О токсичности и прооксидантном эффекте наночастиц CeO2 и SiO2 (на модели Danio rerio)

Активное использование наноматериалов в различных сферах приводит к их интенсивному поступлению в окружающую среду и вовлечению в процессы ремедиации. В водной среде наноматериалы влияют на фауну аквабиоценоза, включая рыб. Содержание продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) у гидробионтов как биоиндикаторных организмов традиционно используют в качестве показателя при определении влияния техногенного загрязнения водоема. При анализе показателей ПОЛ следует учитывать, что выявляемое содержание продуктов окисления может быть связано не только с реакцией гидробионтов на антропогенное загрязнение водоема, но и с наличием соответствующих субстратов в тканях рыб. Нами впервые изучен эффект наночастиц диоксидов кремния и церия в условиях водной среды с непосредственной оценкой ферментативной системы тест-объекта. На модели Danio rerio мы определили токсическое действие наночастиц диоксида церия (CeO2 НЧ, 15,8 нм) и диоксида кремния (SiO2 НЧ, 40,9 нм), прооксидантный эффект CeO2 НЧ и SiO2 НЧ, зависимость показателей ПОЛ от дозовой нагрузки, а также наличие у Danio rerio механизмов, обеспечивающих адаптацию к присутствию этих наночастиц в среде обитания. Был установлен факт 100 % гибели тест-объекта к 80-м и 84-м сут под влиянием CeO2 НЧ. Первые признаки токсического эффекта CeO2 НЧ в дозе 10 мг/дм3 корма отмечали на 45-е сут, на 56-е сут численность сокращалась на 33 %, на 65-е сут - уже на 54 %. В случае SiO2 НЧ выживаемость снизилась на 33 %. Наночастицы в дозах 10 и 100 мг/дм3 приводили к уменьшению содержания малонового диальдегида (МДА) у Danio rerio во всех группах по сравнению с контролем: соответственно на 11 и 61 % - в варианте с CeO2 НЧ и на 50,0 и 41,5 % - с SiO2 НЧ, то есть влияние оказалось сходным. Ту же динамику наблюдали в течение первых 2 нед эксперимента. При добавлении CeO2 НЧ в воду аквариума (10 и 100 мг/дм3) активность супероксиддисмутазы (СОД) снизилась соответственно на 75 % и 69 %, на фоне SiO2 НЧ в тех же концентрациях - на 50 и 26 %. Похожий характер изменения активности регистрировали для каталазы (КТ). Таким образом, поступление CeO2 НЧ и SiO2 НЧ в среду обитания сопровождалось депрессией антиоксидантной системы Danio rerio в начале эксперимента, появлением признаков адаптации к концу 2-й нед и значительным увеличением активности КТ и СОД к окончанию срока наблюдения, что указывает на наличие у этих наночастиц токсического действия, требующего дальнейшего изучения.