پایان نامه مروری بر برخی پارامترهای بیو شیمیایی خون ماهی
مقدمه:
خون، به عنوان يك بافت سيال و سهل الوصول يكي از مهم ترين مايعات بيولوژيك بدن بوده كه تحت تأثير حالات مختلف فيزيولوژيك و پاتولوژيك، تركيبات آن دستخوش نوسان و تغيير ميگردند. لذا در اختيار داشتن مقادير طبيعي پارامترهاي خوني و بررسي چگونگي تغييرات آن ها در بيماري هاي مختلف همواره از ابزارهاي مهم تشخيص در بسياري از بيماري هاي انسان و دام بوده است. در رابطه با آبزيان و از جمله ماهي نيز، اين مهم با تعيين مقادير طبيعي پارامترهاي خوني به عنوان منبأ و شاخصي براي مقايسه و قضاوت در تشخيص بيماري ها مورد تأكيد قرار گرفته است.
معمولا حجم خون ماهیان نسبت به سایر مهره داران کمتر و در ماهیان استخوانی حدودا بین 4-2 میلی لیتر به ازای 100 گرم است. در لامپری ها حجم خون بیشتر و به 5/8 میلی لیتر به ازای 100 گرم میرسد و در هاگ فیش ها حتی از این هم بیشتر است و به 17 میلی لیتر به ازای 100 گرم میرسد. در ماهیان الاسمو برانش ها،حجم خون بین 8-6 میلی لیتر به ازای 100 گرم گزارش شده است. در تحقیقات اولیه که بر روی آزاد ماهیان صورت گرفت، حجم خون را در حدود 5/3-3 میلی لیتر به ازای 100 گرم گزارش کردند، اما تحقیقات اخیر نشان داد که حجم خون آن ها در حد ماهیان الاسمو برانش و بین 5 تا بیش از 7 میلی لیتر به ازای 100 گرم است. حجم خون تون ماهیان زیاد بوده و بین 8 میلی لیتر به ازای 100 گرم در ماهی 9 کیلویی تا 133 میلی لیتر به ازای 100 گرم در ماهی 5/4 کیلویی متغیر است. در ماهیان کوچک تر حجم خون حتی از این مقادیر هم بیشتر است. بعضی از محققان اشاره کرد اند که حجم خون در بین کل ماهیان به صورت فیلوژنیک کاهش می یابد. ماهیان استخوانی عالی تر دارای دستگاه عروقی کاملتری هستند، به همین خاطر به خون کمتری برای انتقال اکسیژن و سایر مواد نیازمندند (3).
خون، مواد مختلف از جمله یون های غیر آلی و تعدادی از ترکیبات آلی مانند هورمون ها،ویتامین ها و پروتئین های مختلف پلاسما را منتقل میکند که میزان آن ها از 6-2 گرم در 100 میلی لیتر متغیر است.این ترکیبات در ایجاد حالت بافری در مقابل تغییرات PH و حفظ فشار اسمزی که در نقل و انتقال آب از میان دیواره مویرگ ها حائز اهمیت است، نقش دارند.اجزای سلولی خون، گلبول های قرمز یا اریتروسیت ها و گلبول های سفید یا لکوسیت ها هستند (3).
رنگ گلبول های قرمز به واسطه وجود هموگلوبین در داخل آنها است. این ترکیب از یک گلوبین پروتئینی فاقد رنگ همچنین ماده ای به نام هم تشکیل شده است که رنگدانه قرمز-زرد دارد و حاوی آهن است. مولکول های هموگلوبین ماهیان الاسمو برانش و استخوانی از 4 زنجیر پيچيده (تترامريك) تشكيل شده است و وزن مولكولي آن ها در حدود 61000 تا 70000 دالتون است. هموگلوبين لامپريها، بسيار شبيه ميوگلوبين است. این ترکیب، هموگلوبینی است که در بافت های عضلانی یافت می شودو علاوه بر این مونومريك بوده، وزن مولكولي آن 18200 دالتون است.در بعضي از گونهها، بيش از يك نوع هموگلوبين را ميتوان مشاهده كرد. هموگلوبين، اكسيژن را به صورت تركيب با آهن فروي هم انتقال ميدهد، اين تركيب قابل برگشت است و انجام آن بستگي به فشار نسبي اكسيژن دارد. تنها تعداد محدودي از ماهيان، فاقد هموگلوبين هستند. براي مثال، بعضي از ماهيان چان ايكتي ايد قطب جنوب و نوزادان لپتوسفالوس مار ماهيان، خون بيرنگ دارند (3).
