หมายเหตุทั่วไป

สเปกตรัมของการสำแดงกระบวนการที่เป็นพิษนั้นพิจารณาจากโครงสร้างของสารพิษ อย่างไรก็ตาม ความรุนแรงของผลที่ได้จะขึ้นอยู่กับปริมาณของสารออกฤทธิ์
เพื่อแสดงถึงปริมาณของสารที่ออกฤทธิ์ต่อวัตถุทางชีวภาพ จะใช้แนวคิดเรื่องปริมาณรังสี เช่น การให้สารพิษในปริมาณ 500 มก. เข้าไปในท้องของหนูน้ำหนัก 250 กรัม และกระต่ายน้ำหนัก 2,000 กรัม หมายความว่าสัตว์ได้รับปริมาณเท่ากับ 2 และ 0.25 มก./กก. ตามลำดับ (แนวคิดของ “ขนาดยา” จะถูกกล่าวถึงในรายละเอียดเพิ่มเติมด้านล่าง)
ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและผลกระทบของสามารถตรวจสอบได้ในทุกระดับของการจัดระเบียบของสิ่งมีชีวิต ตั้งแต่ระดับโมเลกุลไปจนถึงประชากร ในกรณีนี้ ในกรณีส่วนใหญ่อย่างล้นหลาม รูปแบบทั่วไปจะถูกบันทึก: เมื่อปริมาณเพิ่มขึ้น ระดับของความเสียหายต่อระบบจะเพิ่มขึ้น องค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบจำนวนมากขึ้นมีส่วนร่วมในกระบวนการนี้
สารเกือบทุกชนิดภายใต้เงื่อนไขบางประการอาจเป็นอันตรายต่อร่างกายทั้งนี้ขึ้นอยู่กับปริมาณที่มีประสิทธิผล นี่เป็นเรื่องจริงสำหรับสารพิษที่ออกฤทธิ์ทั้งในท้องถิ่น (ตารางที่ 1) และหลังจากการสลายออกสู่สภาพแวดล้อมภายใน (ตารางที่ 2)

ตารางที่ 1. ความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นของฟอร์มาลดีไฮด์ในอากาศที่หายใจเข้าและความรุนแรงของกระบวนการที่เป็นพิษ

(PM Misiak, J.N. Miceli, 1986)

ตารางที่ 2. ความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นของเอทานอลในเลือดกับความรุนแรงของกระบวนการเป็นพิษ

(T.G. Tong, D. Pharm, 1982)

การแสดงความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและผลกระทบได้รับอิทธิพลอย่างมีนัยสำคัญจากความแปรปรวนภายในและระหว่างความจำเพาะของสิ่งมีชีวิต แท้จริงแล้ว บุคคลที่อยู่ในสายพันธุ์เดียวกันมีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญในลักษณะทางชีวเคมี สรีรวิทยา และสัณฐานวิทยา ความแตกต่างเหล่านี้ส่วนใหญ่เกิดจากลักษณะทางพันธุกรรม เนื่องจากลักษณะทางพันธุกรรมที่เหมือนกัน ความแตกต่างระหว่างความจำเพาะจึงเด่นชัดยิ่งขึ้น ในเรื่องนี้ปริมาณของสารเฉพาะที่ทำให้เกิดความเสียหายต่อสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันและโดยเฉพาะสายพันธุ์ต่าง ๆ บางครั้งก็แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญมาก ดังนั้น ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและผลกระทบของมันจึงสะท้อนถึงคุณสมบัติของสารพิษไม่เพียงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสิ่งมีชีวิตที่มันออกฤทธิ์ด้วย ในทางปฏิบัติ หมายความว่าการประเมินความเป็นพิษเชิงปริมาณโดยอิงจากการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและผลกระทบของยา ควรดำเนินการในการทดลองกับวัตถุทางชีววิทยาต่างๆ และจำเป็นต้องใช้วิธีทางสถิติในการประมวลผลข้อมูลที่ได้รับ

ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณและผลกระทบในระดับเซลล์และอวัยวะแต่ละส่วน

