Influence of particle size on the ecotoxicity of low-density polyethylene microplastics, with and without adsorbed benzo-a-pyrene, in the clam Scrobicularia plana
Plastic was introduced massively into the world on the beginning of the 1950’s
and has accumulated in terrestrial and marine environments since then. Its world-wide
production almost reached 350 million tons in 2017. MPs became bioavailable to
predatory filter feeding organisms and others at higher trophic levels. This study
investigated the ecotoxicological effects in the gills and digestive gland of the clam
Scrobicularia plana, exposed to different sizes of low density polyethylene (LDPE)
microplastics with and without adsorbed benzo-a-pyrene (BaP), to evaluate the potential
effect of different sizes on microplastics accumulation and of microplastics as a source of
chemical contamination once ingested. S. plana was exposed to 1 mgL-1 of two different
sizes of microplastics, 4-6μm and 20-25 μm, with and without BaP (at environmentally
relevant concentrations) for 14 days. To determine the ecotoxicological effects a set of
biomarkers were analysed: oxidative stress including the quantification of antioxidant
enzymes activities (superoxide dismutase - SOD and catalase - CAT) and
biotransformation enzyme activity (glutathione-S-transferases - GST), oxidative damage
(lipid peroxidation - LPO), and neurotoxicity (acetylcholinesterase - AChE). The
condition index was evaluated to assess the overall health status of the organism. To have
a better impact perspective of these contaminants in this bivalve species an integrated
biomarker response index (IBR) and a Health Index was applied. All sizes of
microplastics were significantly accumulated in MPs exposed clams when compared to
control and pre-exposure. In relation to antioxidant enzyme activities, SOD was noted a
higher response in the gills for the bigger size of LDPE + BaP MPs. CAT activity is lower
in the gills showing a decrease for smaller and bigger + BaP MPs. GST had a significant
increase for the bigger size with BaP only on the 7th day. No significant differences either
with size or time of exposure for the digestive gland. Oxidative damage was higher in the
digestive gland for smaller virgin LDPE MPs with and without BaP. Neurotoxicity
showed no inhibition responses during exposure time. Biomarkers alterations are
apparently more related to the smaller size in gills and related to the virgin LDPE MPs in
the digestive gland according to IBR results. As a final step a health index was performed demonstrating that the digestive gland was more affected by these microplastics.aumento de produção nas últimas décadas devido ao seu consumo excessivo,
acumulando-se em zonas terrestres e marinhas. A sua produção mundial atingiu 350
milhões de toneladas em 2017, 64,4 milhões dos quais são produzidas na Europa, o
segundo maior produtor de plástico (18,5 %). São imensos os impactos dos microplásticos
no meio marinho e o zooplâncton é a primeira espécie-alvo tornando os microplásticos
bio disponíveis para organismos filtradores e consequentemente organismos de níveis
tróficos mais elevados.
Este estudo teve como objetivo investigar os efeitos ecotoxicológicos nas
brânquias e glândula digestiva da amêijoa Scrobicularia plana, quando expostas a
diferentes tamanhos de microplásticos de baixa densidade (polietileno) com ou sem
benzo-a-pireno adsorvido, com o intuito de avaliar o efeito potencial dos diferentes
tamanhos de microplásticos acumulados na amêijoa e se esses microplásticos poderiam
ser uma fonte de contaminação química, uma vez ingeridos. A S. plana foi exposta 1
mgL-1 de microplásticos de dois tamanhos diferentes, 4-6 μm e 20-25 μm, com e sem
BaP, durante 14 dias. Para estudar esses efeitos, um conjunto de biomarcadores foram
analisados, incluindo a quantificação da atividade das enzimas antioxidantes (superóxido
dismutase, catalase e glutationa peroxidase), de biotransformação (glutationa-Stransferases),
dano oxidativo (peroxidação lipídica), neurotoxicidade (acetilcolinesterase)
e quantificação de microplásticos nas amêijoas expostas. O índice integrado de resposta
a biomarcadores (IBR) e o índice de saúde (HIS) foram utilizados para avaliar o nível de
stress durante o tempo de exposição.
Todos os diferentes tamanhos de microplásticos foram acumulados pelas amêijoas
durante o tempo de exposição, com maior significância para micropartículas menores.
Em relação à atividade das enzimas antioxidantes, a atividade da SOD demonstrou maior
atividade nas brânquias para os tamanhos maiores quando o BaP estava presente. A GST demonstrou um aumento significativo para o tamanho maior com BaP apenas no 7º dia de exposição. Na glândula digestiva não demonstrou diferenças significativas. A
atividade da CAT é menor nas brânquias demonstrando uma diminuição para ambos os tamanhos de MPs+BaP. O dano oxidativo aumentou em ambos os tecidos. No entanto,
níveis mais elevados foram observados na glândula digestiva para microplásticos de
menor tamanho. A neurotoxicidade não mostrou respostas de inibição durante o tempo
de exposição. Aparentemente, as alterações dos biomarcadores estão mais relacionadas
ao menor tamanho das brânquias e aos MPs virgens na glândula digestiva, de acordo com os resultados do IBR. HIS demonstrou um elevado e maior impacto na saúde da glândula digestiva durante todo o tempo de exposição