ظرفيت حمل اكسيژن خون ماهيان، شامل اكسيژني است كه به صورت محلول انتقال مييابد و همچنين اكسيژني كه به صورت تركيب با هموگلوبين، در داخل گلبولهاي قرمز وجود دارد. درماهي چنو سفالوس كه ماهي يخي قطب جنوب بوده و فاقد هموگلوبين است، ظرفيت حمل اكسيژن خون 45/0 تا 08/1 ميلي ليتر در 100 ميلي ليتر است، در صورتي كه در بسياري از ماهيان تلئوست بين8 تا 12 درصد است. در ماهيان بسيار فعال، مانند اسكومبروئيدهاي فعال و گونههايي كه به آبهاي فقير از اكسيژن عادت كردهاند ظرفيت حمل اكسيژن تا بيش از 20 حجم درصد ميرسد. ظرفيت حمل اكسيژن خون كوسهها و سپرماهيان كمتر از ماهيان استخواني عالي و معمولاً از 5/3 تا 6 حجم درصد متغير است.ميزان واقعي اكسيژن خون به عوامل زيادي از جمله، فشار نسبي اكسيژن در محيط، فشار نسبي دياكسيدكربن، PH، دما و ميزان فعاليت ماهي بستگي دارد. به طور طبيعي خوني كه در آئورت پشتي وجود دارد، %85 تا %95 از اكسيژن اشباع است، در حالي كه معمولاً ميزان اشباع خون وريدي از اكسيژن بين %30 تا % 60 است. در ماهي قزلآلايي كه در فعاليت شديد قرار گرفته بود، در هنگام بازگشت خون ورودي به قلب هيچ اكسيژني وجود نداشت(3).
ارتباطات بين دياكسيدكربن، pH و ميل تركيبي خون براي حمل اكسيژن بسيار جالب توجه است. يكي از اين ارتباطات كه به اثر بور معروف است، بدين صورت است كه ميل تركيبي هموگلوبين براي اكسيژن، در pH پايين كاهش مييابد و علت اين امر تغييراتي است كه در اثر افزايش غلظت يون هيدروژن، در وضعيت مولكول هموگلوبين به وجود ميآيد. اين وضعيت بيشتر در ماهياني ديده ميشود كه در محيطهايي با ميزان اكسيژن زياد و دياكسيدكربن كم زندگي ميكنند (3).
براساس اثر بور، در آبششهای ماهيان مختلف در حالي كه فشار نسبي دياكسيدكربن كم است، خون ميتواند به راحتي اكسيژن را گرفته و منتقل كند، حتي اگر فشار نسبي اكسيژن در محيط كم باشد. در بافتها نيز در حالي كه فشار دي اكسيدكربن زياد است، اكسيژن ميتواند به طور مستقل، براساس ميزان فشار نسبي خود به داخل خون آزاد شود و اين امر يكي از فوائد اثر بور است. اما از معايب اين اثر اين است كه ماهياني كه به دياكسيدكربن كم و اكسيژن زياد سازش يافتهاند، اگر ميزان دياكسيدكربن محيط افزايش يابد، اكسيژن زيادتري لازم است تا توسط هموگلوبين انتقال يابد. ماهياني مانند بول هد، بوفين و ماهيان ششدار كه به زندگي در باتلاق و ساير مكانهاي آبي راكد و آرام سازش يافته اند و در اين مكانها، كم بودن pH و همچنين كم بودن ميزان اكسيژن امري طبيعي است، در خون آنها اثر بور بسيار ضعيف است(3).
