عوامل استرس زا به عنوان عوامل پنهان در بروز خسارات آبزی پروری (بخش پنجم)

اکسیژن محلول، استرس اکسیداتیو و سلامت آبزیان (بخش دوم)

همچنین، فشار اتمسفر همراه با DO نیز بر بقاء ماهی (همچون مواردی که در گربه ماهی ریشدار Pelteobagrus vachelli ، کپور معمولی Cyprinus carpio و ماهی کاراس Carassius carassius  توسط محققین، نشان داده شده است) مؤثر می باشد. آزادماهی های بالغ با کاهش اکسیژن محلول به بالادست مهاجرت می کنند. کمبود اکسیژن محلول می تواند باعث استرس، کاهش رشد یا مرگ ماهی شود. تقاضای اکسیژن شیمیایی (COD) و نیاز اکسیژن بیوشیمیائی (BOD) رویکردهای معمول برای ارزیابی کیفیت آب و تأثیر آن بر زندگی آبزیان می باشند. پارامترهای COD و BOD برای تعیین کمیت میزان اکسیژنی که گونه‌های آبزی (و مواد شیمیائی موجود در ستون آب) برای تنفس نیاز دارند، استفاده می‌شوند. آلاینده های آلی منجر به COD می شوند و BOD می تواند اکسیژن محلول آب را کاهش دهد.

جامدات محلول تام (TDS) نیز ممکن است سلامت آبزی پرورشی را مختل کند. TDS شامل املاح، مواد معدنی و سایر مواد معدنی در حجم مشخصی از آب است. آبزی در اثر استرس اسمزی تولید شده توسط سطوح TDS ممکن است تلف شود. دما، شوری، فشار هوا و سایر مواد محلول بر توانایی آب در حفظ اکسیژن محلول تأثیر می‌گذارند. بنا به علل متعدد، گورخرماهی در تمامی مراحل حیات، مدل بسیار مناسبی برای مطالعه اثرات استرس اکسیداتیو در مهره داران محسوب می گردد. این عوامل شامل جنین شفاف، مقرون به صرفه بودن، شباهت ژنومی به انسان، فرآیندهای ساده مرتبط با رشد، همآوری بالا و سایر ویژگی های سودمند می باشد. بنا به همین دلایل، گورخرماهی ارگانیسم مدل ارزشمندی برای مطالعه استرس اکسیداتیو و تأثیرات آن بر سلامت و رفتار به شمار می آید. اندازه کوچک، تکامل سریع و قابلیت ردیابی ژنتیکی این ماهی آن ها را به عنوان آبزی ایده‌آلی برای بررسی مکانیسم‌های اساسی استرس اکسیداتیو و ابداع درمان‌های جدید برای کاهش اثرات منفی اقلیمی تبدیل نموده است.

مطالعه روی گورخرماهی نشان داده است که سطوح DO می تواند به طور معناداری بر فیزیولوژی و رفتار آنها تأثیر بگذارد. به عنوان مثال، قرار گرفتن در معرض سطوح پایین DO می تواند باعث استرس اکسیداتیو شده، سیستم ایمنی بدن را مختل نموده و استعداد ابتلا به بیماری را افزایش دهد. برعکس، قرار گرفتن در معرض سطوح بالای DO نیز می تواند با تجمع ROS ، منجر به بروز استرس اکسیداتیو شود.

آبزیان برای متابولیسم مواد غذایی و تبدیل غذا به انرژی به اکسیژن نیاز دارند. بنابراین، مقادیر ناکافی DO در محیط آنها می تواند به طور بالقوه منجر به گرسنگی و فقر تغذیه ای شود. این مشکل باعث کندی رشد، نقص ایمنی و مرگ در آبزی خواهد گردید.

همانگونه که گفته شد DO پائین به آبزیان استرس وارد می کند، سیستم ایمنی آنها را تضعیف و آنها را مستعد ابتلا به بیماری ها می سازد. آبزیان تحت استرس ممکن است حرکتشان کند شده، غذا نخورند یا به سمت آب هایی شنا کنند که اکسیژن محلول در آن ها بالاتر است. سطوح پایین DO بر تولید مثل آبزیان نیز مؤثر است. در گونه های متعددی مشخص شده است که، سطوح پائین اکسیژن محلول تولید یا کیفیت تخم را دچار افت می سازد. علاوه بر این سطوح پایین DO آمونیاک تولید شده از مواد دفعی آبزیان را سمی تر می کند. حفظ اکسیژن محلول در محدوده مناسب، کاهش آلاینده های آلی و پایش کیفیت آب می تواند شرایط آبزی پروری را بهبود بخشد. آبزیان به طور کلی در زمان کاهش نیاز به اکسیژن، نسبت به تنش اکسیژن محیطی و کاهش میزان اکسیژن محلول در آب تحمل بالایی را از خود نشان می دهند.

