DOI: https://doi.org/10.3390/microorganisms14020468
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41753754
تاريخ النشر: 2026-02-14
المؤلف: Minji Kim وآخرون
الموضوع الرئيسي: الميكروبلاستيك وتلوث البلاستيك
نظرة عامة
تبحث هذه الدراسة في دور الميكروبلاستيك في تسهيل تلوث المحار بالطفيليات الأولية الزونوتية، وتحديداً الكريبتوسبوريديوم، الجيارديا، والتوكسوبلازما. استخدمت الدراسة محاراً حياً، والذي يتم تناوله عادةً نيئاً ويمكن أن يحمل هذه الممرضات. تم تعريض المحار لهذه الأكياس الأولية في مياه البحر، سواء بمفردها أو بالتزامن مع الألياف الدقيقة من البوليستر المعالجة مسبقاً. أظهرت النتائج أن المحار المعرض لكل من الطفيليات والألياف الدقيقة أظهر مستويات أعلى بكثير من الممرضات الأولية مقارنةً بتلك المعرضة للطفيليات فقط.
تشير النتائج إلى أن الميكروبلاستيك قد تعمل كناقلات لتلوث الممرضات في المحار، مما قد يطيل من احتفاظ هذه الممرضات داخل المحار. تسلط هذه الدراسة الضوء على العواقب غير المقصودة للتلوث الناتج عن الأنشطة البشرية على انتقال الأمراض المعدية في النظم البيئية الساحلية، مما يشكل مخاطر على الحياة البرية وصحة الإنسان. يدعو المؤلفون إلى مزيد من الدراسات في ظل ظروف بيئية ذات صلة لتعميق فهم كيفية تأثير الميكروبلاستيك والملوثات الأخرى على بيئة الأمراض المعدية في البيئات البحرية.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على القضية المنتشرة لتلوث البلاستيك، مع التركيز بشكل خاص على الميكروبلاستيك – الذي يُعرف بأنه بلاستيك أصغر من 5 مم. يمكن أن تكون هذه الميكروبلاستيك مصنوعة عمداً (أساسية) أو نتيجة لتحلل العناصر البلاستيكية الأكبر (ثانوية). لقد أثار وجودها في النظم البيئية البحرية مخاوف، حيث وثقت الدراسات تراكمها في الكائنات البحرية، بما في ذلك تلك التي يستهلكها البشر. توضح المقدمة التأثيرات السلبية المباشرة للميكروبلاستيك على الحياة المائية وصحة الإنسان، فضلاً عن دورها المحتمل كناقلات للممرضات والملوثات الكيميائية بسبب تكوين الأغشية الحيوية على أسطحها، مما يؤدي إلى إنشاء مجتمعات ميكروبية معقدة تُعرف باسم “البلاستيسفير”.
تدرس الدراسة بشكل خاص ما إذا كانت الميكروبلاستيك تسهل دخول الممرضات الأولية الزونوتية إلى شبكات الغذاء البحرية، مع التركيز على ثلاثة ممرضات: *Cryptosporidium parvum*، *Giardia duodenalis*، و*Toxoplasma gondii*. هذه الممرضات مقاومة في البيئات البحرية ويمكن أن تسبب مشاكل صحية كبيرة في البشر والحياة البرية. تم اختيار المحار كنموذج للكائنات الحية بسبب أنماط استهلاكها والارتباط المعروف مع هذه الممرضات. تستخدم الدراسة تجربة مختبرية لتقييم تأثير تلوث الميكروبلاستيك على احتفاظ هذه الممرضات في المحار، مما يعالج فجوة حرجة في الأدبيات الحالية التي فحصت إلى حد كبير الميكروبلاستيك والممرضات بشكل منفصل. تهدف هذه الدراسة إلى تقديم رؤى جديدة حول التفاعلات بين الميكروبلاستيك والميكروبات الممرضة في النظم البيئية البحرية.
الطرق
توضح قسم “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. يتفصل في المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك مصادرها وطرق تحضيرها، بالإضافة إلى إعداد التجربة، والذي قد يتضمن مواصفات المعدات وتكويناتها. يصف القسم أيضاً المنهجيات المطبقة لجمع البيانات وتحليلها، مما يضمن إمكانية تكرار النتائج.
بالإضافة إلى ذلك، يتم تحديد التقنيات الإحصائية المستخدمة لتفسير البيانات، بما في ذلك أي برامج أو خوارزميات تم استخدامها. يؤكد القسم على أهمية الصرامة والشفافية المنهجية، مما يوفر إطاراً واضحاً لفهم كيفية اشتقاق النتائج وآثارها ضمن السياق الأوسع للبحث.
