VULNERABILITY OF FRESHWATER MUSSEL UNIO TUMIDUS TO WATERBORNE MIXTURE OF PSYCHOACTIVE SUBSTANCES AND MICROPLASTIC

Abstract

This study investigates the effects of psychoactive substances and microplastics (MP) on the aquatic environment using swollen river mussels (Unio tumidus) as bioindicators. Mussels were exposed to microplastic, caffeine, chlorpromazine and their mixture for 14 days and biochemical biomarkers of stress and toxicity were analysed. All exposures caused the signs of toxicity, indicated as the loss of lysosomal membrane stability, inactivation of choline esterase, and decrease of the Zn/Cu ratio. All exposures, particularly MP, increased the glutathione level, indicating the involving of low weight cellular thiols in the stress response. Exposure to MP induced superoxide dismutase, and mixture decreased phenol oxidase activity, confirming the negative cumulative effect of the combine exposure.

Надходження психоактивних речовин у поверхневі води зростає через їх широке застосування у лікуванні та підтриманні емоційного стану людини. Двостулкові молюски є чутливими організмами для оцінки забруднення води. Проте вплив сполук, які змінюють поведінку та когнітивні функції людини, на нецільові організми досліджений недостатньо. Крім того, присутність мікропластику у водному середовищі може змінювати його біологічний вплив. Тому, щоб наблизити експериментальні умови до реальних, метою цього дослідження було визначити, чи є біохімічні маркери стресу та токсичності у двостулкових молюсків відповідними для оцінки одноразового та комбінованого впливу психоактивних речовин і мікропластику. Протягом 14 днів прісноводних молюсків Unio tumidus піддавали дії МP (1 мг л-1, розмір 35-50 мкм), кофеїну (Caff, 110 пМ), хлорпромазину (Cpz, 37 пМ) або їх суміші (Mix). Оцінено набір біомаркерів токсичності та концентрації цинку (Zn) і міді (Cu) у травній залозі. Усі впливи викликали ознаки токсичності, що виражалися як втрата стабільності лізосомальної мембрани, інактивація холінестерази та зниження співвідношення Zn/Cu. Усі впливи, особливо МП, підвищували рівень глутатіону, що вказує на залучення клітинних тіолів низької ваги у відповідь на стрес. Вплив МР індукував супероксиддисмутазу, а суміш знижувала активність фенолоксидази, підтверджуючи негативний кумулятивний ефект комбінованого впливу. Рекомендуємо використовувати зниження співвідношення Zn/Cu в молюсках як оптимальний показник для оцінки порушень в екосистемі, а також оцінювати активність фенолоксидази для виявлення комбінованого впливу стресових факторів.