2.1.ข้อสังเกตเบื้องต้น

วัตถุที่ง่ายที่สุดที่จำเป็นในการบันทึกผลกระทบทางชีวภาพของสารพิษคือเซลล์ เมื่อศึกษากลไกการออกฤทธิ์ที่เป็นพิษ มักละเว้นข้อกำหนดนี้ โดยมุ่งความสนใจไปที่การประเมินลักษณะของอันตรกิริยาของสารเคมีกับโมเลกุลเป้าหมาย (ดูด้านบน) วิธีการที่เรียบง่ายดังกล่าวซึ่งเป็นที่ยอมรับในระยะเริ่มแรกของการทำงานนั้นไม่สามารถยอมรับได้อย่างสมบูรณ์เมื่อไปสู่การศึกษาความสม่ำเสมอพื้นฐานของพิษวิทยา - ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและผลกระทบของยา ในขั้นตอนนี้จำเป็นต้องศึกษาลักษณะเชิงปริมาณและคุณภาพของปฏิกิริยาของอุปกรณ์เอฟเฟกต์ทั้งหมดของวัตถุทางชีวภาพต่อการเพิ่มปริมาณของสารพิษและเปรียบเทียบกับรูปแบบการออกฤทธิ์ของซีโนไบโอติกในระดับโมเลกุล

2.2.แนวคิดพื้นฐาน

แนวคิดของตัวรับเกี่ยวกับการกระทำของสารพิษต่อเซลล์หรืออวัยวะสันนิษฐานว่ามันขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาของสารที่มีโครงสร้างทางชีววิทยาเฉพาะ - ตัวรับ (ดูหัวข้อ "กลไกการออกฤทธิ์") แนวคิดเหล่านี้ได้รับการพัฒนาอย่างลึกซึ้งที่สุดในหลักสูตรการศึกษาเกี่ยวกับแบบจำลองปฏิสัมพันธ์ของซีโนไบโอติกกับตัวรับแบบเลือกสรรของสารควบคุมทางชีวภาพภายนอก (สารสื่อประสาท ฮอร์โมน ฯลฯ) ในการทดลองประเภทนี้เองที่รูปแบบพื้นฐานที่เป็นรากฐานของความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและผลกระทบของขนาดยาได้ถูกสร้างขึ้น เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่ากระบวนการก่อตัวของสารเชิงซ้อนที่มีตัวรับเป็นไปตามกฎการออกฤทธิ์ของมวล อย่างไรก็ตาม แนวคิดที่ช่วยให้เราสามารถเชื่อมโยงลักษณะเชิงปริมาณและคุณภาพของปฏิกิริยาปฐมภูมินี้และความรุนแรงของผลกระทบต่อส่วนของระบบชีวภาพทั้งหมดยังคงเป็นสมมุติฐานจนถึงทุกวันนี้ เพื่อเอาชนะความยากลำบากที่เกิดขึ้น เป็นเรื่องปกติที่จะต้องแยกแยะลักษณะทางพิษวิทยาสองประการของซีโนไบโอติก:
1. Affinity - สะท้อนถึงระดับความสัมพันธ์ของสารพิษสำหรับตัวรับประเภทที่กำหนด
2. ประสิทธิภาพ - แสดงถึงความสามารถของสารในการทำให้เกิดผลบางอย่างหลังจากการโต้ตอบกับตัวรับ ในกรณีนี้ซีโนไบโอติกที่เลียนแบบการทำงานของ bioregulator ภายนอกเรียกว่าตัวเอก สารที่ขัดขวางการกระทำของ agonists เรียกว่า antagonists

2.3.ความสัมพันธ์กัน

การวัดความสัมพันธ์ของสารพิษต่อตัวรับโดยพื้นฐานแล้วเป็นการศึกษาเชิงทดลองเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณของสารที่เติมลงในตัวกลางบ่มและปริมาณของสารเชิงซ้อนของตัวรับสารพิษที่เกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ เทคนิคระเบียบวิธีทั่วไปคือการศึกษาเรดิโอลิแกนด์ (ดูด้านบน)
เมื่อใช้กฎแห่งการกระทำเพื่อกำหนดความสัมพันธ์จำเป็นต้องคำนึงว่าผู้วิจัยรู้ลักษณะเชิงปริมาณของเนื้อหาในสภาพแวดล้อมของผู้เข้าร่วมเพียงคนเดียวในกระบวนการ - สารพิษ [P] ไม่ทราบจำนวนตัวรับ [R]T ที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาเสมอไป มีเทคนิคด้านระเบียบวิธีและสมมติฐานที่ทำให้สามารถเอาชนะความซับซ้อนนี้ในระหว่างการทดลองและในขั้นตอนการวิเคราะห์ของการประมวลผลผลลัพธ์ที่ได้รับ

