GtH-। مسئول رشد گناد و تشکیل گامت و GtH-॥ در آزادسازی آن­ نقش دارد. به­ طور کلی، تستوسترون اصلی­ترین آندروژن و E₂ اصلی­ترین استروژن تولید شده در تمام مهره­داران است. اما بسیاری از ماهیان استخوانی نر، ۱۱-کتوتستوسترون نیز تولید می­ کنند و این ترکیب، آندروژن اصلی درگردش در جنس نر بسیاری از گونه­ ها است. ماهیان استخوانی ماده نیز تستوسترون تولید می­ کنند و حتی سطح درگردش این ترکیب می ­تواند به اندازه­ ­E₂ نیز باشد [۴۴].
استروئیدهای جنسی را می توان به دو دسته اصلی تقسیم نمود؛ ترکیبات شبه­آندروژنی و ترکیبات شبه­استروژنی. در این بخش چگونگی فرایند اثربخشی این ترکیبات و اثرات مخرب آن­ها بیان می­ شود.
۲-۱-۱- ترکیبات شبه آندروژنی
آندروژن­ها گروهی از هورمون­ها یا ترکیبات هستند که عمدتا رشد و توسعه سیستم تولیدمثلی نر را تحت تاثیر قرار می­ دهند. در حالی­که ضد آندروژن­ها، داروها یا ترکیباتی هستند که فعالیت هورمون آندروژن را متوقف میکنند. هورمون آندروژن اصلی در ماهیان ۱۱-کتوتستوسترون است که قسمت عمده آن توسط بیضه­ها تولید می­ شود. از جمله نقش آندوژن­ها در بدن، تنظیم GnRH، اسپرماتوژنزیز، ایجاد رفتارهای طبیعی جنس نر، عملکرد طبیعی ضمایم و غدد جنسی و سایر اثرات غیر تولیدمثلی از قبیل عملکرد سیستم ایمنی، متابولیسم استخوان و توسعه ماهیچه است. ترکیبات شیمیایی شبه آندروژنی، از طریق اتصال به گیرنده­های آندروژنی از آندروژن­های طبیعی تقلید می کنند و مسیرهای سیگنال دهنده سلولی را تحت تاثیر قرار می­ دهند [۳۹].
اثرات کوتاه مدت حضور آندروژن­ها یا ضد­آندروژن­ها بر ماهیان هنوز به طور کامل شناخته نشده است. هرچند نمونه­هایی از اثرات این ترکیبات شامل نرسازی کپورماهیان دندان­دار (Cyprinodontidae) ماده در رودخانه­هایی که پساب کارخانه­های تولید چوب و کاغذ را دریافت می­ کنند، است. این ویژگی­های نرینه شامل ایجاد باله مخرجی (گنوپودیوم) تغییر یافته در ماهیان باردار، رفتارهای جفت­گیری شبیه به جنس نر، ایجاد ماهیان هرمافرودیت (وجود همزمان اووسیت­های زرده­دار و کیست­های اسپرماتید و اسپرماتوزوا) است. در تحقیق دیگری که بر روی جنین مارماهی زنده­زا (Zoarces viviparus) در معرض پساب حاصل از کارخانه تولید خمیر چوب انجام گرفت، مشاهده شد که نسبت جنسی به نفع جنس نر تغییر کرده است [۶۳، ۶۴].
در حال حاضر روش­های موجود برای تشخیص اثرات EDC­ها به ویژه برای آندروژن­ها ناکافی، محدود و اکثر تحقیقات انجام شده مربوط به اثرات استروژن­ها بر تولیدمثل است.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

۲-۱-۲- ترکیبات شبه استروژنی
استروژن نام گروهی از هورمون‌های جنسی مربوط به جنس ماده است که در رشد و توسعه ویژگی­های جنسی و روند تولید مثل در این جنس نقش اساسی دارد. شکل ۲-۳ برخی از مهم­ترین مسیرهای تاثیر ترکیبات شبه استروژنی بر سیستم درون­ریز را نشان می­دهد. بررسی ادرار زنان نشان می دهد که هر زن می ­تواند روزانه حدود ۷ میکروگرم E₁، ۴/۲ میکروگرم E₂ و ۶/۴ میکروگرم استریول (E₃)^[32] دفع کند. از سوی دیگر، کاربرد زیاد قرص­های جلوگیری از بارداری که حاوی ترکیبات استروژنی هستند نیز مقادیر زیادی از این ترکیبات را وارد سیستم فاضلاب می­ کند. بنابراین به نظر می­رسد که کارخانه­های تصفیه فاضلاب یکی از منابع اصلی این نوع آلاینده­ها هستند چرا که این ترکیبات توسط فرایندهای مرسوم تصفیه جدا یا تجزیه نمی­ شود [۵۱]. توانایی این هورمون­های استروژنی ۱۰ تا ۱۰۰ برابر بیشتر از ترکیبات شبه هورمونی است [۳۹]. پساب ناشی از فعالیت­های کشاورزی و دامپروری نیز از منابع بالقوه ایجاد ترکیبات شبه استروژنی هستند. جدول ۲-۱ برخی از این ترکیبات به همراه کاربرد و تعدادی از اثرات احتمالی آن­ها را نشان می­دهد.
