublethal concentrations corresponding to 5% and 10% of their LC50 for 7 and 15 days. The study measured zinc accumulation in liver tissues and quantified gene expression for antioxidant enzymes (SOD, CAT, GPx, GST) and heat shock protein HSP70 using real-time PCR. Results showed that zinc bioaccumulation was dose- and time-dependent, with higher accumulation for nano-ZnO. Gene expression analysis indicated an initial upregulation of antioxidant and HSP70 genes at day 7, followed by downregulation at day 15, suggesting oxidative stress and compromised antioxidant defenses upon prolonged exposure. The findings highlight that both bulk and nano zinc forms induce oxidative stress but nano zinc oxide exerts more pronounced toxic effects. The study discusses differing mechanisms of toxicity linked to particle size and emphasizes the environmental and health risks of nanoparticles. Furthermore, Nile tilapia are validated as suitable bioindicator species in oxidative stress and ecotoxicology research. Overall, the study contributes significant insights into the comparative toxicological effects of bulk versus nano zinc particles in aquatic organisms, emphasizing the necessity of regulated usage and controlled disposal to mitigate ecological harm.
Atıf bilgisi
GÜLSEMİN ŞEN AĞILKAYA SAHİRE KARAYTUĞ. (2025). Nil Tilapyalarında (Oreochromis Niloticus) Bulk ve Nano Çinko Oksit Partiküllerinin Karşılaştırmalı Toksisitesi: Birikim ve Oksidatif Stres Gen Ekspresyonlarına Etkisi. Bidge Yayınları.