2.3.1.คำอธิบายของปฏิสัมพันธ์ระหว่าง "ตัวรับสารพิษ" ตามกฎแห่งการกระทำโดยรวม

ในกรณีที่ง่ายที่สุด คุณลักษณะจลน์ของปฏิกิริยาลำดับที่สองใช้เพื่ออธิบายการก่อตัวของสารเชิงซ้อนระหว่างสารและตัวรับ

ตามกฎแห่งการกระทำมวลชน:

K D คือค่าคงที่การแยกตัวของสารเชิงซ้อนของตัวรับสารพิษ
1/KD - ค่าคงที่ของกระบวนการเชื่อมโยง เป็นการวัดความสัมพันธ์ของสารพิษต่อตัวรับ
เนื่องจากจำนวนตัวรับทั้งหมดในระบบที่กำลังศึกษา (การเพาะเลี้ยงเซลล์ อวัยวะที่แยกได้ ฯลฯ) คือผลรวมของ [R] อิสระและตัวรับที่มีปฏิกิริยากับสาร ดังนั้น:

[R]T = + [R] (3)

เมื่อคำนึงถึงสมการบัญชี (2) และ (3) เรามี

/[R] T = y = [P]/([P] + KD) (4)

ระดับความอิ่มตัวของตัวรับที่มีสารพิษ "y" คืออัตราส่วนของตัวรับที่จับกับสารต่อจำนวนตัวรับทั้งหมด เนื่องจากสามารถกำหนดปริมาณของสารเชิงซ้อนที่ก่อตัวขึ้นได้จากการทดลอง จึงเป็นไปได้ที่จะคำนวณค่า K D ตามสมการ (4) ในการนำเสนอแบบกราฟิก การขึ้นต่อกันของความอิ่มตัวของตัวรับกับความเข้มข้นของสารพิษในตัวกลางจะมีรูปแบบของไฮเปอร์โบลา ซึ่งสามารถใช้เพื่อกำหนดค่าคงที่ของการแยกตัวออกได้เช่นกัน

2.3.2.แบบจำลองปฏิสัมพันธ์ระหว่างตัวรับสารพิษและตัวรับที่ซับซ้อนมากขึ้น

เส้นโค้งการจับกับสารพิษที่ได้รับจากการทดลองบนตัวรับมักจะชันกว่าหรือแบนกว่าที่คาดไว้ตามกฎการออกฤทธิ์ของมวล บางครั้งเส้นโค้งจะถูกเปิดเผยโดยขึ้นอยู่กับระดับความอิ่มตัวของตัวรับที่ซับซ้อนโดยมีสารพิษอยู่ที่ความเข้มข้นของมัน การเบี่ยงเบนเหล่านี้มักอธิบายได้ด้วยสถานการณ์ 3 ประการ:
1. ปฏิกิริยาระหว่างสารกับตัวรับไม่ใช่แบบสองโมเลกุล ในกรณีนี้ ต้องใช้รูปแบบอื่นในการระบุการพึ่งพามากกว่าที่แสดงโดยสมการ (4):

Y = [P] n /([P] n + K D) (5)