در شرایط طبیعی، احتمالا شنای سریع نسبت به شنای مداوم با حفظ حداکثر سرعت، رایج تر بوده و بستگی به میزان اکسیژن محلول دارد. وقتی آبزی در معرض میزان پائین DO قرار می گیرد توانایی شنای کمتری از خود نشان می دهد با این حال در شرایط معمول، سرعت شنای آبزی، در حد متوسط است. با این حال در شرایط خاص و غیر معمول، عدم دسترسی کافی به اکسیژن می تواند منجر به تولید ROS و شروع استرس اکسیداتیو در آبزی شود. این موضوع ممکن است به دلیل شرایط نامناسب سلامت آبزی و یا کاهش میزان اکسیژن محلول در محیط اتفاق بیفتد.

 استرس اکسیداتیو به عدم تعادل بین رادیکال های فعال اکسیژن تولید شده و توانایی سیستم‌های بیولوژیک برای حذف این رادیکال ها یا ترمیم آسیب‌های ناشی از آن ها به پروتئین‌ها، لیپیدها و DNA دلالت دارد.

به گفته Wedemeyer و همکاران (1976)، کاهش میزان اکسیژن محلول، می تواند سبب بروز آسیب به سیستم ایمنی آبزی شده و در نتیجه جانور را  مستعد ابتلا به انواع بیماری ها نماید. علاوه بر این، طبق نظر Mellergaard و Nielsen (1995)، هیپوکسی باعث تشدید بیماری زایی توسط بیماری های خاص بومی می گردد. حساسیت آبزی نسبت به غلظت‌های پایین DO به عوامل متعددی همچون گونه‌، مرحله زندگی (تخم، لارو و یا مرحله بلوغ)، فرآیندهای حیاتی (مانند تغذیه، رشد تولید مثل و ...) و سایر فعالیت ها (نظیر استراحت، شنا، هضم و ...) بستگی دارد.

استرس اکسیداتیو و عملکرد ایمنی در آبزیان با یکدیگر رابطه تنگاتنگی دارند. زمانی که تولید ROS از دفاع آنتی اکسیدانی فراتر رود، ماهی دچار استرس اکسیداتیو می شود. با این وجود، ROS ناشی از غلظت های بالای DO نیز می تواند باعث استرس اکسیداتیو (ناشی از میزان بالای ROS) در آبزیان گردد. از سوی دیگر ROS می تواند باعث آسیب های سلولی شود که منجر به مشکلات مختلف سلامتی از جمله اختلال در عملکرد سیستم ایمنی بدن می گردد. همچنین ROS ، لیپیدها، پروتئین ها و DNA را از بین می برد و باعث اختلال در عملکرد سلول و منجر به ابتلا به بیماری ها و یا مرگ جاندار می شود. تشکیل ROS با سطوح بیش از حد DO، دما، آلودگی یا استرس متابولیک افزایش می یابد.

استرس اکسیداتیو می تواند باعث ایجاد چندین تغییر در سطح سلولی و فیزیولوژیک شود که باعث بروز مخاطره در زندگی آبزیان می شود. از جمله  رشد را متوقف ساخته، سیستم ایمنی را تضعیف نموده، خطر ابتلا به بیماری ها را افزایش داده و بافت ها و اندام ها را اکسیده می کند.

چنین شرایطی در سیستم‌های آبزی‌پروری متراکم که مستلزم ذخیره سازی با تراکم های بالاست گزارش شده است. در این سیستم ها آبزیان به دلیل کاهش میزان اکسیژن محلول بر اثر تراکم بالا و یا تماس با متابولیت های آلوده کننده محیط دچار استرس می شوند. همانگونه که محققین نشان داده اند، در محیط های آبی، شرایط برای تکثیر عوامل بیماریزای بومی مستعد است. یکی از جنبه های اهمیت میزان اکسیژن محلول در آب، ارتباط این پارامتر با احتمال شیوع بیماری در محیط است. همانگونه که توسط عبدالتواب و همکاران (2019) و شومیکر و همکاران (2000)  گزارش شده، مشخص شده است که شیوع بیماری ناشی از هیپوکسی تأثیر منفی بر رشد و بهره وری آبزیان دارد.

