Efekty ekspozycji larw i narybku jazia Leuciscus idus (L.) na nanocząstki srebra drogą pokarmową

MACIEJ CHOJNACKI

Department of Ichthyobiology and Fisheries Warsaw University of Life Sciences, Ciszewskiego 8, 02-786 Warszawa

JERZY ŚLIWIŃSKI

Department of Ichthyobiology and Fisheries Warsaw University of Life Sciences, Ciszewskiego 8, 02-786 Warszawa



Abstrakt

Dynamiczny rozwój nanotechnologii spowodował, że współczesna literatura naukowa poświęca dużo uwagi nanotoksykologii. Niewiele badań z tego obszaru dotyczy ekspozycji ryb na nanocząstki in vivo, drogą pokarmową. Prezentowana praca omawia to zagadnienie na przykładzie larw i narybku jazia Leuciscus idus (L.). W eksperymencie utworzono grupę kontrolną ryb żywioną starterem komercyjnym (grupa „K”) oraz grupy ryb, którym podawano paszę z dodatkiem roztworu nanocząstek srebra o nominalnym stężeniu 5 mg l-1 i 50 mg l-1 (grupa „5”, grupa „50”). Eksperyment trwał 90 dni. Analizowano wzrost, kondycję i przeżywalność ryb. Badano obraz histologiczny jelita, wątroby i skrzeli. Wzrost ryb w 30 i 60 dniu doświadczenia wskazywał na pozytywny wpływ dodatku nanocząstek Ag do paszy, podobnie jak w przypadku kondycji ryb w grupie „5” w 90 dniu doświadczenia. Obecność nanocząstek srebra w paszy wpłynęła negatywnie na przeżywalność ryb. W jelitach, wątrobie oraz skrzelach ryb eksponowanych na nanocząstki Ag wystąpiły zmiany patologiczne.

Słowa kluczowe:

nanocząstki srebra, ryby, jaź, podchów, wzrost, zmiany patologiczne

Ahamed M., Posgai R., Gorey T.J., Nielsen M., Hussain S.M., Rowe J.J., 2009. Silver nanoparticles induced heat shock protein 70, oxidative stress and apoptosis in Drosophila melanogaster. Toxicol. Appl. Pharmacol. 242, 263–269.

Bai W., Zhang Z., Tian W., He X., Ma Y., Zhao Y., Chai Z., 2009. Toxicity of zinc oxide nanoparticles to zebrafish embryo: a physicochemical study of toxicity mechanism. J. Nanopart. Res. 12(5), 1645–1654.

Bar-Ilan O., Albrecht R.M., Fako V.E., Furgeson D.Y., 2009. Toxicity assessments of multisized gold and silver nanoparticles in zebrafish embryos. Small J. 5 (16), 1897–1910.

Bilberg K., Malte H., Wang T., Baatrup E., 2010. Silver nanoparticles and silver nitrate cause respiratory stress in Eurasian perch (Perca fluviatilis). Aqua. Toxicol. 96(2), 159–165.

Blaser S.A., Scheringer M., MacLeod M., Hungerbühler K., 2007. Estimation of cumulative aquatic exposure and risk due to silver: Contribution of nano-functionalized plastics and textiles. Sci. Total Environ. 390, 396–409.

Chae Y.J., Pham C.H., Lee J., Bae E., Yi J., Gu M.B., 2009. Evaluation of the toxic impact of silver nanoparticles on Japanese medaka (Oryzias latipes). Aqua. Toxicol. 94, 320–327.

Christian P., Von Der Kammer F., Baalousha M., Hofmann Th., 2008. Nanoparticles: structure, properties, preparation and behavior in environmental media. Ecotoxicology 17, 326–343.

El Badawy A.M., Silva R.G., Morris B., Scheckel K.G., Suidan M.T., Tolaymat T.M., 2010. Surface charge-dependent toxicity of silver nanoparticles. Environ. Sci. Technol. 45, 283–287.

Fabrega J., Luoma S.N., Tyler C.R., Galloway T.S., Lead J.R., 2011. Silver nanoparticles: Behaviour and effects in aquatic environment. Environ. Int. 37, 517–531.

