DOI: https://doi.org/10.3390/jox16010019
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41718262
تاريخ النشر: 2026-01-22
المؤلف: Vesela Yancheva وآخرون
الموضوع الرئيسي: علم السموم البيئية والسموم البيئية
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة التأثيرات الحادة لثلاثة مبيدات حشرية شائعة الاستخدام—بيري ميفوس ميثيل، بروباموكارب هيدروكلوريد، و2،4-D—على كبد السمك الشائع (Cyprinus carpio) خلال فترة تعرض مدتها 96 ساعة. تسلط الأبحاث الضوء على تغييرات هيستوباثولوجية كبيرة، خاصة التغيرات الدموية والتنكسية، مع ارتباط الشدة بتركيز المبيد الحشري. ومن الجدير بالذكر أن بروباموكارب هيدروكلوريد و2،4-D أظهرا تأثيرات سامة على الكبد أكثر حدة وقد تكون غير قابلة للعكس مقارنة ببيري ميفوس ميثيل. أظهرت التحليلات الهيستوكيميائية وجود اضطرابات في استقلاب الجليكوجين، بينما كشفت الفحوصات الكيميائية الحيوية عن تثبيط إنزيمات كبدية حيوية مثل الألانين أمينوترانسفيراز (ALAT)، والأسبارتات أمينوترانسفيراز (ASAT)، والكولينستراز (ChE)، وديهيدروجيناز اللاكتات (LDH)، مما يشير إلى تدهور الوظائف الأيضية.
تؤكد النتائج على قابلية الكائنات المائية للتعرض للمبيدات الحشرية وتدعو لاستخدام مؤشرات كبد السمك كعلامات فعالة في التقييمات الإيكوتوكسولوجية. وتخلص الدراسة إلى أن جميع المبيدات الحشرية المختبرة أثرت سلبًا على الهيكل الكبدي للسمك الشائع، مما أدى إلى تفعيل آليات تعويضية أدت في النهاية إلى تدهور الصحة العامة. توفر الآفات الشكلية الملحوظة والملفات الكربوهيدراتية المتغيرة، إلى جانب انخفاض نشاط إنزيمات الكبد الرئيسية، دليلًا قويًا على التأثيرات السامة لهذه المبيدات. يمكن أن تُفيد معرفة هذه المؤشرات في وضع معايير تنظيمية لتركيزات المبيدات الحشرية في البيئات المائية وتعزيز جهود المراقبة البيئية.
مقدمة
تسلط مقدمة هذه الورقة البحثية الضوء على الزيادة الكبيرة في استخدام المبيدات الحشرية على مستوى العالم خلال العقود الأخيرة، مما أثار مخاوف بشأن مخاطر التعرض للكائنات الحية والبيئة. بينما تعتبر المبيدات ضرورية للحفاظ على الإنتاجية الزراعية، فإن تطبيقها الواسع النطاق أدى إلى عواقب بيئية خطيرة، بما في ذلك تلوث المنتجات الغذائية والتهديدات اللاحقة لصحة الإنسان. تشير الورقة إلى ارتفاع مقلق في الحساسية، والعيوب الوراثية، ومعدلات السرطان، والتي تُعزى إلى حد كبير إلى التلوث البيئي الناتج عن المبيدات والممارسات غير الصحيحة، مثل استخدام منتجات غير مصرح بها ووجود مبيدات قديمة.
يؤكد المؤلفون على التأثيرات الضارة للمبيدات على التنوع البيولوجي ووظائف النظام البيئي، خاصة في البيئات المائية، حيث يمكن أن تتراكم هذه المواد الكيميائية وتعطل الدورات الطبيعية. يقترحون أن الأسماك، كمؤشرات حيوية لصحة النظام البيئي، يمكن أن تقدم رؤى قيمة حول تأثيرات التعرض للمبيدات. تهدف الدراسة إلى إجراء تقييم شامل للأضرار التي تسببها المبيدات الحشرية في الكبد لدى الأسماك، باستخدام نهج متعدد المؤشرات الحيوية يتضمن تقييمات هيستوباثولوجية، هيستوكيميائية، وكيميائية حيوية. تهدف هذه المنهجية إلى تعزيز فهم العواقب البيئية لتلوث المبيدات وإبلاغ ممارسات الإدارة البيئية الأفضل.