اکسیژن برای بقاء تمامی موجودات زنده، یکی از الزامات حیاتی است. با این حال، مقدار اکسیژن مورد نیاز در اندام های مختلف ممکن است متفاوت باشد. استرس اکسیداتیو ناشی از متابولیت های O2 می تواند باعث آسیب بیشتر به بیومولکول های سلولی شود. همانطور که در گورخرماهی مشاهده می‌شود، استرس اکسیداتیو، از قرار گرفتن در معرض طیفی از عوامل استرس‌زای محیطی، از جمله (اما نه محدود به) مواد شیمیایی، تشعشع، نانوذرات، آفت‌کش‌ها و فلزات سنگین ناشی می گردد.  Chowdhury و Saikia (2022) بر این عقیده اند که این مدل جانوری تا حد زیادی از توان تعمیم نتایج و قابلیت اطمینان را برای تحقیق در زمینه مکانیسم های اکسیداتیو در حوزه های پزشکی، اکولوژی و محیط زیست ارائه می دهد.

اجتناب از استرس اکسیداتیو و تلاش در محدود سازی تولید ROS به رشد آبزیان در مزارع آبزی پروری کمک می کند. در آب شیرین هنگامی که DO به کمتر از 6-5 میلی گرم در لیتر کاهش پیدا می کند، موجودات آبزی وارد هیپوکسی می شوند (دونگ و همکاران، 2011).

فقدان اکسیژن و هیپوکسی با افزایش استرس، اشتهای ضعیف، رشد کند، استعداد ابتلا به بیماری و تلفات (عبدالتواب و همکاران، 2019)، موجب کاهش جمعیت، تنوع گونه ای و در نهایت میزان آبزی تولید شده می گردد (بریتبورگ، 2002). هیپوکسی به میزان متوسط ​​باعث کاهش اشباع اکسیژن و فشار اکسیژن در خون آبزی می شود. همواره، هیپوکسی حاد و مزمن (متوسط ​​تا شدید) باعث کاهش pH خون، افت pO2، میزان اکسیژن کل، Na+ و Cl- در پلاسما می‌شود (Aboagye و Allen، 2018).

چندین ژن در واکنش های استرس اکسیداتیو در آبزیان ایفای نقش می نمایند. استرس اکسیداتیو به دلیل اثرات منفی بر سلامت و میزان حجم تولید آبزیان، نگرانی قابل توجهی را برای صنعت شیلات و آبزی پروری ایجاد می کند (ایزاک و همکاران، 2012). بررسی ژن‌های دخیل در استرس اکسیداتیو در آبزیان، بخش مهمی از تحقیقات علمی را به خود اختصاص داده است، چرا که می‌تواند در مورد مکانیسم‌های اساسی استرس اکسیداتیو بینش واضحی ارائه داده و استراتژی‌های نوآورانه را برای کاهش آن ایجاد نماید. همانطور که توسط Zhang و همکاران گزارش شده است (2018)، آنزیم های آنتی اکسیدانی، سوپراکسید دیسموتاز (SOD)، کاتالاز (CAT)، GPx، و گلوتاتیون ردوکتاز (GR) نقش مهمی در خنثی سازی ROS و محافظت از سلول ها در برابر استرس اکسیداتیو دارند.

هموگلوبین، پروتئین موجود در گلبول قرمز، در انتقال اکسیژن در سراسر سیستم گردش خون در اغعلب جانوران بسیار مهم است. دیده شده که هموگلوبین در ماهی ها عملکرد بالقوه ای در مهار ROS و محافظت از سلول ها در برابر استرس اکسیداتیو نشان می دهد. پروتئین های شوک حرارتی (HSPs) گروهی از چاپرون های مولکولی (پروتئین‌های که نقش حیاتی در تثبیت پروتئین‌های تانخورده و یا تاخوردن پروتئین در محل مناسب را ایفا می‌کنند) هستند که با محافظت از سلول ها در برابر آسیب در طول دوره های استرسی، مانند استرس اکسیداتیو، نقش مهمی در پاسخ استرس سلولی ایفا می کنند. HSP ها (پروتئین های شوک حرارتی) نقش مهمی به ویژه در پاسخ به استرس اکسیداتیو در فرآیند تا خوردن مجدد پروتئین هایی دارند که آسیب دیده و یا به اشتباه تا خورده اند، (زیلر و بیل لولا، 2021).