مطالعات انجام شده نشان داده­اند که عوارض حاد ناشی از حضور ترکیبات شبه­استروژنی شامل ایجاد جنسیت بینابینی، کاهش تحرک اسپرم، کاهش جمعیت ماهیان، کاهش اندازه­ گناد و انحراف نسبت جنسی به نفع ماده است. درحالی­که ازجمله عوارض حضور کوتاه­مدت این ترکیبات می­توان به تولید ویتلوژنین در جنس نر و یا تغییر الگوی تولید آن در جنس ماده اشاره کرد [۵۴].
به­ طور کلی اختلال در تولیدمثل طبیعی ماهی توسط استروژن­ها در مراحل لاروی و جنینی از طریق سنتز تعداد غیر طبیعی گیرنده استروژنی و در مراحل بالاتر چرخه زندگی از طریق تحریک گیرنده­های استروژنی در ماهیان ماده بالغ یا نابالغ در زمان­های نامناسب و یا ماهیان نر بالغ یا نابالغ ایجاد می­ شود [۳۹].
۲-۱-۳- اثرات زیستی ترکیبات مخرب سیستم درون­ریز (ترکیبات شبه استروژنی)
آنالیز شیمیایی آب و رسوبات به علت گران بودن و طیف گسترده­ی EDC­ها، روش کارآمدی برای شناسایی این ترکیبات نیستند. بنابراین استفاده از ویژگی­های فیزیولوژیکی گونه­ ها نه تنها می ­تواند نمایانگر اختلال در سیستم درون­ریز و سلامت تولیدمثلی ماهی باشد، بلکه می ­تواند تصویر روشنی از اثرات این ترکیبات در سطح موجود زنده فراهم آورد. شاخص­ های زیستی در مطالعات صحرایی ابزارهای نیرومندی در ردیابی اثرات یک ماده یا ترکیبی از مواد هستند [۴۹]. شاخص­ های زیستی این­چنین تعریف شده ­اند: “تغییر در پاسخ بیولوژیکی (اعم از پاسخ­های مولکولی، سلولی و فیزیولوژیک) که می­توانند در ارتباط با حضور یا اثرات سمی ترکیات شیمیایی در محیط زیست باشند” [۷۸].
الف- ویتلوژنین و سایر پروتئین­های تولیدمثلی مخصوص جنس ماده
در بدن ماهیان، هیپوتالاموس که به محرک­های محیطی حساس است و از این طریق به همزمانی چرخه تولیدمثلی در فصل مناسب کمک می­ کند، با هورمون­های تولیدی خود هیپوفیز را تحت تاثیر قرار می­دهد و موجب ترشح هورمون­های گنادوتروپین از آن می­گردد (شکل ۲-۴). این هورمون­ها بر تخمدان اثر می­ کند و سبب تولید E₂ از آن می­شوند. این هورمون به گیرنده­های خود در کبد متصل و سبب سنتز پروتئین­های مهم تولید مثلی از قبیل ویتلوژنین و پروتئین زونارادیاتا (Zrp)^[33] موجود در پوسته تخم می شود (شکل۲-۳).
ویتلوژنین یک فسفولیپوگلیکوپروتئین مخصوص جنس ماده است که توسط کبد ماهی ماده در پاسخ به استروژن­های داخلی در چرخش، در مرحله زرده سازی سنتز می­ شود .این ماده ترکیب اصلی تشکیل دهنده زرده تخم است که پس از تولید در کبد، توسط جریان خون به تخمدان منتفل می­ شود و در آن­جا نهایتا به عنوان ماده مغذی لازم برای رشد جنین، جذب اووسیت­ها می­گردد [۳۹].
شکل ۲-۳) مسیرهای اصلی عملکرد ترکیبات شبه­استروژنی موجود در محیط [۲۶]:
هورمون­های استروئیدی از قبیل E₂، تستوسترون و پروژسترون در سلول­های گنادی سنتز می­شوند. بازدارنده­­ی آنزیم­ های CYP450 از جمله داروها و آفت­کش­ها در این­ قسمت عمل می­ کنند.
