Balıklarda Nitrit Zehirlenmesi (Toksisitesi) Nedir?

Nitrit, azot döngüsünde mekan saha ve bakteriyel nitrifikasyon/denitrifikasyon işlemlerinin önemli parçası olan bileşiklerden biridir. Özellikle yepyeni kurulmuş akvaryumlarda henüz kesinlikle istenilen dengeye gelmemiş bakteri kültürü sonucunda nitrit birikmesi/patlaması yaşanabilir. Bu durum, balıklar için toksik tek tesirye nedenler bulunmaktadır ve nitrit zehirlenmesi (nitrit patlaması) olarak adlandırılır.

Akvaryumda Nitritin Varlığı

Sağlıklı tek akvaryumda nitrit seviyesi mikromolar seviyelerinin dahi altında olmalıdır (neredeyse hiç olmamalıdır). Yükselen nitrit konsantrasyonları çeşitli balık türleri için vahim sualnlara nedenler olur. Bu nedenle nitritle başa çıkmak için lüzum kimyasal kullanımı lüzumse tesirnlik yönünden çeşitli eylemler belirlenmiştir.

Bu yöntemler çoğunlukla sudaki atık amonyağı suyu sirküle ederek temizleme üzerine kuruludur. Çünkü amonyağın tamamlanmamış oksidasyon süreci sonucunda nitrit riskli miktarlarda birikebilir. Bir başka ifadeyle oksijenin azlığında, nitrit nitrata okside olamaz. Bunun akabinde, nitrifikasyon sürecinin biyolojik filtrelerde yepyeni başlatıldığı zamanlarda, diğer dengenin henüz sağlanmadığı birinci zamanlarda, nitrit konsantrasyonları 1 milimolar (50 mg/L) değerlerine ve bile daha üzerine ulaşabilir. Bu da toplu balık ölümlerine nedenler olabilecek kadar yüksek tek değerdir.

Nitrifikasyon Sürecini ve Toksisitesini Etkileyen Faktörler

Nitrifikasyon sürecinde ve toksisitesi üzerinde tesirli birçok parametre bulunmaktadır. Bunlar pH, sıcaklık, klorür, amonyak, çözünmüş oksijen miktarı, nitrite açığaçıkma süresi, nitrifiye eden bakteri sayısı ve inhibe edici (manileyici) bileşenlerin varlığıdır. İnhibe eden bileşiklere örnek olarak nitröz asit, NH3, metilen mavisi, antibiyotikler ve bazı tabii bileşenler (aniline, dodecylamine, p-nitrobenzaldehyde) gösterilebilir.

Nitrite Maruz Kalma Süresi

Genellikle 24-48 saatlik nitrite açığaçıkma sonucunda balıkta maksimum nitrit birikimi gerçekleşir. Daha kısa tabiriyle nitrit zehirlenmesi, tek günlük süreçte kendini belli eder. Bu süreçte hemoglobinin methaemoglobine dönüşmesi hızlanır. Balıkta oksijen yetersizliği belirtileri ortaya çıkar.

Klorür

1977'den beri, nitrit toksisitesinin suyun tuzluluk oranına bağlı olduğu bilinmektedir. Tuzlu suda ölümlü tek zehirlenme geçirilmesi için lüzumen konsantrasyon, tatlı sulardakinden 50-100 kat daha fazladır. Yapılan çalışmalar, nitrit toksisitesi ve klorür konsantrasyonu arasında lineer tek ilişki olduğunu ortaya koymuştur. 2004 yılında yapılan, ölümcül ilgi ve klorür konsantrasyonu arasındaki lineer ilişki Poecilia reticulata (lepistes) üzerinde da ayrıca gösterilmiştir. Görünen o ki klorürün LC50 (%50 oranında ölüme sebebiyet veren konsantrasyon) üzerindeki tesirsi, ters tek şekilde ilişkilidir. Nitrite en duyarlı türler, klorür eklenmesinden asgari düzeyde yarar görürken bu yarar duyarlı balıklar için bile oldukça fazladır.