مطالعات زیست‌شناسی مولکولی به محققان این امکان را داده است که ژن‌های کاهش‌دهنده استرس اکسیداتیو در آبزیان و تعاملات آن‌ها با یکدیگر و محیط را کشف کنند. محققان در حال حاضر از ترانس کریپتومیکس، پروتئومیکس و مطالعه ساختار ژنومی برای کشف ژن ها و مسیرهای استرس اکسیداتیو در آبزی و ابداع اقدامات مدیریتی جدید استفاده می کنند. محققان از زیست شناسی مولکولی برای تولید انواع دارو، دستیابی به فناوری های جدید و اقدامات تغذیه ای و محیطی برای به حداقل رساندن اثرات استرس اکسیداتیو در پرورش آبزیان استفاده می نمایند.

عوامل استرس زا به عنوان عوامل پنهان در بروز خسارات آبزی پروری (بخش چهارم)

برگرفته از مقاله: فاکتورهای فیزیکوشیمیائی آب و فیزیولوژی استرس اکسیداتیو در ماهی

نوشته: Soumya V.Menon و همکاران (2023)

 

اکسیژن محلول، استرس اکسیداتیو و سلامت ماهی (بازدید کنندگان عزیز با توجه به عدم نمایش کامل جداول در صفحه وبلاگ می توانند بخش چهارم را از اینجا دانلود نمایند)

پرورش آبزیان نیازمند تأمین اکسیژن محلول (DO) در بازه ای مطلوب و دقیق است. اکسیژن محلول تحت تأثیر هوادهی، دما، فتوسنتز، تجزیه مواد آلی، تنفس، شوری، فشار و عوامل دیگر تغییر می کند. در نتیجه، تمرکز بر بررسی و روش های مختلف تولید اکسیژن و تأمین آن، در مقاله حاضر جایگاه اساسی داشته است. سطوح پائین تر (هیپوکسی) و یا بالاتر (هیپراکسی) از حد نیاز آبزی به واسطه متغیرهای متعددی بر فیزیولوژی آبزیان مؤثر می باشند.  به عنوان مثال اکسیژن محلول بر فیزیولوژی ماهی های آب شیرین به روش های متفاوتی تاثیر گذار است. این عامل می تواند بر تغییرات رفتاری و فیزیولوژیکی مختلف ماهی همچون شنا، تغذیه، تنفس، رشد، تولید مثل، مدیریت بیماری، بازماندگی، پارامترهای بهداشتی و ایمنی اثر داشته و آن ها را دچار تنش نماید. علاوه بر این، DO برای بقا و سلامت آبزیان، بسیار ضروری است.

آبزیان، اکسیژن مورد نیاز برای تنفس را از آبی که در آن شناور هستند به دست می آورند و اگر سطح اکسیژن محلول در آب محیط اطراف کافی نباشد. می تواند اثرات زیانباری بر سلامت آنها داشته باشد. Swingle، برای ماهیان گرمابی، جدولی را در خصوص میزان اکسیژن محلول مورد نیاز پیشنهاد نموده است (1969):

ردیف	میزان اکسیژن محلول (میلی گرم بر لیتر)	اثرات
1	≤0.3	تنها با مدت کمی قرار گرفتن در معرض این میزان اکسیژن محلول، ماهی ها تلف می شوند.
2	1-0.3	پس از قرار گرفتن طولانی مدت ماهی در معرض این میزان از اکسیژن محلول، تلفات رخ می دهد
3	5- 1	ماهی ها در این میزان اکسیژن محلول زنده می مانند با این حال، در صورت تداوم وضعیت، رشد آنها متوقف می شود.
4	5	این حد از اکسیژن محلول برای اغلب ماهی های آب شیرین مناسب است. رشد ماهیان گرمابی در این میزان از اکسیژن محلول سرعت می یابد.

