بخشی از مقاله
چکیده
طیف گسترده اي از ترکیبات - یا مواد شیمیایی - بصورت طبیعی یا مصنوعی وارد منابع آبی می شوند، که می تواند بر گنادها و سایر نقاط سیستم غدد درون ریز تاثیر گذار باشند. این مواد سبب کاهش باروري، ناهنجاري تمایز جنسی و رفتاري، کاهش پاسخ به استرس، نقص ایمنی و یا تغییر متابولیسم پایه می شوند. طیف گستردهاي ازمواد شیمیایی به عنوان EDCs گزارش شده اند. گروهی از ترکیبات - یا مواد شیمیایی - که ویژگی هاي اختلال غدد درون ریز را نشان می دهند، تمایل دارند که بر توسعه و تولید مثل موجودات زنده با دخالت در سنتز طبیعی، ترشح، ذخیره سازي، رهاسازي، انتقال، متابولیسم، اتصال، فعال یا حذف نمودن هورمون هاي درونی یا طبیعی در بدن - که مسئول تولید مثل، توسعه، رفتار و هموستازي هستند - اثر گذارند. بنابراین می توان بیان نمود که حضور هر ماده استروژنی در محیط آبی به دلیل داشتن ساختار مشابه و یا تقلید عملکرد هورمون هاي استروئیدي بویژه استروژن ها و مشتقات آن ها می تواند حیات آبزیان و سلامت انسان را به مخاطره اندازد.
١- مقدمه
طبق تعریف ایوان 2011، یک ترکیب برهم زننده هورمونی1 عبارت است از : یک ترکیب یا ماده شیمیاي خارجی که عملکرد سیستم غدد درون ریز را تغییر داده و در نتیجه اثرات نامطلوبی بر ارگانیسم ها، تولید مثل و یا جمیعت انسان و حیات وحش می گذارد . - Akwasi, 2013 - این مواد شامل دسته گسترده اي از مواد شیمیایی نظیر استروژن/ آندروژن طبیعی، استروژن/ آندروژن مصنوعی، مواد شیمیایی صنعتی و فیتواستروژن ها می باشند
یک تر کیب EDC، ماده اي است که پس از جذب در بدن ظرفیت برهم زدن عملکرد طبیعی ارگانیسم ها را با تولید، انتقال یا پاسخ هورمونی دارد. دانشمندان براین باورند که EDC ها یکی یا همه واکنش هاي زیر را انجام می دهند :
-1 تقلید فعالیت بیولوژیکی هورمون از طریق اتصال به گیرنده سلولی، که می تواند منجر به پاسخ پیش بینی نشده توسط شروع پاسخ طبیعی سلول ها به حضور طبیعی هورمون هاي داخلی
-2 اتصال به گیرنده بدون فعال کردن آن، در این مورد حضور مواد شیمیایی بر روي گیرنده از اتصال هورمون طبیعی جلوگیري می کند - اثر آنتاگونیستی - .
-3 اتصال به پروتئین هاي ناقل در خون، در نتیجه، تغییر سطح هورمون هاي طبیعی که در گردش خون وجود دارد.
-4 تداخل با فرایندهاي متابولیکی در بدن، در نتیجه تاثیر گذاشتن بر سنتز یا میزان تجزیه هورمون هاي طبیعی، بنابراین، تغییر الگوي سنتز و سوخت و ساز نرمال هورمون ها.
-5 تداخل با پروتئین هاي اتصالی که براي انتقال هورمون درونی به مقصد خود عمل می کند.