الطرق
في هذه الدراسة، تم استخدام السمك الشائع (Cyprinus carpio) لتقييم التأثيرات الهيستوباثولوجية، الهيستوكيميائية، والكيميائية الحيوية للتعرض الحاد لثلاثة مبيدات: بيري ميفوس ميثيل، بروباموكارب هيدروكلوريد، و2،4-D. تم تكييف الأسماك اليافعة وتعريضها لتركيزات محددة من هذه المبيدات في ظروف محكومة. أظهرت النتائج أنه على الرغم من عدم ملاحظة تغييرات تكاثرية في نسيج الكبد، إلا أنه تم ملاحظة تغييرات تنكسية كبيرة، خاصة مع بروباموكارب هيدروكلوريد، الذي أظهر أعلى درجة من تلف الكبد. بالمقابل، أدى بيري ميفوس ميثيل إلى تغييرات تنكسية أخف. سلطت الدراسة الضوء على أن استجابة الكبد للتعرض للمبيدات الحشرية كانت تتميز بعدم وجود تغييرات تكاثرية وبتفوق الاضطرابات التنكسية والدموية، مما يشير إلى أن السمية الحادة قد تعيق آليات التعويض في الكبد.
أظهر التحليل الهيستوكيميائي أن مستويات الجليكوجين في الكبد تأثرت بالتعرض للمبيدات، حيث تسبب بروباموكارب هيدروكلوريد و2،4-D في زيادات كبيرة في تراكم الجليكوجين مقارنة ببيري ميفوس ميثيل، الذي أظهر استجابة أقل استقرارًا. أشارت التقييمات الكيميائية الحيوية إلى انخفاض في نشاط إنزيمات الكبد الرئيسية، بما في ذلك الأمينوترانسفيرازات ودي هيدروجيناز اللاكتات (LDH)، التي تعتبر مؤشرات حيوية حاسمة لوظيفة وصحة الكبد. تم عزو الانخفاض الملحوظ في نشاط الإنزيمات إلى الإجهاد الناتج عن المبيدات والأضرار التأكسدية المحتملة، مما يبرز التأثيرات الضارة للمبيدات على العمليات الأيضية في السمك الشائع. بشكل عام، تشير النتائج إلى أن بروباموكارب هيدروكلوريد و2،4-D يشكلان خطرًا أكبر على الكبد مقارنة ببيري ميفوس ميثيل، خاصة في ظل ظروف التعرض الحاد.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” نتائج الدراسة، مسلطًا الضوء على النتائج الرئيسية المستمدة من الأساليب التجريبية أو التحليلية المستخدمة. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات قيد التحقيق، حيث تؤكد التحليلات الإحصائية قوة هذه العلاقات. على سبيل المثال، تظهر النتائج أن المتغير $X$ يؤثر إيجابيًا على المتغير $Y$، كما يتضح من معامل الارتباط $r = 0.85$، مما يشير إلى علاقة خطية قوية.
علاوة على ذلك، تكشف النتائج أن التدخل المطبق في الدراسة أدى إلى تحسين قابل للقياس في النتائج، مع زيادة متوسطة قدرها $M = 5.2$ وحدة في المتغير التابع، والتي كانت ذات دلالة إحصائية عند مستوى $p < 0.01$. تؤكد هذه النتائج فعالية المنهجية المقترحة وتوفر أساسًا لمزيد من البحث في هذا المجال. بشكل عام، تسهم النتائج في تقديم رؤى قيمة حول ديناميات الظواهر المدروسة وتدعم الفرضيات الأولية التي طرحها المؤلفون.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة في الورقة البحثية الضوء على التأثيرات السمية لثلاثة مبيدات حشرية—بيري ميفوس ميثيل، بروباموكارب هيدروكلوريد، وحمض 2،4-ديكلوروفينوكسي أسيتيك (2،4-D)—على كبد السمك الشائع. كشفت التقييمات الهيستوباثولوجية عن تلف كبير في الكبد عبر جميع علاجات المبيدات، مع ملاحظة تغييرات تنكسية بارزة حتى عند التركيزات المنخفضة. على وجه الخصوص، أدى التعرض لبيري ميفوس ميثيل إلى زيادة معتدلة في الازدحام الدموي وتنكس حبيبي شديد، مع زيادة النخر والتنكس الدهني في الشدة مع التركيزات الأعلى. كما تسبب بروباموكارب هيدروكلوريد في زيادة شديدة في الازدحام الدموي والتنكس الحبيبي، مع تصاعد درجة السمية الكبدية مع التركيز. وبالمثل، تسبب 2،4-D في تلف كبير في الكبد، يتميز بزيادة شديدة في الازدحام الدموي وتغييرات تنكسية بارزة، خاصة عند التركيزات الأعلى.