 

Carlos و Siefert اثرات کاهش اکسیژن بر روی تخم‌ و لارو قزل‌آلای دریاچه (Salvelinus namaycush) و سوف دهان بزرگ (Micropterus salmoides) را بررسی کردند (1974). در این تحقیق مشخص شده است که قابلیت این ماهی ها برای تحمل هیپوکسی و شنا در شرایط هیپوکسی مزمن با بازسازی ویژه در ماهیچه های آبشش، قلب و شنا افزایش می یابد. علاوه بر این، افزایش هماتوکریت، میل ترکیبی بالاتر هموگلوبین در اتصال به اکسیژن، افزایش ظرفیت بی‌هوازی و افزایش برون ده قلبی از سایر عوامل مؤثر بر تحمل هیپوکسی در ماهی به شمار می روند.

عدم دسترسی به اکسیژن، به ویژه در شرایط هیپوکسی، همراه با دما نیز می تواند بر حیات بعضی موجودات مؤثر باشد. در دمای 7 و 10 درجه سانتیگراد، رشد ماهی قزل آلای دریاچه (از لقاح تا اولین تغذیه) در تمامی تیمارهای زیر اشباع اکسیژن (≤50٪ پایین تر از حالت اشباع) دیده شد شد، اما بقا در تمام غلظت ها به جز در محدوده 50٪ اشباع و در دمای 7 درجه سانتیگراد به صورت منفی تحت تأثیر قرار گرفت. سوف دهان بزرگ در تیمار 35 درصد اشباع اکسیژن و دمای 20 و 23 درجه سانتی گراد آب محیط زنده ماند. در این ماهی در تیمار 70 درصد اشباع اکسیژن 70٪ رشد محدود شد. در 50% اشباع و پایین تر، تفریخ پیش رس تخم ها انجام و اولین تغذیه به تعویق افتاد. همچنین مشخص شد که میزان اکسیژن محلول به طرق مختلف موجب بروز محدودیت در رشد ماهی می شود.

ردیف	میزان اکسیژن محلول (mg/lit)	تأثیر بر ماهی
1	2	کاهش تولید تخم به ازاء هر ماهی
2	کمتر از 7.9	کاهش معنا دار رشد
3	کمتر از 4	کاهش بازماندگی
4	1	توقف تخمریزی

عوامل استرس زا به عنوان عوامل پنهان در بروز خسارات آبزی پروری (بخش سوم)

برگرفته از مقاله: فاکتورهای فیزیکوشیمیائی آب و فیزیولوژی استرس اکسیداتیو در ماهی

نوشته: Soumya V.Menon و همکاران (2023)

ترجمه: علی قوام پور

استرس غیر زیستی (Abiotic stress)، استرس اکسیداتیو و سلامت آبزیان

استرس غیر زیستی به اثرات منفی عوامل فیزیکی و شیمیایی محیط بر موجودات آبزی گفته می شود. در تکثیر و پرورش آبزیان، استرس غیرزیستی اثرات قابل توجهی بر سلامت، بقا و رشد آبزیان پرورشی و همچنین بر بهره وری و پایداری صنعت آبزی پروری دارد. برخی از رایج ترین عوامل استرس غیرزیستی در آبزی پروری شامل دمای آب، شوری، pH، DO (اکسیژن غیر محلول) و غیره می باشند. مشاهده شده است که دمای آب، آلودگی (شیمیائی، صنعتی و کشاورزی)، شوری، PH و نور محیط بر فیزیولوژی استرس اکسیداتیو تأثیر گذار هستند. بنابراین، چنین عواملی در مدیریت پرورش آبزیان نیازمند توجه ویژه ای می باشند. تأثیر شدت نور و دوره نوری بر رفتار، فیزیولوژی و سلامت آبزیان اثبات شده است. همچنین مشاهده شد که رنگ مخزن بر فیزیولوژی و الگوی استرس در فیل ماهی تأثیر گذار است. تغذیه ماهی، ریتم شبانه روزی، رفتار غذایی، متابولیسم، تولید مثل و رشد ماهی می تواند تحت تاثیر شدت نور قرار گیرد. در برخی از ماهی ها، نور شدید می تواند باعث تحریک(مسمومیت) نوری، استرس اکسیداتیو، آسیب سلولی و رشد ماهی شود، در حالی که نور خیلی کم ممکن است رشد را با اختلال در تغذیه و متابولیسم کند نماید. میزان نور، ریتم شبانه روزی آبزی و از این طریق، هضم و متابولیسم را تنظیم می کند. از این رو، شدت نور بهینه، در سیستم های آبزی پروری برای سلامت آبزیان ضروری است. سیستم های آبزی پروری به میزان مناسب و کافی نور برای حفظ سلامت و حداکثر عملکرد تولید آبزی پرورشی نیازمند می باشند.