هورمون­ها از گنادها به جریان خون ترشح می­شوند و از طریق انتشار یا به صورت متصل به SHBG در دسترس سلول­ها قرار می­گیرند. ترکیبات سمی می­توانند میزان در دسترسی هورمون­ها را با تغییر میزان SHBG تغییر دهند.
هورمون استروئیدی به درون سلول انتشار می­یابد.
هورمون به داخل محوطه­ی پیش­هسته­ای جایی که گیرنده­های آزاد ® وجود دارد، انتشار می­یابد.
هورمون یا مقلد آن به گیرنده متصل می­ شود. تحقیقات نشان داده است که بسیاری از ترکیبات شیمیایی مصنوعی به گیرنده­های استروژنی یا آندروژنی متصل می­شوند.
گیرنده ® اکنون به لیگاند طبیعی یا مصنوعی متصل می­ شود، متحمل تغییراتی در ساختار می­گردد و در نهایت همودایمر تشکیل می­دهد.
همودایمرها با تجمع فاکتورهای رونویسی (tf)^[34]، یک گروه رونویسی تشکیل می­ دهند که به توالی­های خاصی در DNA ژن­های وابسته به هورمون که به عنوان عناصر پاسخ به هورمون (HRE)^[35] شناخته می­شوند، متصل می­­شوند.
mRNA به خارج از هسته و به درون سیتوپلاسم انتقال می­یابد.
پروتئین­ها به کمک اسید­های آمینه­ (aa) متصل به tRNA خاص (فلش­های پررنگ) و ریبوزوم­ها و از روی mRNA الگو، سنتز می­شوند.
پروتئین که محصول اصلی سیستم درون­ریز است می ­تواند به شکل آنزیم، هورمون پروتئینی یا فاکتور رشد و یا جزء ساختاری سلول باشد. مثالی از یک شاخص وابسته به هورمون، ویتلوژنین است.
در برخی موارد اثر ترکیبات سمی مخرب سیستم درون­ریز از طریق تغییر عملکرد کبد اعمال می­ شود.
به­ طور طبیعی، ویتلوژنین تنها در پلاسمای ماهی ماده وجود دارد اما ماهیان نر نیز دارای ژن کدکننده این ترکیب هستند. بنابراین وقتی در معرض استروژن­های خارجی قرار می­گیرند، این ژن به راحتی القاء می­ شود. از جمله مناسب­ترین روش­های آزمایشگاهی برای سنجش حضور و اثرات استروژن­ها در محیط، سنجش تولید ویتلوژنین توسط هپاتوسیت­های کبد ماهی است. از روش­های اندازه ­گیری این ترکیب، آنالیز نمونه­های پلاسما با آزمون­های ایمنولوژیک از قبیل الایزا^[۳۶] و یا وسترن بلات با آنتی­بادی­های خاص است. از آنجایی­که ویتلوژنین یک پروتئین گلیکولیپیدی بزرگ و در برخی گونه­ ها شکننده و ناپایدتر است، احتمال دارد در زمان استفاده از آزمون­های ایمنولوژیک تخریب شود و مشکلاتی را به وجود آورد. بنابراین اندازه ­گیری بیان ژن کدکننده آن با استفاده ازReal-time PCR به دلیل دقت بسیار بالا، اخیرا بیش­تر مورد توجه قرار گرفته است [۱۰۱]. به دلیل سرعت بالای القاء VTG mRNA، این روش می ­تواند در پایش کوتاه­مدت اکوسیستم به­کاررود.
شکل۲-۴). مکانیسم اثر هورمون استرادیول در تولید VTG و Zrp در ماهیان. در پاسخ به محرک­های نوری (hv)، GTH-। از هیپوفیز ترشح و توسط جریان خون به تخمدان­ منتقل می­ شود. در این بافت E₂ سنتز و توسط جریان خون به کبد می­رود و سبب تولیدVTG و Zrp در این بافت می­گردد. این دو ترکیب نهایتا در اووسیت­های در حال تشکیل، تجمع می­یابند [۳۹].