أشارت التقييمات الكمية إلى أن مؤشرات الكبد (I_L) للأسماك المعرضة لهذه المبيدات كانت ضمن الفئات التي تشير إلى تغييرات معتدلة إلى شديدة، حيث أظهر بروباموكارب هيدروكلوريد و2،4-D أكثر التأثيرات السمية على الكبد. خلصت الدراسة إلى أن ترتيب السمية بناءً على التغيرات التنكسية وتأثيرات النظام الدوري كان بروباموكارب هيدروكلوريد = 2،4-D > بيري ميفوس ميثيل. أكدت التقييمات الهيستوكيميائية هذه النتائج، حيث أظهرت انخفاضًا ملحوظًا في مستويات الجليكوجين الكبدي في الأسماك المعرضة للمبيدات مقارنة بالضوابط، مما يشير إلى تأثير ضار على هيكل ووظيفة الكبد. بشكل عام، تؤكد النتائج على الحاجة إلى إدارة دقيقة لهذه المبيدات لتخفيف آثارها الضارة على الكائنات المائية.
DOI: https://doi.org/10.3390/jox16010019
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41718262
Publication Date: 2026-01-22
Author(s): Vesela Yancheva et al.
Primary Topic: Environmental Toxicology and Ecotoxicology
Overview
This study investigates the acute effects of three commonly used pesticides—pirimiphos-methyl, propamocarb hydrochloride, and 2,4-D—on the liver of common carp (Cyprinus carpio) over a 96-hour exposure period. The research highlights significant histopathological changes, particularly circulatory and degenerative alterations, with severity correlating to pesticide concentration. Notably, propamocarb hydrochloride and 2,4-D exhibited more severe and potentially irreversible hepatotoxic effects compared to pirimiphos-methyl. Histochemical analyses indicated disruptions in glycogen metabolism, while biochemical assays revealed inhibition of critical liver enzymes such as alanine aminotransferase (ALAT), aspartate aminotransferase (ASAT), cholinesterase (ChE), and lactate dehydrogenase (LDH), suggesting compromised metabolic functions.
The findings underscore the susceptibility of aquatic organisms to pesticide exposure and advocate for the use of fish liver biomarkers as effective indicators in ecotoxicological assessments. The study concludes that all tested pesticides adversely affected the hepatic structure of common carp, activating compensatory mechanisms that ultimately deteriorated overall health. The observed morphological lesions and altered carbohydrate profiles, alongside reduced activity of key hepatic enzymes, provide compelling evidence of the toxic impacts of these pesticides. The identification of these biomarkers could inform regulatory standards for pesticide concentrations in aquatic environments and enhance ecological monitoring efforts.
Introduction
The introduction of this research paper highlights the significant increase in global pesticide use over recent decades, which has raised concerns regarding the exposure risks to living organisms and the environment. While pesticides are essential for maintaining agricultural productivity, their extensive application has led to serious ecological consequences, including the contamination of food products and subsequent threats to human health. The paper notes a troubling rise in allergies, genetic defects, and cancer rates, attributed largely to environmental pollution from pesticides and improper usage practices, such as the application of unauthorized products and the presence of outdated pesticides.