Diğer Anyonlar

Diğer anyonların da nitrit toksisitesini inhibe ettiği (manilediği) bilinmektedir. Kimyasal olarak klorüre benzeyen bromitin, nitritin varlığını dmaniediği 1983 yılında gösterilmiştir. Nitrat ve bikarbonatın da belirlenebilir tesirleri olduğu literatürde bildirilmiş fakat klorür ya da bromit kadar tesirli olmadığı görülmüştür. Ayrıca divalent ve trivalent anyonların da (sülfat, fosfat ve borat gibi) çok düşük seviyede olsa da nitrit toksisitesi üzerinde tesirsi bulunduğu 1986'dan beri bilinmektedir.

Katyonlar

Kalsiyum, magnezyum, sodyum ve potasyum kesin konsantrasyonlarda tatlı sularda bulunmaktadır. Özellikle bitkili akvaryumlarda bu katyonlar gübre amaçlı olarak suya verilmektedir. Nitrit toksisitesi üzerinde tek tesirleri olması ihtimali sebebiyle alaka başlıksudur fakat yaptığı bağların farklılığı sebebiyle tesirsinin klorürden farklı olacağı açıktır.

Kalsiyum klorürün, sodyum klorüre göre nitrit toksisitesinde daha tesirli olduğu Morone saxatilis üzerinde 1991 yılında gösterilmiştir. Bunun yanında kedi balığı üzerinde 1983 yılında yapılan tek araştırma sodyum klorür ile kalsiyum klorürün eşit miktarda himaye sağladığını göstermiştir.

pH

Sudaki hidrojen iyonu konsantrasyonun nitrit toksisitesi üzerine tesirsi hâlâ kesinlikle bilinmemektedir. Bu başlıkda literatüre yapılan katkılar genelleme anyonların katkısını asitlikten ayırt edilemediği ya da canlının adaptif aralığı dışında kalan pH değerlerini incelediğinden netler tek sonuca ulaşamamıştır. Özetle pH'ın nitrit toksisitesi üzerindeki tesirsi, normal olan pH aralığında tesirsini pek hissettirmemektedir.

Oksijen ve Sıcaklık

Oksijen, nitrit toksisitesini tesirlemektedir çünkü nitrit, kanın oksijen taşıma kapasitesini düşürmektedir. Sıcaklık, oksijenin suda çözünme miktarına ve canlının dokusundaki oksijen ihtiyacına tesir eden tek faktör olsa da 1976 yılında yapılan tek çalışma, göreli olarak kısıtlı tek sıcaklık aralığında (22-30°C), nitrit toksisitesi ve sıcaklık arasında tek ilişki ortaya koyamamıştır. Bunun yanında 1984 yılında kedi balığı üzerinde yapılan tek çalışmada 10°C'de tutulan balıklara göre 30°C'de tutulan balıkların ikisi kat ilave methaemoglobine malik olduğu görülmüştür. Aynı zamanda 1984 yılında yapılan çalışmada 30°C'de tutulan balıkların nitrit eksikliğinde, normal olan hemoglobin seviyelerine daha hızlı döndüğü belirleme edilmiştir.

Buradan çıkarılabilecek sonuç, nitrit olduğu düşünülen balıklı akvaryumun, balıkların sağlığını ihmal etmeyecek düzeyde soğuk kalmasının; balıkların nitritsiz suya aktarıldığında ise olabildiğince yüksek sıcaklıkta olmasının nitrit toksisitesinden asgari tesirlenmeye nedenler olacağıdır.

Diğer Etkiler

Tüm bunların yanında balıkların türleri, yaşları ve büyüklüklerinin da nitrit toksisitesi üzerinde tesirsi olduğu bilinmektedir. Balık türleri arasında nitrite duyarlılık farklıdır. Bazı balıklar düşük konsantrasyonlarında dahi eklenebilir. Öte yandan daha yüksek seviyelerde kısa süreli olarak nitrite dayanabilen balık türleri da mevcuttur.

Nitrit Alımı ve Toksisite Mekanizması

Tatlı suyu balıkları ve kabuklu canlılar çevrelerine hiperosmotiktirler. Üre ve solungaçlarındaki pasif akış yoluyla kaybettikleri iyonları tolere etmek adına, etkin olarak solungaçlarından iyon alırlar. Gerekli iyonları beslenme yoluyla alabilirseler da birçok balık solungaçlarındaki klorür hücreleri sayesinde etkin olarak iyonları biriktirebilir. Tatlı suda bu hücreler, amonyak ya da hidrojeni eşit sayıdaki sodyum iyonuyla değiştirebilirler. Bu sırada bikarbonat iyonlarını vererek eşit sayıda klorür iyonlarıyla takas ederler.