Fairbrother A., Fairbrother J.R., 2009. Are environmental regulations keeping up with Innovation. A case study of the nanotechnology industry. Ecotoxicol. Environ. Safety 72, 1327–1330.

Farkas J., Christian P., Tollefsen K.-E., Hylland K., Thomas K.V., 2011. Uptake and effects of manufactured nanoparticles on rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) gill cells. Aqua. Toxicol. 101, 117–125.

Farré M., Gajda-Schrantz K., Kantiani L., Barceló D., 2009. Ecotoxicity and analysis of nanomaterials in the aquatic environment. Anal. Bioanal. Chem. 393(1), 81–95.

Federici G., Shaw B.J., Handy R.D., 2007. Toxicity of titanium dioxide nanoparticles to rainbow trout (Oncorhynchus mykiss): Gill injury, oxidative stress, and other physiological effects. Aqua. Toxicol. 84, 415–430.

Gaiser B.K., Fernandes T.F., Jepson M., Lead J.R., Tyler C.R., Stone V., 2009. Assessing exposure, uptake and toxicity of silver and cerium dioxide nanoparticles from contaminated environments. Environ. Health 8, Suppl. 1, S2.

Griffitt R.J., Hyndman K., Denslow N.D., Barber D.S., 2008. Comparison of molecular and histological changes in zebrafish gills exposed to metallic nanoparticles. Toxicol. Sci. 107(2), 404–415.

Handy R.D., Henry T.B., Scown T.M., Johnston B.D. Tyler C.R., 2008a. Manufactured nanoparticles: their uptake and effects of fish-a mechanistic analysis. Ecotoxicology 17, 396–409.

Handy R.D., Owen R., Valsami-Jones E., 2008b. The Ecotoxicology of nanoparticles and nanomaterials: current status, knowledge gaps, challenges, and future needs. Ecotoxicology 17, 315–325.

Handy R.D., van den Brink N., Chappell M., Mühling M., Behra R., Dušinská M., Simpson P., Ahtiainen J., Jha A.N., Seiter J., Bednar A., Kennedy A., Fernandes T.F., Riediker M., 2012. Practical considerations for conducting ecotoxicity test methods with manufactured nanomaterials: what have we learnt so far? Ecotoxicology 21, 933–972.

Hao L., Wang Z., Xing B., 2009. Effect of sub-acute exposure to TiO2 nanoparticles on oxidative stress and histopathological changes in juvenile carp (Cyprinus carpio). J. Environ. Sci. 21, 1459–1466.

Hsin Y.-H., Chen C.-F, Huang S., Shih T.-S., Lai P.-S., Chueh P.J., 2008. The apoptotic effect of nanosilver is mediated by a ROS- and JNK-dependent mechanism involving the mitochondrial pathway in NIH3T3 cells. Toxicol. Lett. 179(3) 130–139.

Hussain S.M., Hess K.L., Gearhart J.M., Geiss K.T., Schlager J.J., 2005. In vitro toxicity of nanoparticles in BRL 3A rat liver cells. Toxicol. in Vitro 19, 975–983.

Jensen A.T., Selck H., Bjerregaard H.F., Misra S., Berhanu D., 2010. Effects of nano sized CuO and ionic Cu. Toxicity to Daphnia magna and tight epithelial cells. 20th Annual Meeting, Science and Technology for Environmental Protection, Seville, Spain.

Kahru A., Dubourguier H.-C., 2009. From Ecotoxicology to nanoecotoxicology. Toxicology 10, 1016.

Krysanov E.Yu., Pavlov D.S., Demidova T.B., Dgebuadze Yu.Yu., 2010. Effect of nanoparticles on aquatic organisms. Biol. Bull. 37(4), 406–412.

Liu W.-T., 2006. Nanoparticles and their biological and environmental applications. J. Biosci. Bioengin. 102(1) 1–7.

Małaczewska J., 2010. Cytotoksyczność nanocząsteczek srebra. Med. Wet. 66(12), 833–838.

