Titanium dioxide nanoparticles alter routine metabolism and cause histopathological alterations in Oreochromis niloticus / Efeito de nanopartículas de dióxido de titânio sobre Oreochromis niloticus: metabolismo de rotina e alteração histológica

ABSTRACT

Titanium Dioxide Nanoparticles (TiO2NPs) could cause alterations in exposed aquatic species, in terms of oxygen consumption, ammonia excretion and tissues functionality therefore, the aim of the present study is to evaluate the effects of acute exposure to different concentrations of TiO2NPs (0.1, 0.5, 1.0 and 2.5 mgL-1) on routine metabolism (oxygen consumption and ammonia excretion) and histological parameters (branchial and hepatic) in Oreochromis niloticus. After 24 hours, we observed an increase in oxygen consumption of 2.36 and 3.23 times in groups exposed to 1.0 and 2.5 mgL-1 of TiO2 NPs respectively, as well as an increase in ammonia excretion of 3.54, 4.0 and 4.82 times higher in groups exposed to 0.5, 1.0 and 2.5 mgL-1 of TiO2 NPs respectively, compared to the control group. Histological analysis showed, after 72 hours, moderate to severe alterations in both gills and liver of TiO2 exposed fish at concentrations 1.0 and 2.5 mgL-1, the severity and occurrence of the alteration observed was grade 3 (severe and extensive pathological alterations). We concluded that waterborne exposure of Nile tilapia to TiO2 NPs caused alteration in routine metabolism and histological parameters in a dose-dependent manner.(AU)

RESUMO

Nanoparticulas de Dióxido de Titânio (TiO2NPs) podem causar alterações nas espécies aquáticas expostas, em termos de consumo de oxigênio, excreção de amônia e funcionalidade de tecidos, portanto, o objetivo do presente estudo é avaliar os efeitos da exposição aguda a diferentes concentrações de TiO2NPs (0,1, 0,5, 1,0 e 2,5 mgL-1) sobre o metabolismo de rotina (consumo de oxigênio e excreção de amônia) e parâmetros histológicos (branquiais e hepáticos) em Oreochromis niloticus. Após 24 horas, observamos um aumento no consumo de oxigênio de 2,36 e 3,23 vezes em grupos expostos a 1,0 e 2,5 mgL-1 de TiO2NPs respectivamente, bem como um aumento na excreção de amônia de 3,54, 4,0 e 4,82 vezes maior nos grupos expostos a 0,5, 1,0 e 2,5 mgL-1 de TiO2NPs respectivamente, em comparação com o grupo controle. A análise histológica mostrou, após 72 horas, alterações moderadas a severas tanto nas brânquias quanto no fígado de peixes expostos a TiO2NPs em concentrações de 1,0 e 2,5 mgL-1, a gravidade e a ocorrência da alteração observada foram de grau 3 (alterações patológicas graves e extensas). Concluímos que a exposição à TiO2NPs da tilápia do Nilo causaram alteração no metabolismo de rotina e nos parâmetros histológicos de uma maneira dose-dependente.(AU)