โดยที่ n (ค่าคงที่ของการรักษา) สะท้อนอย่างเป็นทางการถึงจำนวนโมเลกุลของสารพิษที่มีส่วนร่วมในการก่อตัวของสารเชิงซ้อนของตัวรับสารพิษหนึ่งตัว
2. ประชากรของตัวรับซึ่งมีปฏิกิริยากับสารพิษนั้นต่างกัน ดังนั้นหากวัตถุทางชีววิทยามีชนิดย่อยของตัวรับสองตัวในปริมาณเท่ากันซึ่งแตกต่างกัน 3 เท่าของค่าของค่าคงที่การเชื่อมโยงของคอมเพล็กซ์ "ตัวรับพิษ" ดังนั้นมูลค่ารวมของค่าคงที่การรักษาสำหรับการพึ่งพาภายใต้การศึกษาจะเท่ากัน ถึง 0.94 ด้วยความแตกต่างอย่างมากในค่าของค่าคงที่การเชื่อมโยง ค่ารวมของมันจะแตกต่างจาก 1.0 มากยิ่งขึ้น
3. กระบวนการก่อตัวของสารเชิงซ้อน "ตัวรับสารพิษ" ได้รับอิทธิพลในระดับหนึ่งจากปรากฏการณ์เช่นการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของตัวรับ การทำงานร่วมกันของหน่วยย่อยแต่ละตัว และผลกระทบอัลโลสเตอริกต่างๆ ดังนั้น เส้นโค้งการจับตัวของสารพิษกับตัวรับมักจะมีรูปร่างเป็นรูปตัว S สิ่งนี้บ่งบอกถึงอิทธิพลซึ่งกันและกันของบริเวณที่อยู่ใกล้เคียงของสารพิษที่จับกับโมเลกุลขนาดใหญ่ (ตัวอย่างเช่นการก่อตัวของสารเชิงซ้อนที่มีหน่วยย่อยของตัวรับหนึ่งตัวนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในความสัมพันธ์กับหน่วยย่อยอิสระอื่น ๆ ) ผลที่คล้ายกันนี้สังเกตได้เมื่อศึกษาการจับกันของ acetylcholine โดยการเตรียมเยื่อหุ้มเนื้อเยื่อที่มีตัวรับ cholinergic การเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของฟรี [3H]-อะซิติลโคลีนในอาหารเลี้ยงเชื้อจะมาพร้อมกับการเพิ่มขึ้นของความสัมพันธ์ของสารสำหรับโปรตีนตัวรับ (รูปที่ 1) เมื่อเติมยาชาเฉพาะที่ prilocaine ลงในตัวกลางฟักตัว จะขัดขวางปรากฏการณ์ความร่วมมือของตัวรับ และด้วยเหตุนี้ จึงจำกัดการเพิ่มขึ้นของความสัมพันธ์ของ acetylcholine สำหรับพวกมัน สิ่งนี้เห็นได้จากการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของเส้นโค้ง "การจับ - ความเข้มข้นของสารพิษ" และการเปลี่ยนแปลงจากรูปตัว S ไปเป็นไฮเปอร์โบลิกทั่วไป

รูปที่ 1 ผลของ prilocaine ต่อการจับกันของ acetylcholine กับตัวรับ cholinergic (J.B. Cohen et al., 1974)

2.4.ประสิทธิภาพ

การทดลองจำนวนมากแสดงให้เห็นว่าไม่มีความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างความสามารถของสารในการสร้างสารเชิงซ้อนกับตัวรับบางประเภทและความรุนแรงของผลกระทบทางชีวภาพที่เกิดขึ้น (เช่นการหดตัวของเส้นใยกล้ามเนื้อเรียบของผนังลำไส้ อัตราการเต้นของหัวใจเปลี่ยนแปลง การหลั่งสารคัดหลั่งจากต่อม ฯลฯ) มีการเสนอทฤษฎีจำนวนหนึ่งเพื่ออธิบายผลการศึกษาเชิงทดลองซึ่งมีการศึกษาการพึ่งพาอาศัยกันนี้
ตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้ สารพิษทั้งหมดที่มีปฏิกิริยากับตัวรับสามารถแบ่งตามเงื่อนไขเป็นตัวเอกและคู่อริได้ ในเรื่องนี้ด้านล่างเมื่อระบุความเข้มข้นของสารพิษในสิ่งแวดล้อมจะใช้สัญลักษณ์ต่อไปนี้: [A] - ความเข้มข้นของตัวเอก; [B] คือความเข้มข้นของศัตรู