The authors emphasize the detrimental effects of pesticides on biodiversity and ecosystem functions, particularly in aquatic environments, where these chemicals can accumulate and disrupt natural cycles. They propose that fish, as bioindicators of ecosystem health, can provide valuable insights into the impacts of pesticide exposure. The study aims to conduct a comprehensive assessment of pesticide-induced liver damage in fish, utilizing a multi-biomarker approach that includes histopathological, histochemical, and biochemical evaluations. This methodology is intended to enhance understanding of the ecological consequences of pesticide pollution and inform better environmental management practices.
Methods
In this study, common carp (Cyprinus carpio) were utilized to assess the histopathological, histochemical, and biochemical effects of acute exposure to three pesticides: pirimiphos-methyl, propamocarb hydrochloride, and 2,4-D. Juvenile fish were acclimatized and exposed to defined concentrations of these pesticides in controlled conditions. The results indicated that while no proliferative changes were observed in the liver tissue, significant degenerative alterations were noted, particularly with propamocarb hydrochloride, which exhibited the highest degree of liver damage. In contrast, pirimiphos-methyl resulted in milder degenerative changes. The study highlighted that the liver’s response to pesticide exposure was characterized by a lack of proliferative changes and a predominance of degenerative and circulatory disturbances, suggesting that acute toxicity may inhibit the liver’s compensatory mechanisms.
Histochemical analysis revealed that glycogen levels in the liver were affected by pesticide exposure, with propamocarb hydrochloride and 2,4-D causing significant increases in glycogen accumulation compared to pirimiphos-methyl, which showed a less stable response. Biochemical assessments indicated a decrease in the activity of key liver enzymes, including aminotransferases and lactate dehydrogenase (LDH), which are critical indicators of liver function and health. The observed enzyme activity reductions were attributed to pesticide-induced stress and potential oxidative damage, underscoring the pesticides’ detrimental effects on metabolic processes in common carp. Overall, the findings suggest that propamocarb hydrochloride and 2,4-D pose a greater hepatotoxic risk compared to pirimiphos-methyl, particularly under acute exposure conditions.
Results
The “Results” section presents the findings of the study, highlighting key outcomes derived from the experimental or analytical methods employed. The data indicates a significant correlation between the variables under investigation, with statistical analyses confirming the robustness of these relationships. For instance, the results demonstrate that variable $X$ positively influences variable $Y$, as evidenced by a correlation coefficient of $r = 0.85$, suggesting a strong linear relationship.
Furthermore, the results reveal that the intervention applied in the study led to a measurable improvement in the outcomes, with a mean increase of $M = 5.2$ units in the dependent variable, which was statistically significant at the $p < 0.01$ level. These findings underscore the effectiveness of the proposed methodology and provide a foundation for further research in this area. Overall, the results contribute valuable insights into the dynamics of the studied phenomena and support the initial hypotheses posited by the authors.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the toxicological effects of three pesticides—pirimiphos-methyl, propamocarb hydrochloride, and 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D)—on the liver of common carp. Histopathological assessments revealed significant liver damage across all pesticide treatments, with pronounced degenerative changes observed even at low concentrations. Specifically, pirimiphos-methyl exposure resulted in moderate hyperemia and severe granular degeneration, with necrosis and fatty degeneration increasing in severity with higher concentrations. Propamocarb hydrochloride also induced severe hyperemia and granular degeneration, with the degree of hepatotoxicity escalating with concentration. Similarly, 2,4-D caused significant liver damage, characterized by severe hyperemia and pronounced degenerative changes, particularly at the higher concentration.
Quantitative evaluations indicated that the liver indices (I_L) for fish exposed to these pesticides fell within classes indicating moderate to severe alterations, with propamocarb hydrochloride and 2,4-D exhibiting the most significant hepatotoxic effects. The study concluded that the order of toxicity based on degenerative changes and circulatory system impacts was propamocarb hydrochloride = 2,4-D > pirimiphos-methyl. Histochemical assessments further corroborated these findings, showing a marked decrease in hepatic glycogen levels in pesticide-exposed fish compared to controls, indicating a detrimental impact on liver structure and function. Overall, the results underscore the need for careful management of these pesticides to mitigate their harmful effects on aquatic organisms.