علاوه بر عوامل محیطی، شیوع بیماری، انباشت مواد دفعی و وجود شکارچیان نیز می تواند باعث بروز استرس در آبزیان پرورشی شده و بر سلامت جمعیت آبزیان تأثیر منفی داشته باشد. در نتیجه، حفظ کیفیت آب، دما و سایر متغیرهای محیطی در محدوده مطلوب در آبزی پروری، استرس غیرزیستی را کاهش می دهد. این موضوع در گرو مدیریت مناسب آب، هوادهی، پایش کیفی پارامترهای آب و کنترل بیماری ها برای جلوگیری از بروز و شیوع آن ها است.

کاهش استرس در آبزیان پرورشی، تولید، رشد و بقا را بهبود بخشیده و موجب پایداری صنعت آبزی پروری خواهد شد. به عنوان مثال، در حالی که اکثر ماهی ها pH خنثی را ترجیح می دهند، اما pH مناسب برای آن ها در بازه 6 تا 8.5 است. همچنین دمای مناسب و مطلوب برای اغلب گونه های ماهی بین 15 تا 25 درجه سانتیگراد تعیین شده است. بسیاری از ماهی ها حداقل به 5 میلی گرم در لیتر اکسیژن محلول در آب نیاز دارند. با این حال، میزان بهینه اکسیژن در آب، 7 میلی گرم در لیتر است. از آنجایی که آب گرمتر اکسیژن محلول کمتری را در خود نگه می دارد، دمای آب بر میزان اکسیژن مورد نیاز نیز مؤثر است. پارامترهای آب می بایست به صورت دوره ای پایش شده و بر اساس گونه آبزی هدف در سطوح مناسب حفظ شوند تا از مخاطرات قابل ملاحظه بهداشتی و خسارات اقتصادی برای آبزی پروری تجاری پرهیز گردد.

مقیاس اقتصادی و موقعیت مزارع پرورش آبزیان در کشور هند، همچنین گونه آبزی پرورشی و دلایل مرتبط با بروز خسارت، محاسبه خسارات اقتصادی وارده به این صنعت را دشوار می سازد. در واقع موفقیت تجاری این صنعت می تواند تحت تأثیر شیوع بیماری، شرایط محیطی و تغییر در وضعیت تقاضای بازار قرار گیرد. سرمایه گذاری در تجارت آبزیان می تواند با ایجاد تنوع در سبد سرمایه موجب افزایش تقاضا برای آبزیان و غذاهای دریائی گردد.

نقش فناوری (تکنولوژی) در صنعت پرورش آبزیان به عنوان منبع برجسته پیشران این صنعت، غیر قابل انکار بوده است. این موضوع، امکانات خاصی را پدید آورده و پایداری اکولوژیکی را تا حد زیادی افزایش داده است. با این حال، درک اهمیت عوامل محیطی بر زیست شناسی استرس اکسیداتیو در موجودات آبزی در سطح سلولی، حائز اهمیت فراوانی است. این مسئله در جهت دهی به تحقیقات آینده در این حوزه دارای ارزش بسیاری است.

عوامل استرس زا به عنوان عوامل پنهان در بروز خسارات آبزی پروری (قسمت دوم)

فیزیولوژی استرس اکسیداتیو در آبزیان

اساس ژنتیک و ارتباطات محیطی در زمینه استرس های اکسیداتیو در آبزیان را می توان با استفاده از نشانگرهای زیست شناسی مولکولی کشف نمود. استرس اکسیداتیو موجب بروز خسارت به سلامت آبزیان و آسیب به صنعت آبزی پروری و شیلات می گردد. بیان ژنی در طول تجربه استرس اکسیداتیو می تواند دلیل و به دنبال آن نحوه برطرف نمودن و درمان آن را مشخص نماید. ترانس کریپتومیکس، پروتئومیکس و ژنوم، ژن های دخیل در استرس اکسیداتیو و مسیر پاسخ به آن ها را مشخص کرده و از این طریق مدیریت آن ها را امکان پذیر می سازد.