2.4.1.ทฤษฎีอาชีพ

ทฤษฎีแรกที่เสนอเป็นของคลาร์ก (1926) ซึ่งเสนอว่าความรุนแรงของผลกระทบที่สังเกตได้นั้นสัมพันธ์เชิงเส้นตรงกับจำนวนตัวรับที่ถูกครอบครองโดยสารพิษ (/[R])
ดังต่อไปนี้จากสมการ (4)

/[R] T = [A]/([A] + K A) = E A /E M (6)

โดยที่ E A คือความรุนแรงของผลของตัวเอกที่ความเข้มข้นที่ใช้
E M - ผลสูงสุดที่เป็นไปได้จากระบบชีวภาพที่กำลังศึกษา
K A คือค่าคงที่การแยกตัวของสารเชิงซ้อนตัวเอก-ตัวรับ
ตามทฤษฎีของคลาร์ก ผล 50% จะเกิดขึ้นที่ขนาดของตัวเอก โดยที่ตัวรับ 50% จะถูกครอบครอง ([A] 50) ปริมาณของสารนี้เรียกว่ามีประสิทธิผลปานกลาง (ED 50)
ในทำนองเดียวกัน ตามกฎแห่งการกระทำของมวล ศัตรูก็มีปฏิสัมพันธ์กับตัวรับโดยไม่ก่อให้เกิดผลกระทบ

KV = [V][R]/[VR] (8)

โดยที่ KB คือค่าคงที่การแยกตัวของสารเชิงซ้อนตัวรับ-ศัตรู
ถ้าตัวเอกและศัตรูออกฤทธิ์ต่อตัวรับพร้อมกัน จำนวนตัวรับที่สามารถติดต่อกับตัวเอกจะลดลงตามธรรมชาติ จำนวนตัวรับทั้งหมดในวัตถุทางชีววิทยาสามารถกำหนดเป็นได้

[R] เสื้อ = [R] + + (9)

ตามทฤษฎีที่อยู่ระหว่างการพิจารณา สารพิษสามารถเป็นได้ทั้งตัวเอกหรือตัวศัตรู อย่างไรก็ตาม ผลการศึกษาจำนวนมากระบุว่าการจำแนกประเภทของสารดังกล่าวไม่เพียงพอที่จะอธิบายผลกระทบที่สังเกตได้ เป็นที่ยอมรับกันว่าผลสูงสุดที่เกิดจากตัวเอกที่แตกต่างกันซึ่งทำหน้าที่ในระบบตัวรับเดียวกันนั้นไม่เหมือนกัน
เพื่อเอาชนะความขัดแย้งนี้ Stephenson (1956) ได้เสนอสมมติฐานสามประการ:
- ผลกระทบสูงสุดอาจเกิดจากตัวเอกแม้ว่าจะมีเพียงส่วนเล็ก ๆ ของตัวรับเท่านั้นที่ถูกครอบครอง
- ผลการพัฒนาไม่เกี่ยวข้องเชิงเส้นตรงกับจำนวนตัวรับที่ถูกครอบครอง
- สารพิษมีประสิทธิผลไม่เท่ากัน (ฤทธิ์กระตุ้นสัมพันธ์) เช่น ความสามารถในการทำให้เกิดผลกระทบโดยการโต้ตอบกับตัวรับ ดังนั้น สารที่มีประสิทธิผลต่างกันจึงต้องใช้จำนวนตัวรับต่างกันจึงจะทำให้เกิดผลแบบเดียวกันได้
ตามแนวคิดเหล่านี้ความแข็งแกร่งของเอฟเฟกต์นั้นไม่เพียงขึ้นอยู่กับจำนวนตัวรับที่ถูกครอบครองเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับขนาดของสิ่งเร้า "S" ที่เกิดขึ้นระหว่างการก่อตัวของคอมเพล็กซ์ "ตัวรับพิษ" ด้วย:

E A /E M = (S) = (e/[R] T) = (ey A) (10)

