Natural nanoparticles are often found in the environment and the sources of their formation are the organic matter decomposition, the erosion of geological materials and volcanoes. However, in recent years, it has been observed the dynamic development of nanotechnology in industry and new solutions that are associated with an increase in the production of nanoparticles of unknown properties. Silver nanoparticles is widely used primarily because of its antibacterial and antimicrobial properties. However, recent studies have argued that it could be toxic to living organisms, especially due to the use of too high concentrations and prolonged exposure of organisms to these compounds. Due to the fact that the soil can be contaminated with silver compounds, research on their toxicity is carried out, among others, on soil organisms, including popular soil bioindicator – earthworms. The earthworms are constantly exposed to soil pollution through the epidermis and the digestive tract, and a well-developed immune system with cell and humoral defense mechanisms allows their effective defense.The aim of this work was to research the toxicity of silver nitrate (AgNO3) and silver nanoparticles coated polyvinylpyrrolidone (nAg PVP) on the body and celomocytes of Eisenia andrei earthworms. I was also research of gene expression of cat (catalase), sod (superoxide dismutase), gst (glutathione S-transferase), mt (metallothioneins), lbp/bpi (lipopolysaccharide binding protein / bactericidal permeability-increasing protein), ccf (coelomic cytolytic factor), lysozyme, mekk1 (mitogen activated kinase) and pkc1 (protein kinase C). The experiments were conducted in in vitro and in vivo conditions. In in vivo conditions, the 7-day experiments and paper tests were performed, in which individuals were exposed to silver compounds for 24 and 72h. Silver's concentrations which have been used in the examined time points didn’t show toxicity on the body, coelomocytes and their activity, as well as the expression of the genes tested. Changes in the level of gene expression were observed in gst genes after 24 and 72h and mt after 7 days after the use of high concentrations of silver compounds, as well as an increase in the expression of sod and mekk1 genes after 7 days after the exposure of low AgNO3 concentration.In summary, the further research is needed on the effect of silver compounds on the earthworm immune system, which can help to determine whether and how silver nanoparticles can affect the modulation of the immunity of soil organisms.
Nanocząsteczki naturalne często występują w środowisku, a źródła ich powstawania to rozkład szczątków roślinnych i zwierzęcych, erozja materiałów geologicznych oraz wulkany. Jednak w ostatnich latach obserwuje się dynamiczny rozwój nanotechnologii w przemyśle i nowych rozwiązań, które wiążą się ze wzrostem produkcji nanocząstek o nieznanych właściwościach. Nanosrebro jest szeroko stosowane przede wszystkim ze względu na swoje przeciw-bakteryjne i przeciwdrobnoustrojowe właściwości. Jednakże niedawne badania wykazały, że może być ono toksyczne dla organizmów żywych, szczególnie na skutek stosowania zbyt wysokich stężeń oraz długotrwałego narażenia organizmów na te związki. Z uwagi na to, że gleby mogą być zanieczyszczone związkami srebra, badania nad ich toksycznością przeprowadza się między innymi na organizmach glebowych, w tym na popularnych biowskaźnikach skażeń gleby – dżdżownicach. Dżdżownice są nieustannie narażone na zanieczyszczenia gleby poprzez naskórek oraz przewód pokarmowy, a dobrze rozwinięty układ odpornościowy z mechanizmami obrony komórkowej oraz humoralnej pozwala na ich skuteczną obronę.Celem niniejszej pracy było zbadanie toksyczności azotanu (V) srebra (AgNO3) i nanosrebra powlekanego poliwinylopirolidonem (nAg PVP) na organizm i celomocyty dżdżownic Eisenia andrei, a także ocena ekspresji genów – cat (katalazy), sod (dysmutazy ponadtlenkowej), gst (S-transferazy glutationu), mt (metalotioneiny), lbp/bpi (białka wiążącego LPS / bakteriobójczego białka zwiększającego przepuszczalność), ccf (celomatycznego czynnika cytolitycznego), lizozym (lizozymu), mekk1 (kinazy aktywowanej mitogenami) i pkc1 (kinazy białkowej C). Eksperymenty przeprowadzono w testach in vitro oraz in vivo. W układzie in vivo wykonano 7-dniowe eksperymenty glebowe oraz testy bibułowe, w których osobniki były na-rażone na związki srebra przez 24 i 72h. Wykazano, że zastosowane stężenia związków srebra w badanych punktach czasowych nie wykazywały toksyczności na organizm, celomocyty i ich aktywność oraz na ekspresję badanych genów. Zmiany poziomu ekspresji genów zaobserwowano w przypadku genów gst po 24 i 72h i mt po 7 dniach po zastosowaniu wysokich stężeń związków srebra, a także wzrost ekspresji genów sod i mekk1 po 7 dniach po zastosowaniu niskiego stężenia AgNO3.Podsumowując, potrzebne są dalsze badania nad wpływem związków srebra na układ odpornościowy dżdżownic, które mogą pomóc w odpowiedzi, czy i jak nanocząstki srebra mogą wpływać na modulowanie odporności organizmów glebowych.
