ゼブラフィッシュの胚に対するマイクロプラスチックとカドミウムの複合毒性

Combined toxicity of microplastics and cadmium on the zebrafish embryos (Danio rerio).

• Run Zhang
• Meng Wang
• Xiaoping Chen
• Changming Yang
• Lingling Wu

抄録

近年、マイクロプラスチック（MP）の生物への影響が世界的に注目されている。本研究では、ゼブラフィッシュの胚を用いて、MPsとカドミウム(Cd)の複合的な水生生物への影響を評価した。致死影響と亜致死影響を8, 24, 32, 48, 96hpe(曝露後1時間)で記録した。致死影響と亜致死影響は8,24,32,48,96時間後に記録されており、一連のMP濃度及び/又は環境レベルのCdに曝露された場合、生存率及び心拍数(HR)に負の影響を与えた。また、MPs濃度と致死毒性及び亜致死毒性との間には正の相関があった。生理学的パラメータから、2つのストレス因子の混合暴露は、低濃度のMPs(0.05, 0.1mg/L)では拮抗的な毒性を示し、高濃度のMPs(1, 5, 10mg/L)では相乗的な亜致死毒性を示すことが明らかになった。走査型電子顕微鏡写真(SEM)及び蛍光顕微鏡写真から、MPsと絨毛膜との間には静電的相互作用と弱い物理的力が発生していることが示唆された。このことから、10μmのMPsは絨毛膜の保護効果を誘導し、Cdとの複合的な毒性を引き起こす可能性があると推測された。しかし、他の汚染物質との複合毒性はまだ解明されていない。

The effects of microplastics (MPs) on organisms have drawn a worldwide attention in the recent years. In this study, zebrafish embryos were employed to assess the combined effects of MPs and cadmium (Cd) on the aquatic organisms. Lethal and sublethal effects were recorded at 8, 24, 32, 48 and 96 hpe (hour post exposure, hpe). The exposure under a series concentration of MPs and/or an environmental level Cd has the negative impacts on survival and heart rate (HR). And there was a positive correlation between MPs concentration and lethal and sublethal toxicity under combined exposure. The physiological parameters showed that the mixture of two stressors had the antagonistic toxicity under low concentration of MPs (0.05, 0.1 mg/L) while the synergistic sublethal toxicity under high levels of MPs (1, 5, 10 mg/L) on zebrafish embryos. Both the scanning electron micrographs (SEM) and fluorescence microscope photos suggested an electrostatic interaction and weak physical forces generated between MPs and chorion membrane. It is inferred that the 10 μm MPs could induce the protective effect of chorion membrane and cause complex toxicities with Cd. But when it involved with other pollutants, the toxic effects and mechanism are still waiting to be figured out.

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