โดยที่ e คือปริมาณไร้มิติที่แสดงถึงประสิทธิภาพของตัวเอก ตามข้อมูลของ Stephenson นี่เป็นการวัดความสามารถของสารพิษในการทำให้เกิดผลกระทบเมื่อสร้างสารเชิงซ้อนด้วยตัวรับ Stephenson กำหนดเชิงปริมาณ e = 1 โดยมีเงื่อนไขว่าผลกระทบสูงสุดของสารต่อระบบชีวภาพคือ 50% ของการตอบสนองที่เป็นไปได้ในทางทฤษฎีของระบบชีวภาพนี้ต่อสิ่งเร้าที่น่าตื่นเต้น
Furchgott (1964) แนะนำว่าค่าของ "e" ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นรวมของตัวรับในระบบทางชีววิทยา [R] T และนำเสนอแนวคิดเพิ่มเติมเกี่ยวกับ "ประสิทธิภาพภายใน" ของสาร () ซึ่งมีค่าเท่ากับ แปรผกผันกับความเข้มข้นของตัวรับในระบบ

อี/[ร] ที (11)

ดังต่อไปนี้จากสมการ (10)

E A / E M = ([R] T และ A) (12)

การแทนที่นิพจน์ (6) ลงในสมการ (12) จะนำไปสู่

อี ก / อี ม = (อี[A]/([A] + K)) (13)

หากความเข้มข้นของตัวรับพร้อมที่จะโต้ตอบกับตัวเอกลดลง q ครั้ง (ด้วยการปิดกั้นตัวรับโดยศัตรูที่ไม่สามารถย้อนกลับได้) ดังนั้นประสิทธิผลที่แท้จริงของสารภายใต้การศึกษาจะเท่ากับ qe จากนั้นสมการ (13) จะอยู่ในรูปแบบ

อี ก * /อี ม * = (qe/( + K)) (14)

รูปแบบนี้แสดงเป็นกราฟิกในรูปที่ 2

รูปที่ 2 ผลของฮีสตามีนต่อการเตรียมลำไส้เล็กของหนูตะเภาภายใต้เงื่อนไขของการปิดล้อมตัวรับที่มีไดเบนามีนเพิ่มขึ้น (ED 50 = 0.24 μM; K A = 10 μM; e = 21) (R.F. Furchgott, 1966)

อีกแนวคิดหนึ่งที่ช่วยให้เราสามารถอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นที่มีประสิทธิผลของสารและความรุนแรงของผลการพัฒนาได้เสนอโดย Ariens (1954) ผู้เขียนเสนอให้ระบุลักษณะของสารที่กำลังศึกษาด้วยค่าที่กำหนดว่าเป็น "กิจกรรมภายใน" (E)

(E) = E A.MAX /EM (15)

เนื่องจากผลสูงสุดที่เป็นไปได้ในทางทฤษฎีสามารถกำหนดได้จากการทดลองเฉพาะเมื่อใช้ตัวเอกที่เข้มข้น โดยปกติแล้วค่า E สำหรับสารส่วนใหญ่จะอยู่ในช่วง 0< Е <1. Для полного агониста Е = 1, Е антагониста равна 0.
ดังนั้นผลกระทบทางชีวภาพที่เป็นไปได้สูงสุดสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อสารพิษเข้าครอบครองส่วนหนึ่งของตัวรับ ในกรณีนี้ การจับกันของตัวรับจำนวนหนึ่งที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ควรนำไปสู่การเปลี่ยนเส้นโค้งปริมาณรังสีไปทางขวาเท่านั้น โดยไม่ลดขนาดของผลกระทบสูงสุด เฉพาะเมื่อมีการข้ามขีดจำกัดของตัวรับที่มีผลผูกพันกับศัตรูเท่านั้น ขนาดของผลกระทบสูงสุดจะเริ่มลดลง
โดยทั่วไป ในระหว่างการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและผลกระทบจากมุมมองของทฤษฎีทางอาชีพ พารามิเตอร์ต่อไปนี้ถูกกำหนดเพื่อระบุลักษณะของสารพิษ:
1. K A - ค่าคงที่การเชื่อมโยงของคอมเพล็กซ์ตัวเอก - ตัวรับ (pK A = -lgK A) เนื่องจากมูลค่าของค่านี้มักจะถูกประเมินโดยวิธีทางอ้อม (กล่าวคือ ไม่ใช่โดยปริมาณของสารเชิงซ้อน "ตัวรับสารพิษ" ที่เกิดขึ้น แต่โดยขนาดของผลกระทบที่พัฒนาขึ้นเมื่อมีการเติมสารพิษจำนวนหนึ่งลงในสิ่งแวดล้อม) ตามแนวคิดเรื่อง "สิ่งเร้า" จะดีกว่าถ้าพูดถึงค่าคงที่การเชื่อมโยงที่ "ชัดเจน"
2. EC 50 หรือ ED 50 - ความเข้มข้นหรือปริมาณของสารพิษดังกล่าวภายใต้อิทธิพลของการตอบสนองของวัตถุทางชีวภาพที่เกิดขึ้นในความเข้มข้นเท่ากับ 50% ของค่าสูงสุดที่เป็นไปได้ (pD 2 = -lg ED 50)
3. KB - ค่าคงที่การแยกตัวของคอมเพล็กซ์ตัวรับ - ศัตรู ความแรงของคู่อริที่สามารถแข่งขันได้สามารถแสดงออกมาได้โดยใช้พารามิเตอร์เพียงตัวเดียวเท่านั้น นั่นคือ ความสัมพันธ์ของตัวรับ พารามิเตอร์นี้ได้รับการประเมินโดยจำเป็นต้องเติมตัวเอกลงในอาหารเลี้ยงเชื้อ