McNeil S.E., 2005. Nanotechnology for the biologist. J. Leuk. Biol.78, 585–594.

Moore M.N., 2006. Do nanoparticles present ecotoxicological risk for health of the aquatic environment. Environ. Int. 32, 967–976.

Ramsden C.S., Smith T.J., Shaw B.J., Handy R.D., 2009. Dietary exposure to titanium dioxide nanoparticles in rainbow trout, (Oncorhynchus mykiss): no effect on growth, but subtle biochemical disturbances in the brain. Ecotoxicology 18, 939–951.

Renault S., Baudrimont M., Mesmer-Dudons N., Gonzalez P., Mornet S., Brisson A., 2008. Impacts of gold nanoparticles exposure on two freshwater species: a phytoplanktonic alga (Scenedesmus subspicatus) and benthic bivalve (Corbicula fluminea). Gold Bull. 41(2), 116–126.

Savolainen K., Alenius H., Norppa H., Pylkkänen L., Tuomi T., Kasper G., 2010. Risk assessment of engineered nanomaterials and nanotechnologies-A review. Toxicology 269, 92–104.

Scown T.M., Santos E.M., Johnston B.D., Gaiser B., Baalousha M., Mitov S., Lead J.R., Stone V., Fernandes T.F., Jepson M., Von Aerle R., Tyler C.R., 2010. Effects of aqueous exposure to silver nanoparticles of different sizes in rainbow trout. Toxicol. Sci. 115(2), 521–534.

Shaw B.J., Handy R.D., 2011. Physiological effects of nanoparticles on Fish: A comparison of nanometals versus metal ions. Enviro. Int. 37 ,1083–1097.

Snopczyński T., Góralczyk K., Czaja K., Struciński P., Hernik A., Korcz W., Ludwicki J.K., 2009. Nanotechnologia – możliwości i zagrożenia. Rocz. PZH 60(2), 101–111.

Wen H.-C., Lin Y.-N., Jian S.-R., Tseng S.-C., Weng M.-X., Liu Y.-P., Lee P.-T., Chen P.-Y., Hsu R.-Q., Wu W.-F., Chou C.-P., 2007. Observation of growth ofhuman fibroblasts on silver nanoparticles. J. Phys., Conference Series 61, 445–449.

Wu Y., Zhou Q., Li H., Liu W., Wang T., Jiang G., 2010. Effects of silver nanoparticles on the development and histopathology biomarkers of Japanese Medaka (Oryzias latipes) using the partial–life test. Aqua. Toxicol. 100(2), 160–167.

Yen H.-J., Hsu S.-h, Tsai C.-L., 2009. Cytotoxicity and immunological response of gold and silver nanoparticles of different sizes. Small J. 5(13), 1553–1561.

Yeo M.-K., Kang M., 2008. Effect of nanometer sized silver materials on biological toxicity during zebrafish embryogenesis. Bull. Korean Chem. Soc. 29(6) 1179–1184.

Opublikowane
2014-02-05



MACIEJ CHOJNACKI 
Department of Ichthyobiology and Fisheries Warsaw University of Life Sciences, Ciszewskiego 8, 02-786 Warszawa
JERZY ŚLIWIŃSKI 
Department of Ichthyobiology and Fisheries Warsaw University of Life Sciences, Ciszewskiego 8, 02-786 Warszawa



Licencja

Od 2022 r. artykuły są udostępniane na zasadach licencji Creative Commons uznanie autorstwa 4.0 międzynarodowa (CC BY 4.0). Artykuły opublikowane przed 2022 r. są dostępne na zasadach licencji Creative Commons uznanie autorstwa – użycie niekomercyjne – bez utworów zależnych 4.0 międzynarodowa  (CC BY-NC-ND 4.0).

Przysłanie artykułu do redakcji oznacza, że nie był on opublikowany wcześniej, nie jest rozpatrywany do publikacji w innych wydawnictwach.

Autor podpisuje oświadczenie o oryginalności dzieła i wkładzie poszczególnych osób.