Gökkuşağı alabalıklarında (oncorhynchus mykiss) büyüme genlerinin (GH, IGF-1, IGF-2) ekspresyonu ile serum kortizol düzeyleri üzerine yaş ve mevsimsel değişimlerin etkisi

Abstract

Ektotermik omurgalılar olan balıklar, büyüme süreçleri boyunca mevsimsel sıcaklık değişimlerinden etkilenir ve bu değişime karşı hormonal yollu bir yanıt oluşturur. GH ve IGF'ler, mevsimsel sıcaklık değişimlerine karşı balıklarda büyüme ve gelişimi düzenlemektedir. Bu çalışmada; farklı mevsim sıcaklığı ve yaş aralığındaki gökkuşağı alabalıklarının karaciğer ve kas dokularında, büyümenin biyolojik belirteçleri olan büyüme faktör genlerinin belirlenmesi ve stres parametrelerinden serum kortizol ve glikoz düzeyleri arasındaki ilişkinin ortaya çıkarılması amaçlanmıştır. Araştırmada ocak ve temmuz dönemlerine ait 50 - 1000 gr ağırlığında 20 adet yavru ve 20 adet ergin gökkuşağı alabalığı (Oncorhynchus mykiss) kullanılmış ve 10'ar örnekten 4 gruba ayrılmıştır. Alabalıkların kuyruk venlerinden kinaldin anestezisi altında kan alınmış ve serum örnekleri elde edilmiştir. Kas örnekleri, dorsal yüzgeç ile yan çizgi arasında kalan kas dokusundan alınmıştır. Elde edilen serum örneklerinde GH ve kortizol hormonları ELISA yöntemi ile glikoz düzeyleri kolorimetrik olarak belirlenmiştir. Karaciğer ve kas doku örneklerinden mRNA ve cDNA sentezleri yapılmış ve RT-PCR'da uygun primerler kullanılarak GHR, IGF-1 ve IGF-2 genlerine ait ekspresyon düzeyleri incelenmiştir. Analiz sonuçları değerlendirildiğinde en yüksek serum glikoz düzeyine sahip temmuz dönemi ergin alabalık grubu ile ocak dönemi yavru alabalık grubu arasında istatistiksel bir fark gözlemlenirken (p<0,001), diğer gruplar arasında anlamlı bir fark gözlenmemiştir. Serum kortizol düzeylerinin temmuz dönemi yavru alabalık grubunda diğer gruplara göre artış gösterdiği ancak gruplar arasında istatistiksel düzeyde fark olmadığı tespit edilmiştir. Temmuz dönemi yavru alabalık grubunun serum GH düzeylerinin, ocak dönemi yavru ve ergin alabalık gruplarına göre anlamlı düzeyde yüksek olduğu belirlenmiştir (p<0,001). Ocak döneminde yavru alabalıkların karaciğer dokusunda IGF-1 ve IGF-2 genlerinin ergin alabalıklara göre 8 - 18 kat, aynı şekilde kas dokusunda GHR, IGF-1 ve IGF-2 genlerinin yavru alabalıklarda 2 - 11 kat daha yüksek eksprese olduğu tespit edilmiştir. Benzer artışlar temmuz dönemi yavru alabalıkların karaciğer GHR, IGF-1 ve IGF-2 genlerinde gözlenirken, kas dokusunda yaşa bağlı büyüme faktör genlerinde önemli bir artış gözlenmemiştir. Mevsimsel sıcaklık değişimine bağlı aynı yaştaki ergin alabalıkların karaciğer dokusunda GHR ve IGF-2 genlerinin ocak döneminde temmuz dönemine göre 2 kat; kas GHR, IGF-1 ve IGF-2 genlerinin ise temmuz döneminde 2 - 6 kat fazla eksprese olduğu belirlenmiştir. Yavru alabalıkların karaciğer ve kas dokularında IGF-1 gen ekspresyonunun temmuz ve ocak dönemleri arasında farklı olmadığı; IGF-2 geninin ise ocak döneminde 2 kat daha yüksek eksprese olduğu görülmüştür. Farklı mevsim sıcaklığı ve yaş aralığındaki gökkuşağı alabalıklarında sıcaklık değişimlerinin stres oluşturmadığı görülmüştür. Yavru ve ergin gökkuşağı alabalıklarının yüksek sıcaklıkta artan GH düzeyleri ile büyüme ve gelişimi düzenleyebileceği, aynı zamanda büyüme ve gelişim süreçlerinde düşük sıcaklığa yavru gökkuşağı alabalıklarının ergin gökkuşağı alabalıklarına göre daha iyi uyum sağladığı kanısına varılmıştır. Anahtar Kelimeler: GH, GHR, IGF-1, IGF-2, kortizol, mevsimsel sıcaklık ve yaş.

Fish, which are ectothermic vertebrates, are affected by seasonal temperature changes throughout the growth processes and create a hormonal response against these changes. GH and IGFs regulate growth and development of fish against the seasonal temperature changes. The aim of this study is to determine growth factor genes, which are biological markers of growth in liver and muscle tissues of Rainbow trout in different seasonal temperatures and age ranges and the reveal of the relationship between serum cortisol and glucose levels from stress parameters. A total of 20 juvenile and 20 adult Rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) ranging from 50 to 1000 gr, belonging to the january and july period, were used and separated into four groups of 10 samples each. Blood was drawn from the tail veins of the trout under quinaldine anesthesia and serum samples were obtained. Muscle samples were obtained from the muscle tissue between the dorsal fin and the side line. GH and cortisol hormone levels from the obtained serum samples were obtained using the ELISA method and glucose levels were determined colorimetrically. mRNA and cDNA syntheses were made from liver and muscle tissue samples and the expression levels of GHR, IGF-1 and IGF-2 genes were examined using appropriate primers for RT-PCR. The analysis results showed that there was a statistical difference between the july period adult trout group, with the highest serum glucose level, and the january period juvenile trout group (p<0,001) but no significant difference between the other groups. The serum cortisol levels showed an increase in the july period juvenile trout group in comparison to the other groups but no statistically significant difference was determined between the groups. It was determined that the serum growth hormone levels of the july period juvenile trout group were significantly higher than those of the january period juvenile and adult trout groups (p<0,001). Also, the IGF-1 ve IGF-2 gene expression in the liver tissue of the january juvenile trout group was 8 to 18 times higher compared to the adult trout group and the GHR, IGF-1 and IGF-2 gene expression in the muscle tissue was two to eleven times higher in the juvenile trout group than in the adult trout group. Similar increases were observed in the GHR, IGF-1 and IGF-2 gene expression in the liver of the july period juvenile trout but no significant increase in growth factor genes regarding muscle tissue was observed. The GHR and IGF-2 gene expression in the liver tissue of adult trout of the same age due to seasonal temperature change was two times higher in the january period compared to the july period and it was determined that the GHR, IGF-1 and IGF-2 genes in the muscle showed a two to six times higher expression in the july period. It was observed that the IGF-1 gene expression in the liver and muscle tissue of juvenile trout showed no difference between the july and january period but that the IGF-2 gene showed a two times higher expression in the january period. It was seen that the temperature changes did not cause stress in the Rainbow trout with different seasonal temperatures and age ranges. It was concluded that the GH levels, which increase with high temperatures in juvenile and adult Rainbow trout, can regulate growth and development and that juvenile Rainbow trout better adapt to low temperature during growth and development processes in comparison to adult Rainbow trout. Key words: Cortisol, GH, GHR, IGF-1, IGF-2, seasonal temperature and age.