2.4.2.ทฤษฎี "ความเร็วของการโต้ตอบ"

เพื่ออธิบายข้อมูลที่เปิดเผยในกระบวนการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างการตอบสนองต่อขนาดยาซึ่งไม่สามารถเข้าใจได้จากตำแหน่งของทฤษฎีอาชีพ Paton (1961) ได้เสนอทฤษฎี "ความเร็วของปฏิสัมพันธ์"
Paton แนะนำว่าความรุนแรงของการตอบสนองของระบบชีวภาพต่อการกระทำของสารนั้นไม่ได้ถูกกำหนดโดยจำนวนตัวรับที่มันครอบครองเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความเร็วที่สารมีปฏิกิริยากับตัวรับแล้วจึงตัดการเชื่อมต่อจากมันด้วย ผู้เขียนใช้การเปรียบเทียบต่อไปนี้: ตัวรับไม่ใช่คีย์ออร์แกน ซึ่งยิ่งคุณกดนานเท่าไร คุณก็จะแยกเสียงออกนานขึ้นเท่านั้น แต่มันคือคีย์เปียโน - ที่นี่เสียงจะถูกแยกออกมาในขณะที่เกิดการกระแทก จากนั้น แม้ว่าคุณจะกดปุ่มค้างไว้เป็นเวลานาน แต่เสียงก็ยังคงจางหายไป
ตามทฤษฎีของ Paton ตัวเอกที่แข็งแกร่งคือสารที่ครอบครองอย่างรวดเร็วและออกจากตัวรับอย่างรวดเร็ว คู่อริคือสารที่จับกับตัวรับเป็นเวลานาน

2.4.3.ทฤษฎีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของตัวรับ

สำหรับสารหลายชนิด เส้นกราฟการตอบสนองต่อขนาดยาเบี่ยงเบนไปจากความสัมพันธ์เชิงฟังก์ชันแบบไฮเปอร์โบลิกอย่างมีนัยสำคัญ ค่าสัมประสิทธิ์การรักษาสำหรับเส้นโค้งเหล่านี้ไม่เท่ากับ 1 (ดูด้านบน) ดังที่ได้ระบุไว้แล้ว คุณสมบัติเหล่านี้ เช่นเดียวกับธรรมชาติรูปตัว S ของเส้นโค้งการตอบสนองต่อขนาดยา บางครั้งสามารถอธิบายได้ด้วยปรากฏการณ์การทำงานร่วมกันของโปรตีนตัวรับ นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นว่าตัวดัดแปลงตัวรับสารเคมีจำนวนมาก (เช่น ไดไทโอไทรอิทอล - ตัวรีดิวเซอร์ของกลุ่มซัลไฮดริล), ตัวบล็อกของตัวรับโคลิเนอร์จิกที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ (เช่น -ฮาโลอัลคิลามีน), ยาต้านโคลิเนอร์จิคอื่น ๆ (อะโทรปีน), ยาคลายกล้ามเนื้อแบบแข่งขัน, ยาชาเฉพาะที่ และ สารอื่นๆ อีกมากมาย เปลี่ยนรูปร่างของกราฟปริมาณ-ผลกระทบของสาร " สำหรับ agonists โดยเปลี่ยนจากรูปตัว S ไปเป็นไฮเปอร์โบลิก