اثر روت نيز با اثر بور در ارتباط است و براساس آن كاهش ظرفيت حمل اكسيژن توسط خون، با افزايش فشار نسبي دي اكسيدكربن همراه است. كاهش PH، منجر به آن خواهد شد كه خون ماهي 100 درصد نتواند با اكسيژن اشباع شود و اين حالت، بدون توجه به فشار اكسيژن صورت ميگيرد. اين حالت در موارد تجربي كه فشار اكسيژن را تا 140 اتمسفر رساندهاند نشان داده شده است (3).
بطور كلي نظر محققين بر اين اساس است كه فاكتورهاي خوني و سرمي ماهيان در گونههاي مختلف با هم تفاوت داشته و اتفاق نظر و ارتباط مستقيم و غيرمستقيم زيادي با شرايط محيطي، تغذيهاي، سن و … دارد. بنابراين بايد براي هر گونه ماهي در شرايط اقليمي هر منطقه مقادير طبيعي اين فاكتورها وجود داشته باشد.
1-1 خون : خون، مايعي است كه در رگ هاي بدن جريان دارد و نوعي بافت همبند محسوب ميشود. اختلاف عمده بافت خون با ديگر بافت ها در اين است كه ماده خارج سلولي در آن بصورت مايعي به نام پلاسما است كه پلاسما خود شامل آب ، پروتئين (آلبومين ـ گلبولين و فاكتورهاي انعقادي) ، قندها (گلوكز) ، چربي و يون ها می باشد و سلول هاي خوني شامل اریتروسيتها (گلبول هاي قرمز)، لكوسيتها (گلبول هاي سفيد) و ترومبوسيتها (پلاكت ها) هستند. اين بافت در تمامي بافت ها به جز بافت پوششي و غضروفي وارد ميشود و تغذيه و تنفس آنها را سبب ميشود(1).
1-1-1 وظائف خون:
1_ انتقال گاز (اكسيژن و گاز كربنيك) بين اندام تنفسي ، بافت ها و ذخيره اكسيژن .
2_ انتقال مواد غذايي به بافتها .
3_ انتقال محصولات دفعي از بافتها به سوي اندام هاي مختلف .
4_ انتقال مواد متابوليكي اسيد لاكتيك (از عضلات به كبد) .
5_ انتشار هورمونها براي كنترل اعمال بدن و تأثير متقابل هورمون ها بر اندام هاي خون ساز
6ـ تنظيم حرارت بدن با انتشار در بافتها .
7ـ انعقاد .
8_ دفاع بدن در برابر حمله باكتري ها و ايجاد ايمني در بدن .
9_ تثبيت محيط داخلي مناسب براي سلول ها به منظور ايجاد PH مناسب، مواد غذايي و غيره …) .
10_ انتقال نيرو مثل شكستن كيتين در سختپوستان (4).
1-1-2 گردش خون:
سيستم گردش خون در ماهي ها عمدتاً به ميزان زياد و يا تماماً بسته است و قلب و مويرگ هاي آبششي و عمومي و رگ هاي بزرگ در يك آرايش خطي به هم متصلند. ماهيان در محيطی زندگي ميكنند كه در مقايسه با اتمسفري كه تنفس ميكنيم از نظر O2 فقيرتر است، هم چنين قلب آن ها كه سادهتر است بايد قبل از انتشار خون به داخل بافت ها آنها را به سمت سطوح اكسيژن دار پمپاژ كند. خون، مواد مختلف از جمله يون هاي غيرآلي و تعدادي از تركيبات آلي مثل هورمون ها، ويتامين ها و پروتئین ها كه شامل 2 نوع گلوبولين، 2 نوع گلوبولين و گاماگلوبولين، آلبومين، ترانسفرين و ساير پروتيئن هاست كه در ايجاد ايمني معين، ايجاد حالت بافري و حفظ فشار اسمزي نقش دارند (3).