النتائج
في هذه الدراسة، تم أخذ عينات من خمسة محارات يومياً من كل خزان تجريبي، مع اختبار إجمالي عشرة محارات لكل حالة. في اليوم 0 (D0)، احتوت جميع المحارات من خزانات الطفيليات (P) وخزانات الطفيليات بالإضافة إلى الألياف الدقيقة (P + M) على الطفيليات الأولية المستهدفة، باستثناء محارة واحدة من خزان P التي كانت تفتقر إلى أكياس *Giardia duodenalis*. لم يتم العثور على أي طفيليات في خزانات التحكم السلبية، وكانت الفحوصات الإجرائية خالية من الكائنات المستهدفة. أظهر تحليل الانحدار الثنائي السالب المختلط أن المحار المعرض لكل من الطفيليات والألياف الدقيقة (P + M) كان لديه عدد أكبر بكثير من أكياس الطفيليات مقارنةً بتلك المعرضة للطفيليات فقط (P) بعد فترة التعرض الحادة.
خلال مرحلة التطهير اللاحقة في مياه البحر النظيفة، انخفض عدد الطفيليات في كلا مجموعتي العلاج. استمرت جميع الطفيليات الثلاثة في المحار لمدة يومين في خزانات P و3 أيام في خزانات P + M، مع عدم اكتشاف أي طفيليات في خزانات P بعد 6 أيام، بينما ظلت مستويات منخفضة من *G. duodenalis* و*Toxoplasma gondii* في خزانات P + M. كانت نسبة معدل الحدوث (IRR) لجميع الممرضات الأولية مجتمعة 2.6 مرة أعلى في خزانات P + M مقارنةً بخزانات P (95% CI: 1.3-4.9، p < 0.01). كما أظهرت التحليلات الخاصة بالممرضات مستويات أعلى بكثير من *Cryptosporidium parvum* (IRR = 2.6)، *G. duodenalis* (IRR = 2.2)، و*T. gondii* (IRR = 2.3) في مجموعة P + M. تم تصور ألياف الميكروبلاستيك في جميع المحارات من خزانات P + M في D0، وانخفضت خلال التطهير، بينما لم يتم العثور على أي ألياف دقيقة في المحار من خزانات P أو خزانات التحكم السلبية. بالإضافة إلى ذلك، تم اكتشاف جميع الطفيليات الثلاثة في البراز من كلا مجموعتي العلاج، مع وجود الألياف الدقيقة فقط في البراز من خزانات P + M.
المناقشة
تشير نتائج هذه الدراسة إلى أن الميكروبلاستيك، وتحديداً الألياف الدقيقة من البوليستر، يمكن أن تعزز تلوث المحار بالطفيليات الأولية. أظهرت النتائج التجريبية أن المحار المعرض لكل من الميكروبلاستيك والطفيليات أظهر مستويات أعلى بكثير من الطفيليات مقارنةً بتلك المعرضة للطفيليات فقط. وهذا يشير إلى أن الميكروبلاستيك قد تعمل كناقلات للممرضات، مما يزيد من خطر الأمراض المنقولة بالماء في المأكولات البحرية. من الجدير بالذكر أن الغالبية العظمى من وجود الطفيليات في المحار لوحظت بعد فترة وجيزة من التعرض، مما يشير إلى أن خطر انتقال الممرضات يكون حاداً بشكل خاص بعد أحداث التلوث، مثل جريان مياه الأمطار الغزيرة.
بالإضافة إلى ذلك، كشفت الدراسة أن المحار المعرض للألياف الدقيقة احتفظ بأكياس الطفيليات لفترة أطول خلال فترة التطهير مقارنةً بتلك المعرضة للطفيليات فقط. تؤكد هذه النتيجة على الحاجة إلى فترات تطهير ممتدة في البيئات التي توجد فيها الميكروبلاستيك لتقليل خطر تعرض المستهلكين للممرضات. كما تسلط الأبحاث الضوء على إمكانية أن تسهل الميكروبلاستيك انتقال الممرضات الزونوتية، التي تشكل مخاطر صحية كبيرة لكل من البشر والحياة البرية. بشكل عام، تؤكد الدراسة على آثار تلوث الميكروبلاستيك على سلامة المأكولات البحرية وصحة النظم البيئية البحرية، مما يستدعي مزيداً من التحقيق في استمرارية وآثار الممرضات القابلة للحياة المرتبطة بالميكروبلاستيك في البيئات البحرية.
DOI: https://doi.org/10.3390/microorganisms14020468
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41753754
Publication Date: 2026-02-14
Author(s): Minji Kim et al.
Primary Topic: Microplastics and Plastic Pollution
Overview
This research investigates the role of microplastics in facilitating the contamination of shellfish with zoonotic protozoan parasites, specifically Cryptosporidium, Giardia, and Toxoplasma. The study utilized live oysters, which are commonly consumed raw and can harbor these pathogens. Oysters were exposed to these protozoan cysts in seawater, both alone and in conjunction with preconditioned polyester microfibers. The results indicated that oysters exposed to both protozoa and microfibers exhibited significantly higher levels of protozoan pathogens compared to those exposed to protozoa alone.
