Biomonitoring of toxic organic pollutants in mullet liver microsomes by CYP1A level and 7-ethoxyresorufin O-deethylase (EROD) activity in the West Black Sea region of Turkey

Abstract

Karadeniz, son yıllarda endüstriyel, evsel ve tarımsal aktiviteler sonucunda ortaya çıkan kimyasal kirleticilerin tehdidi altındadır. Endüstriyel alanlar, nehirler ve kıyı şehirleri Karadeniz'de yerel kirlilik yaratma eğilimindedir. Bu çalışmada, PAH, PCB ve dioksin türü kirliliğin miktarı Zonguldak Limanı, Ereğli Limanı, Sakarya Nehir Ağzı, Melen ve Gülüç Dereleri Ağzı ve Amasra'da, Ağustos 2005, 2006 ve 2007'de, kefal balığı karaciğer mikrozomlarında CYP1A proteinine bağlı 7-etoksirezorufin O-deetilaz (EROD) aktivitesi ölçülerek ve CYP1A protein miktarı immünokimyasal yöntemler ile belirlenerek tayin edildi ve izlendi. En düşük EROD aktivitesi Amasra'dan yakalanan kefal balığı örneklerinde ölçüldü. Bu bölge referans bölgesi olarak düşünüldü. Türkiye'nin Batı Karadeniz Bölgesi'nde bulunan,kalabalık nüfusa ve endüstriyel alanlara sahip olan Zonguldak ilinin limanından yakalanan kefal balıklarında Amasra'dan 6-9 kat fazla EROD aktivitesi bulundu. Ereğli Limanı'ndan yakalanan kefal balıklarında da Amasra'dan yakalanan balıklardan 7-9 kat fazla EROD aktivitesi bulundu. Gülüç Deresi bu çalışmadaki oldukça kirli diğer bir istasyondu. Bu istasyondan yakalanan kefal balıklarının EROD aktiviteleri Amasra'dan yakalanan balıkların EROD aktivitelerinden yaklaşık 6 kat fazla bulundu. Melen Deresi Ağzı'ndan yakalanan kefal balıklarının EROD aktiviteleri Amasra'dan 2-2.5 kat daha fazla bulundu. Sakarya Nehir Ağzı'ndan yakalanan kefal balıklarının EROD aktiviteleri Amasra'dan yakalanan balıkların 2-4 katı bulundu. Kefal balığı karaciğer mikrozomlarında CYP1A protein seviyesi immünokimyasal yöntemler ile belirlendi. Elde edilen sonuçlarda CYP1A protein seviyesi ölçümleri, EROD aktivite ölçümleri ile oldukça bağlantılı bulundu. Bu biyokimyasal yöntemlerin yanı sıra, balık karaciğer dokularında toplam PAH konsantrasyonu ölçüldü. Zonguldak Limanı, Ereğli Limanı, Sakarya Nehir Ağzı, Melen ve Gülüç Dereleri Ağzı'ndan yakalanan kefal balıklarının toplam PAH konsantrasyonu referans istasyonu, Amasra'dan daha yüksek bulundu.Bu çalışmada, kefal balığı karaciğerlerinde bulunan indüklenmiş CYP1A protein seviyeleri ve CYP1A proteinine bağlı EROD aktiviteleri ve yüksek toplam PAH seviyeleri, PAH, PCB ve dioksin türü organik kirleticilerin Zonguldak Limanı, Ereğli Limanı, Sakarya Nehri, Melen Deresi ve Gülüç Deresi'nde var olduğunu gösterdi. Bu sonuçlar, bu bölgelerin Türkiye'nin Batı Karadeniz Bölgesi'nde yerel kirlilik yaratma eğiliminde olduğunu göstermektedir.Anahtar Kelimeler: Karadeniz, CYP1A, EROD, Kefal Balığı, PAH, Kirlilik.

The Black Sea has been increasingly threatened by chemical pollutants over the past decades as a result of industrial, anthropogenic, and agricultural activities. Industrial areas, rivers and coastal cities have tendency to create local pollution in the Black Sea. In this study, the extent of PAHs, PCBs and dioxins type pollution was determined and monitored in Zonguldak Harbour, Ereğli Harbour, Sakarya River Mouth, Melen and Gülüç Stream Mouths and Amasra by measuring CYP1A associated 7-ethoxyresorufin O-deethylase (EROD) activity and immunochemical detection of CYP1A protein level in mullet liver microsomes in August 2005, 2006 and 2007. The lowest EROD activities were measured in mullet samples caught from Amasra. This region was considered as reference site. Mullets collected fromZonguldak city harbour, a highly urbanized and industrial city in the West Black Sea Region of Turkey, had about 6-9 times higher EROD activities than those obtained from reference site, Amasra. The highly elevated EROD activities were also detected in mullets captured from Ereğli Harbour which were about 7-9 times higher with respect to the value obtained from Amasra. Gülüç Stream was the other highly polluted station in this study. EROD activities of mullet samples caught from this station were about 6 times higher than Amasra. EROD activities of mullets caught from Melen Stream Mouth were about 2-2.5 times higher than those obtained from Amasra. EROD activities in mullets sampled from Sakarya River Mouth were 2-4 times higher than those caught from Amasra. CYP1A protein levels were also determined in mullet liver microsomes by immunochemical analysis. CYP1A protein level measurements were highly correlated with EROD activity measurements. Besides these biochemical parameters, total PAH concentrations were measured in fish liver tissues. Total PAH concentrations of mullets caught from Zonguldak Harbour, Ereğli Harbour, Sakarya River Mouth, Gülüç and Melen Stream Mouths were higher than those obtained from reference site, Amasra.In this study, the induced CYP1A protein level and associated EROD activities, and high total PAH concentrations in mullet livers showed the presence of PAHs, PCBs and dioxins type organic pollutants in Zonguldak Harbour, Ereğli Harbour, Sakarya River, Melen Stream and Gülüç Stream. These results indicate that these sites have tendency to create local pollution in the West Black Sea Region of Turkey.Keywords: Black Sea, CYP1A, EROD, Mullet, PAH, Pollution.