1-1-3 قلب و دستگاه گردش خون:
دستگاه قلبي- عروقي بيشتر ماهيان يك دستگاه بسته است كه مشخصاً شامل قلب به عنوان يك پمپ و بسترهاي مويرگي عمومي است كه توسط سرخرگ ها و سياهرگ ها با قلب ارتباط دارند.
قلب ماهي مشخصاً داراي 4 حفره است: سينوس وريدي، دهليز، بطن ومخروط شريانی. اين اندام در داخل حفره دور قلب (پريكارد) در زير يا به فاصله اندكي در پشت آبششها قرار دارد. ساختار قلب در ماهيان استخواني نسبت به ساير گروه ها بسيار متغير است زيرا در ماهيان زنده، تغييرات تكاملي وسيعي مشاهده ميشود. هر 4 حوزه قلب در يك مسير واقع شدهاند و فقط خون سياهرگي را پمپ ميكنند و به استثناي تعدادي از ماهيان كه از هوا تنفس ميكنند، در بقيه ماهيان جريان خون به سمت آبششهاست و قلب و آبشش ارتباط نزديكي دارند (3 و1).
1_ اولين حفره قلب ماهي سينوس وريدي است كه خون سياهرگي حاصل از گردش خون كبدي و مجاري كووير در اين حفره جمع شده و از طريق دريچه سينوسي_دهليزي به دهليز ميرود. دهليز اولين مكاني است كه امكان سرعت گردش خون را فراهم ميكند.
بطن هم يك حفره نسبتاً بزرگ است كه ديواره ماهيچهاي سفتي دارد و نيروي ضرباني عمده را براي جريان گردش خون فراهم ميكند. مخروط شرياني سرعت جريان خون را عكس دهليز با بطن زياد نميكند بلكه به عنوان يك حفره الاستيك عمل ميكند و سبب كاهش نوسانات جريان خون و جريان متناوب بطن و تبديل آن به يك جريان مداوم به سمت آئورت شكمي و آبششها ميشود (3 و1) .
1-2 سلول هاي خوني:
1-2-1 گلبول قرمز(اريتروسيتها) : گلبول هاي قرمز بيشترين سلول هاي خوني هستند. اريتروسيت ماهيها از لحاظ اندازه، رنگدانه و ساختاري بسيار شبيه به اريتروسيتهاي ساير مهرهداران است، با اين تفاوت كه مثل اريتروسيتهاي پرندگان و خزندگان هستهدار است. از لحاظ تعداد هم در گونههاي مختلف متفاوت است و اين فاكتور تحت اثر عواملی مثل استرس و دماي محيطي متغير است ولي معمولاً از لحاظ تعدادي بين هستند. از لحاظ شكل ظاهري هم گلبول هاي قرمز بيضي شكل بوده و داراي هسته مركزياند، هسته آنها بيضي شكل بوده و داراي دانههاي كروماتيني است و سيتوپلاسم سلول هاي بالغ به علت دارا بودن مقادير زيادي هموگلوبين، اسيد و فيلي است. اندازه محور بزرگ گلبول هاي قرمز 15_10 ميكرون و محور كوچك شان 12_8 ميكرون است (8 و 4 و1)، شکل(a) .
در سطح ميكروسكوپ الكتروني، سيتوپلاسم آن ها يكنواخت است و تعداد كمي ميتوكندري و دانههايي مشاهده ميشود و شبكه كروماتيني هسته هم مشخص است، شکل (b,c) .
جمعيت گلبول هاي قرمز در خون محيطي ماهي ها را عمدتاً گلبول هاي قرمز بالغ تشكيل ميدهند ولي معمولاً تعدادي سلول نابالغ هم ديده ميشود كه تعداد اين سلولهاي نابالغ بر حسب نوع ماهي، سن، جنس و حالات محيطي متغير است. معمولاً ارتباط معكوسي بين اندازه و تعداد گلبول هاي قرمز وجود دارد، به طوري كه در كوسهها و سپرماهيان كمتر از نيم ميليون گلبول قرمز در هر mm3 است. درصد گلبول هاي قرمز را در مقايسه با حجم كل خون هماتوكريت ميگويند كه با تعداد گلبول هاي قرمز ارتباط نزديك دارد و در بيشتر ماهيان استخواني بين %30ـ10 است و معمولاً غلظت هموگلوبين در خون ماهي كه به صورت گرم در 100 دسی ليتر بيان ميشود بين 7 تا 10 است. تعداد گلبول هاي قرمز و در نتيجه ميزان هماتوكريت و غلظت Hb بر حسب فصل، دما، وضعيت غذايي و بهداشت ماهي متفاوت است ( 4و1).