The findings suggest that microplastics may act as vectors for pathogen contamination in shellfish, potentially prolonging the retention of these pathogens within the oysters. This research highlights the unintended consequences of anthropogenic pollution on infectious disease transmission in coastal ecosystems, posing risks to wildlife and human health. The authors advocate for further studies under environmentally relevant conditions to deepen the understanding of how microplastics and other pollutants can influence the ecology of infectious diseases in marine environments.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the pervasive issue of plastic pollution, particularly focusing on microplastics—defined as plastics smaller than 5 mm. These microplastics can be either intentionally manufactured (primary) or result from the degradation of larger plastic items (secondary). Their presence in marine ecosystems has raised concerns, as studies have documented their accumulation in marine organisms, including those consumed by humans. The introduction outlines the direct negative impacts of microplastics on aquatic life and human health, as well as their potential role as vectors for pathogens and chemical pollutants due to the biofilm formation on their surfaces, leading to the establishment of complex microbial communities known as the “Plastisphere.”
The study specifically investigates whether microplastics facilitate the entry of zoonotic protozoan pathogens into marine food webs, focusing on three pathogens: *Cryptosporidium parvum*, *Giardia duodenalis*, and *Toxoplasma gondii*. These pathogens are resilient in marine environments and can cause significant health issues in humans and wildlife. Oysters were chosen as the model organism due to their consumption patterns and known association with these pathogens. The research employs a laboratory experiment to assess the impact of microplastic contamination on the retention of these pathogens in shellfish, addressing a critical gap in existing literature that has largely examined microplastics and pathogens in isolation. This study aims to provide new insights into the interactions between microplastics and pathogenic microorganisms in marine ecosystems.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the specific materials used, including their sources and preparation methods, as well as the experimental setup, which may involve equipment specifications and configurations. The section also describes the methodologies applied for data collection and analysis, ensuring reproducibility of the results.
Additionally, the statistical techniques utilized to interpret the data are specified, including any software or algorithms employed. The section emphasizes the importance of methodological rigor and transparency, providing a clear framework for understanding how the findings were derived and their implications within the broader context of the research.
Results
In this study, five oysters were sampled daily from each experimental tank, with a total of ten oysters tested per condition. On Day 0 (D0), all oysters from the protozoa (P) and protozoa plus microfibers (P + M) tanks contained the targeted protozoan parasites, except for one oyster from the P tank that lacked *Giardia duodenalis* cysts. No parasites were found in the negative control tanks, and procedural blanks were free of target organisms. Mixed-effects negative binomial regression analysis revealed that oysters exposed to both protozoa and microfibers (P + M) had significantly higher counts of protozoan (oo)cysts compared to those exposed to protozoa alone (P) after the acute exposure period.
During a subsequent depuration phase in clean seawater, protozoan counts decreased in both treatment groups. All three protozoan parasites persisted in oysters for 2 days in the P tanks and 3 days in the P + M tanks, with no protozoa detected in the P tanks after 6 days, while low levels of *G. duodenalis* and *Toxoplasma gondii* remained in the P + M tanks. The incidence rate ratio (IRR) for all protozoan pathogens combined was 2.6 times higher in the P + M tanks compared to the P tanks (95% CI: 1.3-4.9, p < 0.01). Pathogen-specific analyses also indicated significantly higher counts of *Cryptosporidium parvum* (IRR = 2.6), *G. duodenalis* (IRR = 2.2), and *T. gondii* (IRR = 2.3) in the P + M group. Microplastic fibers were visualized in all oysters from the P + M tanks on D0, declining during depuration, while no microfibers were found in oysters from the P or negative control tanks. Additionally, all three parasites were detected in feces from both treatment groups, with microfibers present only in feces from the P + M tanks.
Discussion
The findings of this study indicate that microplastics, specifically polyester microfibers, can enhance the contamination of shellfish by protozoan pathogens. The experimental results demonstrated that oysters exposed to both microplastics and protozoa exhibited significantly higher levels of parasites compared to those exposed to protozoa alone. This suggests that microplastics may serve as vectors for pathogens, increasing the risk of waterborne diseases in seafood. Notably, the majority of protozoan presence in oysters was observed shortly after exposure, indicating that the risk of pathogen transmission is particularly acute following contamination events, such as heavy rainfall runoff.
Additionally, the study revealed that oysters co-exposed to microfibers retained protozoan cysts longer during the depuration period than those exposed to protozoa alone. This finding underscores the need for extended depuration periods in environments where microplastics are present to mitigate the risk of pathogen exposure to consumers. The research also highlights the potential for microplastics to facilitate the transmission of zoonotic pathogens, which pose significant health risks to both humans and wildlife. Overall, the study emphasizes the implications of microplastic pollution on seafood safety and the health of marine ecosystems, warranting further investigation into the persistence and effects of viable pathogens associated with microplastics in marine environments.