به عنوان مثال می توان از مهار رادیکال های آزاد توسط بیان ژنی تحت کنترل Nrf2، تری پپتید گلوتاتیون (GSH) و سایر آنزیم های مرتبط با آن در حذف رادیکال های آزاد اکسیژنی و سایر سموم، خنثی سازی رادیکال های اکسیژنی و جلوگیری از تخریب اکسیداتیو سلولی توسط خانواده آنتی اکسیدان های گلوتاتیون پراکسیداز(GPx)، پیشگیری از آسیب های سلولی توسط رادیکال های آزاد اکسیژنی و سایر مواد شیمیائی فعال شده (Reactive) توسط پروتئین های تیوردوکسین (Trx)، نقش پروتئین انطباقی (Adaptive) 3-3-14 در تنظیم مسیرهای پیام رسانی سلولی از جمله پاسخ به استرس های اکسیداتیو و ژن PINK1 که در گورخرماهی (Zebrafish) که با آسیب شناسی مربوط به استرس اکسیداتیو در ارتباط است نام برد.

استرس اکسیداتیو در طول عمر آبزیان عاملی اساسی به شمار می رود. این استرس زمانی روی می دهد که بین میزان تولید رادیکال های آزاد اکسیژن، تجمع این رادیکال ها و توانائی آبزی در مقابله با آسیب های وارده از طریق دفاع آنتی اکسیدانی عدم تعادل اتفاق بیفتد. مطالعه استرس اکسیداتیو در آبزیان از این نظر اهمیت دارد که می تواند سرنخ هایی در مورد علل و اثرات استرس اکسیداتیو در اکوسیستم های آبی و چگونگی سازگاری آبزیان با آن ارائه دهد.

استرس اکسیداتیو می تواند عملکرد آنزیم های دخیل در زنجیره تنفسی را تغییر داده و تولید انرژی را کاهش دهد. همچنین می تواند بیان ژن های متابولیسم گلوکز را دچار تغییر نموده و به دنبال آن، تولید و ذخیره انرژی را مختل سازد. استرس اکسیداتیو بیان ژن آبزیان را در زمینه متابولیسم انرژی، بلوغ، تولید مثل، آنزیم های ایمنی و تولید آنتی اکسیدان ها و سایر پروتئین های دفاعی سلولی تغییر می دهد. اگر سطح استرس اکسیداتیو بالا رود، DNA، پروتئین ها و لیپیدها ممکن است آسیب دیده و این آسیب دیدگی منجر به اختلال در عملکرد سلولی و یا حتی مرگ آبزی گردد. تغییر مبتنی بر استرس اکسیداتیو در بیان ژنی مرتبط با متابولیسم گلوکز، متابولیسم اسیدهای چرب و چرخه اسید سیتریک می‌تواند منجر به تغییر در بالانس انرژی در آبزی شودو این موضوع می تواند اثرات زیانباری بر رشد، تولید مثل و بقای موجود داشته باشد. به همین دلیل درک فیزیولوژی پیچیده استرس اکسیداتیو و رابطه آن با بیان ژن در آبزی پروری از اهمیت بالایی برخوردار است.

عوامل استرس زا به عنوان عوامل پنهان در بروز خسارات آبزی پروری (قسمت اول)

برگرفته از مقاله: فاکتورهای فیزیکوشیمیائی آب و فیزیولوژی استرس اکسیداتیو در ماهی

نوشته: Soumya V.Menon و همکاران (2023)