1-2-2 اريتروسيتهاي نابالغ: اين سلول ها به طور كلي حدود %1 از كل تعداد آنها را تشكيل ميدهند و گردترند و در رنگآميزي گيمسا به رنگ آبي خاكستري ديده ميشوند و به نام پلي كروماتوسيتها شناخته ميشوند (4).
1-2-3 گلبول هاي سفيد (لكوسيتها):
نسبت به گلبول هاي قرمز فراواني كمتر دارند و معمولاً تعداد آن ها در بيشتر ماهيان كمتر از 150000 عدد در هر ميليمتر مكعب خون است. ميزان اين گلبول ها در يك گونه خاص نيز ممكن است بسيار متغير باشد. براي مثال در مورد كپور معمولي 32000 در هر mm3 تا 146000 عدد گزارش شده است. در پستانداران گلبول هاي سفيد چند هستهاي را به 3 دسته تقسيم مي كنند: 1_ نوتروفيل 2_ ائوزينوفيل 3_ بازوفيل. در ماهيها هم چندين نوع گلبول سفيد چند هستهاي وجود داردكه به دليل اختلافات فراوان آن ها در شكل و خصوصيات رنگآميزي اين سلول ها در گونههاي مختلف تاكنون هيچ گونه نامگذاري ثابتي براي گلبول هاي سفيد چند هستهاي ماهي ها وجود نداشته است. اگر چه گلبول هاي سفيد چند هستهاي ماهيها را به 3 دسته نوتروفيل، ائوزينوفيل و بازوفيل تقسيم ميكنند كه علت اين تقسيمبندي هم شباهت هاي ريختشناسي و عملكردي گلبول هاي سفيد چند هستهاي ماهي ها با پستانداران است. بسياري از ماهي ها 1، 2 يا 3 نوع گلبول سفيد چند هستهاي دارند.
بازوفيل ها به ندرت در ماهيها ديده ميشوند، ائوزينوفيل ها هم هميشه وجود ندارند، اما نوتروفيل ها در بيشتر گونهها فراوانند (8 و 4 و1).
1-2-4 نوتروفيل
نوتروفيل ها در ماهيها بيشترين گلبولهاي سفيد چند هستهاي را تشكيل ميدهند و اكثر ماهيها داراي اين نوع سلول ميباشند. به استثناء ماهي بادكنكي (Puffers). رنگ پذيري نوتروفيل ها نسبت به رنگ رومانووسكي كم است و معمولاً هسته آنها كروي يا كليوي شكل است و در بسياري گونهها، دانههاي داخل سيتوپلاسمي كمي ائوزينوفيلي هستند (استثنا ماهي شانك (sea bream) كه شديداً بازوفيلي است)، در نتيجه براي تشخيص عملي نوتروفيل ها از بازوفيل ها به رنگآميزي دقيق تري احتياج داريم (1). شکل (m.n.o)
در نوتروفيل ماهي كپور 3 نوع دانه وجود دارد كه عبارتند از: دانههاي بزرگ بيضي شكل يا بدون دانههاي ميلهاي شكل و ديگر دانههاي كوچك كه خصوصيات عملكردي آنها روشن نيست. وظيفه نوتروفيل ها دفاع بر عليه عفونت هاي باكتريايي است و اين سلول ها قدرت حركت زيادي را به سمت نواحي عفوني دارند. در حالت طبيعي تعداد زيادي از اين سلول ها در بافت هاي لنفاوي كليه براي فوريت هاي ويژه ذخيره ميگردند كه در اثر تحريكات تورمي اين سلول ها از راه جريان خون به نواحي آسيب ديده نفوذ ميكنند. بنابراين نفوذ نوترفيل ها در بسياري از بيماري هاي عفوني در مرحله حاد تورم رخ ميدهد. در واقع اين سلول ها از راه اندوسيتوز به باكتريها حمله ميكنند و باكتري توسط فاگوزوم هاي داخل آنها كشته و هضم ميشود. آنزيمهاي داخل دانههاي سيتوپلاسم مثل پراكسيداز، اسيد فسفاتاز و استرازهاي غيراختصاصي به داخل فاگوزوم ها رها شده و اساس عملشان بر هضم و جذب باكتري ها و عوامل بيگانه است. منشأ اصلي نوتروفيل هاي ماهي به احتمال زياد بافت خون ساز كليه است و همين طور طحال هم ممكن است نقش كمي داشته باشد. ميزان نوتروفيل ها در ماهي ها مشابه ميزان آنها در پستانداران است يعني در حدود (1).
