ระดับความเป็นพิษของสารกำจัดวัชพืช 2,4-D ไดเมทิลแอมโมเนียมในปลานิล และการตรวจสอบการแสดงออกของอะซิทิลโคลีนเอสเทอเรส (ตัวชี้วัดทางชีวภาพ) เพื่อบ่งชี้การรับสัมผัสในระดับความเข้มข้นที่ไม่ก่อให้เกิดการตาย

Toxicity Level of 2, 4-D Dimethylammonium in Nile tilapia and Acetylcholinesterase (AChE) Expression (Biomarker) to Identify Exposure in Sub-lethal Concentration

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินความเป็นพิษของสารกำจัดวัชพืช 2, 4-D ไดเมทิลแอมโมเนียมในปลานิลและการตรวจสอบการแสดงออกของอะซิทิลโคลีนเอสเทอเรส (ตัวชี้วัดทางชีวภาพ) เพื่อบ่งชี้การรับสัมผัสในระดับความเข้มข้นที่ไม่ก่อให้เกิดการตายในระดับห้องปฏิบัติการเพื่อเป็นข้อมูลเบื้องต้นสำหรับการตรวจสอบการปนเปื้อนของสารกำจัดวัชพืช 2, 4-D ไดเมทิลแอมโมเนียมในสิ่งแวดล้อมทางน้ำต่อไป สำหรับความเป็นพิษของสารดังกล่าวที่เกิดขึ้นในปลานิลจะประเมินจากค่าอัตราการตายสะสมของปลานิล ซึ่งพบว่าจะเพิ่มมากขึ้นตามระดับความเข้มข้นและระยะเวลาที่ได้รับสัมผัส หลังจากที่วิเคราะห์ค่าความเป็นพิษที่ก่อให้เกิดการตายแล้ว ในการศึกษาครั้งนี้ได้ศึกษาความเป็นพิษของสารในระดับที่ไม่ก่อให้เกิดการตายในปลานิลด้วยคือระดับความเข้มข้น 5 µl/L ปลานิลที่ได้รับสัมผัสสารในระดับที่ไม่ก่อให้เกิดการตายมีการเปลี่ยนแปลงทั้ง พฤติกรรมและสัณฐานวิทยาต่างจากกลุ่มควบคุมโดยขึ้นอยู่กับระยะเวลาที่ได้รับสัมผัส อะซิทิลโคลีนเอสเทอเรสที่ตรวจสอบได้ จากเนื้อเยื่อสมอง เหงือกและกล้ามเนื้อมีน้ำหนักโมเลกุลขนาด 71 กิโลดัลตัน (kDa) โดยการแสดงออกของอะซิทิลโคลีน เอสเทอเรสในเนื้อเยื่อทุกชนิดจะลดลงเมื่อได้รับสัมผัสสารเป็นเวลานานขึ้น เมื่อศึกษาการเปลี่ยนแปลงของเนื้อเยื่อเหงือกพบว่า เกิดการเพิ่มจำนวนของเซลล์ (hyperplasia), การยกตัวชองเยื่อบุผิว (epithelial lifting), การรวมตัวกันบางส่วนของเนื้อเยื่อ เหงือก (partial fusion of lamellae), การบวมและการเรียงตัวกันแบบผิดปกติของเนื้อเยื่อเหงือก (edema and lamellae disorganization) และการคั่งของเลือด (blood congestion) ในเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อพบว่าจะเกิดอาการ การขยายตัวของเส้นใย กล้ามเนื้อ (dilation of muscle fiber), การแยกตัวของกล้ามเนื้อ (spiting of muscle) และการคั่งของเลือด (blood congestion) โดยการเปลี่ยนแปลงจะเพิ่มมากขึ้นเมื่อปลานิลได้รับสัมผัสสารเป็นระยะเวลานาน จากข้อมูลทั้งหมดนี้จึงมีแนวโน้มที่จะประยุกต์ใช้ปลานิลตัวชี้วัด (bioindicator) การปนเปื้อนของสารกำจัดวัชพืช 2, 4-D ไดเมทิลแอมโมเนียมที่ปนเปื้อนในแหล่งน้ำได้ และยิ่งไปกว่านั้นอะซิทิลโคลีนเอสเทอเรสสามารถใช้เป็นตัวชี้วัดทางชีวภาพในการรับสัมผัสของสารได้   The objectives of this study were to assess toxicity of the herbicide 2, 4-D dimethyl ammonium in Nile tilapia and to examine acetylcholinesterase expression ( bio- indicators) for indicating exposure in sub- lethal concentrations in laboratory condition. The results can be applied as fundamental knowledge for determining herbicide 2, 4-D dimethyl ammonium in the aquatic environment. The toxicity of this compound in Nile tilapia was estimated from the cumulative mortality which was found to increase with time and concentration of exposure. After studying the lethal toxicity, the toxicity in sub-lethal level was also evaluated which was at a concentration of 5 µl/L. Nile tilapia which exposed to herbicide in sub-lethal concentration had both behavioral and morphological changes differed from the control group depending on exposure time. Acetylcholinesterase found in tissues of brain, gill and muscle have a molecular weight of 71 kDa. The expression of acetylcholinesterase in all tissues was reduced with prolonged exposure. In changed gill tissues, we found hyperplasia, epithelial lifting, partial fusion of lamellae, edema and lamellae disorganization and blood congestion. In muscle tissue, it was found dilation of muscle fiber, spiting of muscle, and blood congestion. These tissue alterations increased with an increasing in exposure time. Based on all information we found, tilapia can be used as bio-indicator for herbicide 2, 4-D dimethyl ammonium contamination in water resources. Moreover, acetylcholinesterase expression can also be used as a biomarker of exposure.