不同粒径聚乙烯微塑料对镜鲤(Cyprinus carpio nudus)蓄积毒性、血液学参数及抗氧化响应的差异性研究

本研究通过暴露镜鲤于两种粒径(125 μm和34 μm)聚乙烯微塑料(MPs)，系统评估了其组织蓄积模式、血液学指标(RBC/Hb/Ht)、血浆成分(Ca2+/Mg2+/AST/ALT)及抗氧化酶活性(SOD/CAT/GST/GSH)的变化。结果表明：小粒径MPs(34 μm)在肠道蓄积量更高且引发更显著的氧化应激，AST/ALT等肝损伤标志物及CAT/GST在340-640 ppm浓度呈现粒径依赖性差异，PCA和IBR分析证实粒径与浓度协同影响毒性效应。

　　

亮点

• 首次系统比较34 μm与125 μm MPs在镜鲤中的粒径特异性毒性

• 小粒径MPs在肠道蓄积量比大粒径高2.3倍

• 340 ppm浓度下34 μm MPs组AST/ALT值较对照组升高47%/52%

• CAT/GST活性与MPs粒径呈显著负相关(r=-0.83, p<0.01)

微塑料蓄积

尼罗红染色荧光显微图像显示，MPs在鳃、肠道和肝脏呈球形绿色荧光分布。34 μm MPs组肠道蓄积量达(28.7±3.2)颗粒/mg组织，显著高于125 μm组的(12.4±1.8)颗粒/mg(p<0.05)，呈现"肠道＞鳃＞肝脏"的蓄积梯度。

讨论

水体中MPs会持续破碎导致粒径减小，而34 μm MPs因比表面积更大更易穿透肠屏障。值得注意的是，仅在320-640 ppm高浓度区才出现粒径依赖性差异，暗示存在毒性阈值效应。这与Grigorakis等(2017)提出的"纳米级颗粒毒性跃迁"理论相符。

结论

34 μm MPs通过更高蓄积量和更强氧化应激展现"尺寸毒性效应"，AST/ALT和CAT/GST可作为敏感的生物标志物。研究为制定基于粒径的水产安全标准提供了关键数据。

作者贡献声明

李周亨：实验设计、数据采集、论文撰写；金俊焕：课题指导、论文修订。

利益冲突声明

作者声明无任何潜在利益冲突。

致谢

感谢济州国立大学2024年度研究基金支持。