ترجمه: علی قوام پور

آبزی پروری به عوامل متعدد غیرزیستی و زیستی وابسته است که ممکن است به تنهایی یا به صورت ترکیبی در کنترل فیزیولوژی آبزی ایفای نقش می نمایند. این عوامل ممکن است در نهایت منجر به ایجاد استرس (از نوع اکسیداتیو) در آبزیان پرورشی شوند که خود می تواند در رشد و تولید نامناسب در تولید بروز نماید. وقتی چنین عواملی با بیماری(ها) به عنوان علت یا معلول ترکیب شوند، فیزیولوژی آبزیان را به شدت مختل می کنند. بیماری های باکتریایی و ویروسی می‌توانند خسارات زیادی را در تکثیر و پرورش آبزیان ایجاد کنند که ممکن است بسته به گونه، زیستگاه و نوع بیماری متفاوت باشد و این موضوع ارزیابی دقیق خسارت و تلفات را دشوار می‌ سازد. با این وجود، بیماری های باکتریایی و ویروسی می توانند موجب از بین رفتن جمعیت آبزیان و ایجاد لطمات جبران ناپذیر به زیر بخش شیلات شوند. این تلفات می تواند موجب افت بهره وری، تولید و عواید اقتصادی گردد. بنابراین، آبزی پروری کم و بیش متکی بر میکروبیولوژی ماهی است که میکروارگانیسم های موجود هم در محیط وحشی و هم محیط پرورش آبزیان را مورد مطالعه قرار می دهد. لازم به ذکر است که آلودگی و نحوه عملکرد عوامل بیماری زا در آبزیان بیشتر بر اساس استرس (اکسیداتیو) و عوامل محیطی تنظیم می شود. بنابراین علاوه بر بیماری‌ها، عوامل استرس‌زای غیرزیستی و زیستی مختلف نیز مسئول ایجاد استرس درون سلولی از جمله استرس اکسیداتیو در آبزیان هستند، که منجر به خسارت های اقتصادی در آبزی پروری می‌شوند. تجربه استرس اکسیداتیو ناشی از نوسانات محیطی یکی از نمونه‌هایی است که به واسطه آن، کاهش تولید آبزیان اثبات شده است (ادامه دارد).

مقاله ای در خصوص استرس در میگو

ارزیابی تأثیر استرس های محیطی و فیزیولوژیک

بر تعدادی از پارامترهای ایمنی - خونی در میگوی Farfantepenaeus paulensis

Luciane M. Perazzolo, Roge´rioGargioni, Paulo Ogliari,Margherita A.A. Barracco,

( Aquaculture 214 (2002) 19–33)

ترجمه و خلاصه سازی: علی قوام پور

تغییر در برخی پارامترهای ایمنی و یا فیزیولوژیک به عنوان پاسخ به شرایط استرس زا را می توان به عنوان شاخصی مناسب برای ارزیابی سلامت موجودات از قبیل میگو در محیط پرورشی محسوب نمود.

در تحقیق حاضرتغییر پارامترهای ایمنی – خونی میگوهای Farfantepenaeuspaulensisپس از تحمل یکی از استرس های زیر مورد مطالعه و ارزیابی قرار گرفته است :

-        شوری پایین

-        قطع یکی از پایه های چشمی در میگوهای ماده

-        استخراج مصنوعی اسپرم(با فشار)

پارامترهای بررسی شده پس ازاعمال این استرس ها عبارت بودند از :تعداد هموسیت های(سلول های خونی) همولنف(THC)،غلظت کل پروتئین همولنف،فعالیت فنول اکسیداز(PO)،ظرفیت انعقادی سرم همولنف.

نتیجه این تحقیق بصورت زیر بوده است :

-        میگوهایی که به مدت 2 هفته در شوری پائین(13گرم در لیتر)نگهداری شده بودند،عموماً دارای هموسیت های کمتری (40% کمتر)نسبت به تیمار شاهد بوده اند.

-        تعداد هموسیت در میگوهای ماده قطع پایه چشمی شده و نر اسپرم گیری شده نیز به ترتیب 56.3 و 63 درصد پایینتر از میگوهای شاهد بوده است.

-        در مجموع پروتئین همولنف تغییر معنا داری در قبال استرس های وارده مشاهده نگردیده است.

-        فعالیت فنول اکسیداز در نرهای اسپرم گیری شده بطور معناداری افزایش یافته با اینحال در ماده های قطع پایه چشمی تغییر محسوسی رؤیت نگریده است.

-        فعالیت فنول اکسیداز رابطه معنا داری با کاهش شوری نشان نداده ،هرچند در تمام تیمارهای شوری (احتمالا به دلیل استرس ناشی از شرایط بسته نگهداری)،PO یا فعالیت فنل اکسیداز کاهش یافته است.

-        انعقاد سرم نیز رابطه معنا داری نشان نداده و حتی بین تکرارها نیز با تغییر همراه بوده است.

به این ترتیب می توان نتیجه گرفت از میان پارامترهای ایمنی-خونی مطالعه شده غلظت تام پروتئین و تعداد هموسیت حساس ترین پارامترها نسبت به استرس بوده و می توان پس از استاندارد سازی روش، از آنها به عنوان شاخص در ارزیابی شرایط پرورش استفاده نمود.