در مطالعهاي كه در سال 1975 توسط الیس انجام شد، مشخص شد كه نوتروفيل ها از لحاظ Periodic Acid Schiff (PAS)، (Sudan Black B) سودان بلك B ،Benzidine-Peroxidas، اسيد و آلكالاين فسفاتاز مثبت هستند. مدت زماني زندگي آن هاو turn overجايگزيني مجدد آ ن ها در خون حدود 5 روز است كه مشابه پستانداران است (4و1 ).
1-2-5 بازوفيل
با دانههاي بزرگ، هسته بسيار رنگ پذير و كناري قابل تشخيصند،شکل (p,q ). اين نوع سلول ها در كپور ماهيها و بادكنك ماهيها ديده ميشوند، در ماهي بادكنكي گونه (Takifugu vermicularis) تعدادشان حدود 140000 در هر mm3 خون است. دانههاي بازوفيلي داراي اسيد موكوپلي ساكاريد هستند. بنابراين با رنگ هاي بازي مثل آزور A رنگ متاكروماتيكي ميگيرند، مولكول هاي اسيد موكوپلي ساكاريد در دانههاي بازوفيل ماهي ها فقط داراي ريشه قندي است، در صورتي كه در پستانداران داراي ريشههاي سولفاته مثل هپارين هستند. در كپور ماهي ها دانههاي آنها PAS مثبت است و گاهي گرايش ائوزينوفيلي دارند (1) .
خصوصيت منحصر به فرد ديگر بازوفيل هاي ماهي اين است كه اسيد موكوپلي ساكاريد در دانههاي بازوفيل ها در آب بسيار محلولند. بنابراين مشاهده ميكروسكوپ الكتروني دانههاي بازوفيل بسيار مشكل است. دانههاي بازوفيلي فاقد هيستامين هستند و وزن مخصوص بالايي دارند به طوري كه از گلبو ل هاي قرمز هم سنگين ترند كه اين خصوصيت ويژه بازوفيل هاي ماهي را نميتوان در بازوفيل ساير مهرهداران مشاهده كرد. بازوفيل ها در ماهيها حركات زياد و فعالي دارند، اين سلول ها در مرحله حاد جراحات تورمي ظاهر ميشوند هر چند اين سلول ها داراي حركت فاگوسيتي كمي هستند، طبيعت ساختمان شيميايي پلي ساكاريدها در دانههاي آنها هنوز مشخص نيست. بنابراين اثر آنها در تورم مشخص نشده است (1).
جمعيت بازوفيل ها تحت اثر هورمو ن هاي مترشحه آدرنال است و تعدادشان به ندرت بيشتر از %1 لكوسيتهاي كل ماهي را تشكيل ميدهد. در مقايسه با ماست سلها حاوي هيستامين هستند. تاكنون مشاهده نشده كه بازوفيل ها در هيچ يك از مكان هاي دفاعي شناخته شده نقش داشته باشند (4 و1 ).
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.