ب- مطالعات فیزیولوژیک و رفتاری
از دیگر شاخص­ های زیستی مورد استفاده در تعیین اثرات EDCها، مطالعات فیزیولوژیک و رفتاری ماهیان است. مطالعه­ همزمان میزان ویتلوژنین و بافت­شناسی گناد، درک گسترده­ای از سم­شناسی تولیدمثلی^[۳۷] به همراه دارد [۴۹]. در ماهیان نر، اثر مستقیم سنتز ویتلوژنین در شامل ایجاد جنسیت بینابینی در گناد، کاهش کلسیم در فلس و اسکلت، هایپرتروفی کبد، آسیب به کلیه، هدررفت شدید انرژی، تاخیر در ایجاد بیضه یا ایجاد بیضه غیر­طبیعی و در نتیجه کاهش شایستگی تولیدمثلی است [۳۹]. به علاوه تولید این ترکیبات در جنس نر سبب اختلال در دینامیک و عملکرد طبیعی خون می­گردد [۸۹]. از سوی دیگر ممکن است ویژگی­های ثانویه جنسی و علائم بدنی نیز به درستی تکامل نیابند و این مساله منجر به عدم بروز رفتارهای جنسی یا بروز رفتارهای غیرطبیعی گردد. در لارو ماهیان نر، حضور هورمون­های استروژنی در طی دوره حساسی از توسعه گنادی می تواند سبب ماده­سازی کامل فنوتیپ شود. این موضوع سبب ایجاد ماده­های ظاهراً طبیعی می­گردد در حالی که این ماهیان از نظر ژنتیکی نر هستند. در ماهیان ماده، اثرات استروژن­های خارجی از اهمیت کمتری برخوردار است و می ­تواند سبب رسیدگی و توسعه زود هنگام و خارج از فصل تخمدان شود. سنتز خارج از برنامه Zrp در ماهیان ماده سبب ایجاد پوسته غیر طبیعی در تخمک، کاهش کیفیت تخم و در نتیجه کاهش بقا می­گردد [۳۹].
ج- شاخص­ های وضعیت
شاخص­ های اورگانوسوماتیک (نسبت وزن اندام/ وزن بدن) به ویژه GSI اطلاعات دقیقی از اندام موردنظر فراهم می­ کند. آلاینده­ها می­توانند تغییرات سریع و شدیدی را در این شاخص ­ها به ­وجود آورند. این تغییرات بسته به فصل و چرخه­ زندگی متفاوت هستند [۵۶، ۵۷].
۲-۲- مرور منابع
۲-۲-۱- فراسنجه­های خونی
ویژگی­های خون­شناسی ماهیان یکی از مهم­ترین عوامل منعکس­کننده ارتباط خصوصیات اکوسیستم آبی و سلامت آن­ها است. فراسنجه­های خونی در ماهیان تحت تأثیر عوامل فیزیولوژیک مانند جنسیت، مرحله تولیدمثل، سن، اندازه و وضعیت سلامت آن­ها تغییر می­ کند و بنابراین شاخص مناسبی از وضعیت سلامت گونه­ های مختلف محسوب می­ شود. این فراسنجه­ها تحت تأثیر عوامل خارجی نظیر فصل، دمای آب، غذا، تنش­های محیطی، انواع آلودگی و انواع بیماری­ها نیز دچار تغییر می­شوند [۱۰۵]. مطالعات اندکی در رابطه با اثرات EDCها بر فاکتورهای خون­شناسی ماهیان انجام گرفته و بیش­تر اطلاعات در رابطه با سایر مهره­داران است.
مطالعه کلارک^[۳۸] (۱۹۸۴) بر روی پستانداران نشان داد که تعادل بین هورمون­های جنسی نر و ماده بر میزان حساسیت سیستم ایمنی موثر است. به­ طور کلی هورمون جنسی نر (تستوسترون) محرک سیستم ایمنی و E₂ و ترکیبات مصنوعی استروژنی غیر استرادیولی از قبیل دی­اتیل­استیل­بسترول بازدارنده­های قوی سیستم ایمنی هستند. در طول بارداری تغییرات قابل توجهی در اندام­های لنفاوی مشاهده می­ شود، سطح E₂ در سرم افزایش می­یابد، تعداد لنفوسیت­ها به طور غیرطبیعی کم و ایمنی سلولی متوقف می­ شود [۲۲].
مطالعه انجام شده توسط گلوب^[۳۹] و همکاران (۲۰۰۴) در مورد تاثیر دی­اتیل­استیل­بسترول و متوکسی­کلر بر فاکتورهای خونی میمون رزوس (Macaca mulatta) نشان داد که تیمار میمون­ها با ۵/۰ میلی­گرم دی­اتیل­استیل­بسترول/ کیلوگرم/ روز سبب کاهش معنی­دار گلبول­های سفید به ویژه لنفوسیت­ها، هموگلوبین و هماتوکریت نسبت به گروه شاهد می­ شود. درحالی­که تیمار آن­ها با ۵۰ میلی­گرم متوکسی­کلر/ کیلوگرم/ روز تاثیری بر فراسنجه­های مذکور نداشت [۴۰].