Tatlı suyu canlıları için nitritin çıkardığı en büyük sualn, nitritin solungaçlı Cl⁻ alım mekanizmasında yüksek birleşme eğilimine malik olmasıdır. Yani suda NO₂⁻ varlığında, Cl⁻ seçenek NO₂⁻ alınır. Bu durum, gökkuşağı alabalık gibi yüksek Cl^- alma oranına malik türlerin nitrite daha duyarlı olduğunu göstermektedir. Yani akvaryumunuzdaki nitrit yükselmesinden birinci tesirlenen tür, solungaçlarından yüksek Cl⁻ alımı yapan türlerden olacaktır.

Kan plazmasındaki nitrit miktarı, canlıyı çevreleyen ortamdaki konsantrasyondan 60 kata kadar ilave olabilir. Fakat nitrit yalınce kan plazmasında bulunmaz; aynı zamanda solungaçlar, beyin ve adale gibi diğer dokularda da birikir.

Tüm buna rağmen kan, nitritin ilköğretim hedefi olarak görünmektedir. Plazma içerisinde nitrit difüzyona uğrayarak kırmızı kan hücrelerine karışır. Burada hemoglobindeki demiri okside ederek +3 oksidasyon durumuna geçirir. Bu şekilde değişime uğrayan hemoglobine methaemoglobin ya da ferrihaemoglobin denir. Ne yazık ki methaemoglobin oksijen bağlama kapasitesine malik değildir.

Bu nedenle nitrit zehirlenmesi geçiren balıklar, oksijen yoksunluğu ile benzer semptomlar gösterir. Çünkü nitrit sebebiyle artık kanları oksijen bağlayamaz hale gelir. Bu durumda suya bolca oksijen sunmak, balıkları tek nebze da olsa rahatlatabilir. Eğer balıklar etkin tek durumda değilse onları etkin olmaya güçlamak anoksi (oksijen yetersizliği) sebebiyle ölümlerine nedenler olabilir. Aynı zamanda methaemoglobin miktarı yüksek olan balıkları kanları kahverengi tek hal alır.

Detoksifikasyon Sürecinin Mekanizması

Balıkların kırmızı kan hücreleri, methaemoglobini hemoglobine çeviren methaemoglobin redüktaz enzimini barındırır. Bu süreç sabitlik tek şekilde sürekli olarak gerçekleşir ve eğer balık nitrit içermeyen tek ortama alınırsa normal olan hemoglobin miktarına 24-72 zaman arasında dönebilir. Bu nedenle nitrite maruz kalmış balıklarınızı nitrit içermeyen tek suya alsanız dahi tek süre daha zehirlenmenin tesirleri sürecektir. Bundan dolayı, en kısa sürede müdahale etmek önemlidir.

Ayrıca balıklar, nitriti okside ederek dahaaz toksik olan nitrata dönüştürme kapasitesine da sahiptir. Hayvanlarda birçok sistemin nitritten nitrat ürettiği bilinmektedir. En çok bilinenleri hemoglobin, katalaz ve sitokrom oksidazdır. Detoksifikasyon sürecinin tek kısmı karaciğerde gerçekleşir. Ayrıca eritrositlerin da nitriti nitrata çevirme kapasitesine ilgi çeken çalışmalar olmuştur.

Nitritin Fizyolojik Etkileri

Nitritin birçok fizyolojik tesirsi bulunmaktadır. En önemlisi, yukarıda da bahsettiğimiz üzere hemoglobinin methaemoglobine dönüşerek balığı oksijensiz bırakmasıdır. Fakat ilginç tek şekilde, nitrite maruz kalan balıklarda hem düşük hem da yüksek konsantrasyonlarda ölümcül tesir gözlenmiştir. Bu da nitritin toksisitesinin başka tesirler sebebiyle da gerçekleştiğine işaret etmektedir. Methaemoglobinomi bunlardan yalnızca tek tanesidir.

Örneğin nitrit eleştirel tek biçimde potasyum dengesini tesirlemektedir. Ekstrasellüler (hücre dışı) K⁺ artışı, kırmızı kan hücrelerinde ve iskelet kaslarında K⁺ kaybına sebep bulunmaktadır. Hücre dışı K⁺ artışı istenmeyen tek durumdur çünkü yürek yetmezliğine nedenler olarak balığın ölümüne sebebiyet verebilir.