وقوع اختلال در غدددرون ریز1 از طریق واکنش ترکیبات برون زا2 با غدد درونریز داخلی، منجر به ایجاد مسیرهاي سیگنالینگ در ارگانیسم از طریق یک یا ترکیبی از مکانیسمهاي فوق میشود. لذا EDCs اثر هورمونهاي درونی را شبیه سازي نموده و در نتیجه با دخالت در فعالیت طبیعی هورمون، سنتز و متابولیسم هورمون طبیعی را تغییر میدهند
طیف گسترده اي از ترکیبات - یا مواد شیمیایی - بصورت طبیعی یا مصنوعی وارد منابع آبی می شوند، که می تواند بر گنادها و سایر نقاط سیستم غدد درون ریز تاثیر گذار باشند. این مواد سبب کاهش باروري، ناهنجاري تمایز جنسی و رفتاري، کاهش پاسخ به استرس، نقص ایمنی و یا تغییر متابولیسم پایه می شوند. مواد شیمیایی که به عنوان EDCs گزارش شده اند، عبارتند از: داروها و هورمون هاي مصنوعی - مانند : Ethynylestradiol ترکیبات موجود در قرص هاي پیشگیري از بارداري - ، دیوکسین و ترکیبات شبه دیوکسین؛ مواد شیمیایی صنعتی و آفت کش ها - مانند، بی فنیل هاي پلی کلرینه، fenoxycarb، دي فنیل اترها، پلی برومینه - - PBDEs، - - DDT - : dichloro-diphenyl-trichloroethane و پلاستیسایزر مانند bisphenol A و nonylphenol؛ و علف کش ها - آترازین، دیازینون و پرمترین - . این مواد شیمیایی می تواند اثر منفی بر پستانداران، پرندگان، خزندگان، دوزیستان و ماهیان بگذارند
بدلیل اثرات منفی احتمالی فوق الذکر، بیشتر توجه محققان به حضور و سرنوشت استروژنهاي محیطی در فاضلاب هاي شهري/ صنعتی یا آب هاي سطحی معطوف شده است، به طوري که دامنه بالایی از آنها را کشف نموده اند. با توجه به اثرات گسترده این ترکیبات بر سلامت و شاخصه هاي جمیعتی بویژه تولید مثل ماهیان در محیط هاي آبی و در نظر گرفتن ماهیان بعنوان یک شاخص زیستی مناسب براي بررسی اثر محیطی آنها، مقاله حاضر با هدف بررسی مکانیزم اثر گذاري و فعالیت هاي احتمالی این ترکیبات بر فرایندهاي وابسته به تولید مثل جمع بندي و ارائه می گردد.
-2 برهم زننده هاي غدد درون ریز:
سیستم غدد درون ریز تمام مهره داران براي کنترل و تنظیم تمام عملکردها و فرآیندهاي اصلی بدن، شامل کنترل انرژي، تولید مثل، ایمنی، رفتار - به عنوان مثال مبارزه و یا پاسخ پرواز - ، رشد و توسعه مهم است. عملکرد طبیعی سیستم غدد درون ریز شامل نوسانات گسترده هورمونی و دیگر شاخص هاي بیولوژیکی است. به عنوان مثال، غلظت هورمون هاي جنسی در زمان مشخص بویژه براي عملکردهاي نرمال فیزیولوژیکی، مانند تمایز جنسی، بلوغ و چرخه تولید مثل افزایش می یابد . - Nagahama, 1994; Okuzawa, 2002 - ترکیبات برهم زننده غدد درون ریز - EDCs - از جنبه تکاملی و تولید مثلی یک ارگانیسم زمانی اتفاق می افتد، که آن ها قادر به تغییر بیوسنتز، رهاسازي، انتقال، اتصال، ذخیره سازي، متابولیسم موثر و/یا حذف نهایی هورمون هاي طبیعی باشند.
مواد شیمیایی زیست محیطی که راه خود را به محیط هاي آبی پیدا کرده اند، استروژن محیطی3 - خارجی - نام دارند. EDCs از جمله: 17α-ethinylestradiol، nonylphenol، بی فنیل هاي پلی کلرینه و PCB می توانند به عنوان استروژن درونی عمل کنند و اثر بدي بر سیستم هورمونی ماهی استخوانی بگذارند . - Turker and Takemura, 2011 - مطالعات نشان می دهد که تاثیر EDCs بر هر فرد در محیط آبی به عواملی نظیر، مرحله زندگی ارگانیسم در معرض، فصل، غلظت EDC، مدت زمان در معرض قرار گیري ، غلظت زیستی، حضور سایر EDCs، وجود دیگر عوامل استرس زاي محیطی مانند دما و شوري، جابجایی و محل بستگی دارد .
استروژن ها، هورمون هاي استروئیدي هستند که مهم ترین فرآیندهاي مرتبط با تولید مثل، از جمله تمایز جنسی و بلوغ را کنترل می کنند. Afonso و همکاران. - 2001 - گزارش کردند که در ماهی، بیوسنتز استروژن توسط آنزیم استروئیدساز سیتوکروم P450 آروماتاز صورت می گیرد، که آندروژن را به استروژن تبدیل می کند. این نویسندگان به عملکردهاي اصلی از استروژن به عنوان کنترل تمایز جنسی، بلوغ و تولید مثل اشاره می کنند. علاوه بر این، این هورمون ها نیز بر فرآیندهاي دیگر رشد و هموستازي اثر می گذارند. مطالعات نشان داده که استروژن ها نیز در تنظیم چرخه سلولی و رشد، از جمله رشد رحم در پستانداران، رشد عصبی و تمایز غدد جنسی ماهیان استخوانی نقش دارند
-3 تاثیر EDCs بر آبزیان
شایع ترین مشکلات باروري گزارش شده در ارتباط با ترکیبات برهم زننده غدد درون ریز - یا مواد شیمیایی - در گونه هاي ماهی وحشی عبارتند از :
- 1 - عقب افتادگی و یا برهم خوردن تکامل بیضه.
