Нанопластик вызывает нейроповеденческие нарушения, репродуктивные и окислительные повреждения и изменения биомаркеров у данио-рерио: сигнал о широкомасштабном риске для здоровья при экспозиции

Загрязнение пластиком является растущей глобальной проблемой и может служить геологическим индикатором антропоцена. Микропластик потенциально более опасен, чем макропластик, поскольку может проникать через биологические мембраны. Токсичность воздействия микропластика для человека и водных организмов задокументирована, однако данных о токсичности и поведенческих изменениях под влиянием нанопластика (NPs) у млекопитающих немного. Несмотря на малые размеры, нанопластик обладает огромной поверхностью, позволяющей связывать даже большие количества токсичных соединений по сравнению с микропластиком. В этой работе мы использовали полистирольный нанопластик (PS-NPs) диаметром примерно 70 нм для изучения нейроповеденческих изменений, распределения и накопления в тканях и специфических рисков для здоровья у взрослых данио-рерио. Результаты показали накопление PS-NPs в гонадах, кишечнике, печени и мозге с паттерном распределения, сильно зависящим от размера и формы частиц. Анализ множества поведенческих показателей и биохимических биомаркеров выявил, что экспозиция PS-NPs вызывает нарушение липидного и энергетического обмена, окислительный стресс и накопление в тканях. В группе с высокой концентрацией PS-NPs отмечались выраженные поведенческие изменения: активность локомоции, агрессивность, формирование косяков и поведение при избегании хищника, а также нарушение циркадного ритма локомоторной активности при хронической экспозиции. Несколько важных нейромедиаторных биомаркеров, используемых для оценки нейротоксичности, существенно изменились после одной недели воздействия PS-NPs, что указывает на потенциальную нейротоксичность. Кроме того, примерно через месяц флуоресцентная спектроскопия продемонстрировала накопление и распределение PS-NPs в тканях данио, особенно в гонадах, что может далее повлиять на репродуктивную функцию рыбы. В целом наши результаты предоставляют новые доказательства неблагоприятных последствий вызванной PS-NPs дисрегуляции поведения и молекулярных изменений, которые в конечном итоге уменьшают приспособленность данио к выживанию в экосистеме.