淡水生态系统中的微塑料(MP)污染问题日益引起关注。多种淡水生物,包括鱼类、枝角类动物和贻贝,可能会直接摄入微塑料,从而导致不良影响[1]、[2]。
微塑料可以在个体、细胞和分子层面影响淡水生物的健康[3]。例如,微塑料的积累会阻塞消化系统,阻碍营养吸收并损害生物健康[4]。微塑料可能引发氧化应激、炎症、DNA损伤和免疫抑制[5]、[6]、[7]、[8]。此外,摄入的微塑料有可能通过食物链传递到人体,对更广泛的生态系统稳定性和人类健康构成威胁[9]。因此,有必要全面评估微塑料在淡水生态系统中的健康影响和风险,同时考虑其在环境暴露过程中可能发生的性质和行为变化。
微塑料释放到淡水中后,会经历许多生物和非生物老化过程,如光照、热作用和氧化作用,这些过程会改变其性质和行为[10]。老化过程可能会影响微塑料对淡水生物的毒性,但人们对这些过程知之甚少。先前的研究表明,老化的聚氯乙烯(PVC)微塑料由于形成了羰基和增加了ζ电位,对藻类Chlamydomonas reinhardtii的毒性更大[11]。Michailidou等人[12]发现,与原始微塑料相比,老化的聚乙烯微塑料通过引发氧化应激和影响细胞健康,对淡水鱼Perca fluviatilis造成了更大的健康损害。相反,一些研究表明,微塑料的老化并未增加其对藻类、水蚤和浮萍的毒性[13]、[14]。因此,关于老化过程对微塑料毒性的影响仍不确定,需要进一步研究。虽然到达淡水系统的太阳辐射主要以UVA和UVB波长为主,但在实验室研究中,常使用加速的UVC(254纳米)照射作为可控的光氧化模型,以诱导表面官能化和羰基的形成。
暴露于微塑料后,摄入是主要的吸收途径,但微塑料也可能附着在鱼体皮肤上并转移到身体的其他部位[15]、[16]。作为毒理学和风险评估的理想模型,现有研究表明,微塑料可以通过这些相互作用途径损害斑马鱼的健康,包括肠道-肝脏轴、代谢、神经系统、生殖发育和体液免疫系统[17]、[18]、[19]。我们之前的研究还展示了聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)对斑马鱼的一系列性别特异性毒性效应[20]。此外,也有研究探讨了老化微塑料对斑马鱼幼体的影响,表明其具有加剧的神经毒性、肠道损伤、脂质吸收不良、免疫功能障碍和生长抑制[21]、[22]。然而,仍需进一步研究老化微塑料对成年斑马鱼健康的影响。
因此,本研究旨在探讨PS-MPs的老化过程是否会影响其在21天暴露期间对成年雌性和雄性斑马鱼的健康影响。具体来说,我们考虑了:(i)老化PS-MPs的表征;(ii)原始和老化PS-MPs对雌雄斑马鱼的毒性和影响机制。通过测量体液指标和氧化应激来评估微塑料对斑马鱼健康的毒性。多组学分析用于揭示斑马鱼沿肠道-肝脏轴的微生物和代谢反应。