ون­ دن استین^[۴۰] و همکاران (۲۰۱۰) مشاهده کردند که در معرض گذاری سار اروپایی (Sturnus vulgaris) با گروهی از اترهای بی­فنیلی پلی برومینه (PBDE)^[41] به مدت ۶ ماه به میزان ۱۴۰ میکروگرم/کیلوگرم وزن بدن اثر معنی­داری بر فراسنجه­های خونی این پرنده از قبیل میزان گلبول­های قرمز، غلظت هموگلوبین و هماتوکریت ندارد [۱۰۵].
آریکن و پلامپ^[۴۲] (۱۹۹۰) نشان دادند که در معرض قرارگیری گربه­کاهی کانالی (Ictalurus punctatus) با حشره­کش اورگانوفسفاته مالاتیون^[۴۳] منجر به افزایش اریتروسیت­ها، هموگلوبین و میانگین هموگلوبین ذره­ای (MCH) ^[۴۴] و کاهش لوکوسیت­ها می­ شود [۱۱].
آدیمو^[۴۵] (۲۰۰۷) اثرات سرب (یکی از فلزات مخرب سیستم درون­ریز) را بر فاکتورهای خون­شناسی نوعی گربه­ماهی با نام علمی Clarias gariepinus بررسی کرد. در این مطالعه، کاهش اریتروسیت­ها و میزان هموگلوبین و در نتیجه کم­خونی وکاهش لوکوسیت­ها و بنابراین تضعیف سیستم ایمنی مشاهده شد. در این مطالعه هر سه شاخص حجم متوسط گویچه قرمز (MCV)^[46]، میانگین غلظت هموگلوبین ذره­ای (MCHC)^[47] و MCH در گروه تیمار نسبت به گروه شاهد افزایش یافت [۷].
در مطالعه­ ای که توسط برنتسن^[۴۸] و همکاران (۲۰۱۰) بر روی پست اسمولت آزادماهی اطلس (Salmo salar) تغذیه شده با اندوسولفان^[۴۹] انجام شد، هیچ­گونه تغییری در ویژگی­های خون­شناسی از قبیل میزان اریتروسیت و هموگلوبین مشاهده نشد [۱۶].
همان­طور که در مثال­های مذکور مشاهده می­ شود، اثرات ترکیبات مخرب سیستم درون­ریز بر فراسنجه­های خونی بسیار متفاوت و حتی گاهی متناقض است و به عواملی همچون گونه مورد بررسی، نوع ماده شیمیایی یا ترکیب و مقدار آن­ها بستگی دارد.
۲-۲-۲- بافت­شناسی گناد، GSI و نسبت جنسی
اولین شواهد مبنی بر توسعه غیرطبیعی گناد در ماهی مقارن با کشف القاء ویتلوژنین در آن­ها بود. بیش­تر اطلاعات در این مورد، مطالعاتی است که بر روی ماهیان در معرض پساب کارخانه­های تصفیه­ی فاضلاب در انگلستان، انجام گرفته است. این ماهیان مسلما تحت تاثیر آلاینده­هایی با فعالیت استرونی قرار گرفته­اند [۲۶].
هریس^[۵۰] و همکاران (۱۹۹۷) به شواهدی مبنی بر ممانعت از رشد بیضه­ها در ماهیان بالغ قزل­آلای­رنگین­کمان (Oncorhynchus mykiss) در رودخانه­ا­ی در انگلستان که شدیدا توسط ترکیبات استروژنی به­ ویژه آلکیل­فنول­ها^[۵۱] آلوده است، دست یافتند [۴۲].
گیمنو^[۵۲] و همکاران (۱۹۹۷) زمانی­که یک جمعیت نر از کپورمعمولی (Cyprinus carpio) را در دروه­ی جنینی-لاروی به مدت سه روز در معرض پنتیل­فنول قرار دادند، هیچ اثری بر تمایز جنسی یا تکثیر سلول­های پیش­ساز جنسی^[۵۳] مشاهده نشد اما زمانی که این در معرض­گذاری طولانی­تر و از قبل از تمایز جنسی (۲۴-۵۱ روز پس از تفریخ) صورت گرفت، موجب تشکیل مجرای تخم­بر و کاهش تعداد سلول­های پیش­ساز جنسی گردید [۳۶].