Zeitschrift oder Verlagsinstitution: Wissenschaft der gesamten Umwelt
Studie: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0048969721077597
Autor (en): Chen, J., Rao, C., Yuan, R., Sun, D., Guo, S., Li, L., Yang, S., Qian, D., Lu, R. und Cao, X.
Art des Artikels: Begutachtete Studie
Abstract:
Polyethylen Mikroplastik (PE-MP) und Glyphosat (GLY) sind weit verbreitet und haben toxische Eigenschaften, was zu einem erhöhten Forschungsinteresse führt. In dieser Studie wurden gewöhnliche Karpfen verwendet, um die individuelle und kombinierte Toxizität von PE-MPs (0, 1.5 oder 4.5 mg/L) und GLY (0, 5 oder 15 mg/L) auf der Gehirn-Darm-Achse zu bewerten. Nach 60-tägiger Exposition wurden die Entwicklungstoxizität, die Blut-Hirn-Schranke (BBB), das Bewegungsverhalten, die Darmbarriere (physikalische Barriere, chemische Barriere, mikrobielle Barriere) und der Stoffwechsel des Darminhalts von Karpfen bewertet. Die Ergebnisse zeigten, dass eine GLY-Exposition von 15 mg/L die mRNA-Expression von Tight-Junction-Genen (Occludin, Claudin-2 und ZO-1) im Gehirn, und die Aktivität der Acetylcholinesterase (AChE) wurde durch hohe GLY-Konzentrationen deutlich gehemmt. Unterschiedliche Konzentrationen von PE-MPs hatten jedoch keinen signifikanten Effekt auf die Aktivität von AChE. Darüber hinaus wurde das Freischwimmverhalten von Karpfen durch die Behandlung mit einer Kombination aus 15 mg/L GLY und 4.5 mg/L PE-MPs deutlich gehemmt. Histologische Studien zeigten, dass PE-MPs allein und in Kombination mit GLY die physikalischen und chemischen Darmbarrieren von Karpfen stören könnten. Hinzu kommt die Fülle und Vielfalt des Darms microbiota in Karpfen wurden signifikant verändert, wenn sie einer Kombination von PE-MPs und GLY ausgesetzt wurden. Die Metabolomik ergab ferner, dass PE-MPs in Kombination mit GLY metabolische Veränderungen auslösten und dass unterschiedliche Metaboliten mit Aminosäuren und Aminosäuren verwandt waren Fettstoffwechsel. Diese Ergebnisse veranschaulichen, dass die Exposition gegenüber PE-MPs oder GLY allein für Fische toxisch ist und zu physiologischen Veränderungen der Hirn-Darm-Achse führt. Diese Arbeit bietet eine solide Analyse zum Verständnis der Mechanismen, die GLY und MP-induzierter aquatischer Toxizität zugrunde liegen.
Stichwort: Mikroplastik, Aquatische Toxizität, Gehirn-Darm-Achse, Verhalten, Darmmikrobiom, Stoffwechselstörung
Zitat:
Chen, J., Rao, C., Yuan, R., Sun, D., Guo, S., Li, L., Yang, S., Qian, D., Lu, R. und Cao, X., 2022. Langfristige Exposition gegenüber Polyethylen-Mikroplastik und Glyphosat beeinträchtigt das Verhalten, die intestinale mikrobielle Homöostase und Metaboliten des Karpfens (Cyprinus carpio L.). Wissenschaft der gesamten Umwelt, 814, S. 152681.