- 2 - ماهی با بیضه- تخمدان - یعنی تولید سلول هاي تخم در بیضه نر - .
- 3 - افزایش میزان فسفولیپوپروتئین در ماهی نر.
- 4 - اضمحلال بافت گناد.
- 5 - نر شدن ماده ها
- 6 - رفتار تولید مثلی غیر عادي.
سایر اختلالات بیضه اي در برخی از ماهی ها در معرض EDCs شامل ماده سازي، یا عدم وجود مجراي دفران و اختلال در تولید اسپرم در ماهی نر بیان شده است . - Jobling et al., 1998; 2002 - ماهی داراي سیستم تعیین جنسیت پلاستیکی است، که برخی از گونه ها را به آلاینده هاي زیست محیطی و یا ترکیبات خارجی که قادر به تقلید و یا اخلال در فعالیت هورمون هاي جنسی هستند، حساس می کند. اطلاعات موجود درباره اثر EDCs بر ماهی نشان می دهد که تهدید بر سلامت تولید مثل، در نرها بارزتر است
ماهی نر عقیم می تواند فرصت تخم ریزي ماده را از بین ببرد. عوامل انسانی مانند EDC و آلاینده ها می تواند بر گامتوژنز اثر گذاشته و منجر به اختلال در تولید مثل طبیعی شوند. بر این اساس، برخی از رایج ترین ناهنجاري ها در چرخه تولید مثل ماهیان وحشی عبارتند از: توسعه نامتقارن و تغییر شکل مورفولوژیکی گنادها، عقب ماندگی بلوغ جنسی، تغییر در طول مدت دوره رشد گناد، بازجذب سلول هاي جنسی در نر و ماده در مراحل مختلف، افزایش در تعداد ماهیان فاقد تخم ریزي، و کاهش هم آوري. مشخص گردیده که سیستم تولید مثلی تحت تاثیر فاکتورهاي منفی، واکنش هاي متفاوتی نشان می دهد، که با تغییر در ویژگی بازسازي سلول هاي جنسی در مراحل مختلف رشد دیده می شود.
غالبیت سلولها در تقسیمات میتوزي یا میوزي، که حساس تر هستند، می تواند منجر به عقیم سازي کل گناد شود . با توجه به خواص بازسازي سیستم تولید مثل در ماهی، استراتژي تولید مثلی می تواند تحت تاثیر فشار انسانی تغییر کند، که ماهی را براي محافظت از انقراض جمعیت خود قادر می سازد .
وضیعت گناد و تولید مثل ماهی به عنوان شاخص معتبر و قابل اعتماد اختلال غدد درون ریز در سیستم هاي آبی براي مواد شیمیایی طبیعی و مصنوعی در نظر گرفته می شود . - Celino et al.,2009 - گروهی از ترکیبات - یا مواد شیمیایی - که ویژگی هاي اختلال غدد درون ریز را نشان می دهند، تمایل دارند که بر توسعه و تولید مثل موجودات زنده با دخالت در سنتز طبیعی، ترشح، ذخیره سازي، رهاسازي، انتقال، متابولیسم، اتصال، فعال یا حذف نمودن هورمون هاي درونی یا طبیعی در بدن - که مسئول تولید مثل، توسعه، رفتار و هموستازي هستند - اثر گذارند .
بافت ها و گیرنده هاي که در بیوسنتز هورمون، انتقال، فعالیت، و بویژه متابولیسم شرکت می کنند، تحت تاثیر EDCs قرار دارند. ترکیبات EDCs با منشاء محیطی و غذایی ظرفیت ارتباط برقرار کردن با مسیرهاي سیگنالینگ استروژن در مقادیر بسیار کم را دارند. لذا، هنگامی که ارگانیسم در طول زندگی خود در معرض ترکیب فعال هورمونی اگزوژنی قرار می گیرد، رشد و عملکرد آن می تواند مختل شود . - Akwasi, 2013 -
-4 استروژن هاي محیطی
مواد شیمیایی موجود در محیط فعالیت استروژنی یا آندروژنی نشان می دهند، برخی از این مواد شیمیایی بصورت طبیعی در گیاهان یا قارچ ها وجود دارند، برخی توسط فعالیت انسانی شامل کشاورزي یا صنعتی وارد محیط می شوند.