เพื่ออธิบายปรากฏการณ์เหล่านี้และปรากฏการณ์อื่น ๆ ที่ยากต่อการตีความจากมุมมองของทฤษฎีการประกอบอาชีพ (การแพ้และการลดความไวของตัวรับภายใต้การกระทำของ agonists) Katz และ Theslef ย้อนกลับไปในปี 1957 โดยใช้ตัวอย่างการศึกษาการกระทำของการผ่อนคลายกล้ามเนื้อหยิบยกขึ้นมา แบบจำลองปฏิสัมพันธ์ของสารพิษกับตัวรับแบบวงจร (ตามโครงสร้าง)
แบบจำลองนี้มีพื้นฐานมาจากแนวคิดที่ว่าทั้งตัวรับ [R] และสารเชิงซ้อนของตัวรับสารพิษสามารถอยู่ในสถานะใช้งาน (RA, RP A) และไม่ทำงาน (RI, RP I) ซึ่งแสดงไว้เป็นแผนผังในรูปที่ 3

รูปที่ 3 แผนผังปฏิสัมพันธ์ของสารพิษกับตัวรับตามแบบจำลอง Katz-Theslef

แบบจำลองนี้ช่วยให้เราสามารถอธิบายผลกระทบของตัวเอกและคู่อริที่แข่งขันกับตัวรับได้
ตัวเอก เช่น อะเซทิลโคลีน ทำปฏิกิริยากับ RA เนื่องจากมีสัมพรรคภาพกับ RA มากกว่า RI ทำให้เกิดเป็น RP A complex ความสมดุลระหว่าง RP A และ RP I จะถูกเลื่อนไปทาง RP A เนื่องจาก RI มีสัมพรรคภาพกับตัวเอกต่ำ และคอมเพล็กซ์ RP I จะแยกตัวออกเพื่อสร้าง RI อิสระ การพัฒนาเอฟเฟกต์นั้นเกิดขึ้นในขั้นตอนของการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของ RP A เป็น RP I ความรุนแรงของสิ่งเร้าที่เกิดขึ้นในระบบทางชีววิทยาขึ้นอยู่กับจำนวนการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวต่อหน่วยเวลา คู่อริที่แข่งขันกันเช่น d-tubocurarine มีความสัมพันธ์กับ R A มากขึ้นและลดผลกระทบของตัวเอกโดยจะปิดตัวรับบางตัวจากกระบวนการโต้ตอบกับตัวหลัง
จากแบบจำลองนี้ แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะทดลองหาค่าของค่าคงที่การแปลงที่สอดคล้องกันหรือกิจกรรมที่แท้จริงของตัวเอก ดังนั้นจนถึงทุกวันนี้แบบจำลองอาชีพจึงยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายในการทดลอง

ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณและผลกระทบในระดับร่างกาย

3.1.ข้อสังเกตเบื้องต้น

ระบบทางชีวภาพที่ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและผลกระทบของพิษวิทยา ได้แก่ เนื้อเยื่อ อวัยวะ และสิ่งมีชีวิตทั้งหมด ความไวของอวัยวะและระบบต่างๆ ของร่างกายต่อสารพิษไม่เหมือนกัน นั่นคือเหตุผลที่ขั้นตอนการวิจัยนี้จำเป็นสำหรับการอธิบายลักษณะเฉพาะของความเป็นพิษของสารที่กำลังศึกษาโดยละเอียด
การศึกษาอวัยวะที่แยกได้ในสภาพแวดล้อมเทียมที่จำลองสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติมีความสำคัญอย่างยิ่งในการอธิบายกลไกการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างสารพิษและสิ่งมีชีวิต ทฤษฎีการออกฤทธิ์ของตัวรับของสารพิษที่อธิบายไว้ข้างต้นได้รับการกำหนดขึ้นบนพื้นฐานของข้อมูลที่ได้รับจากการทดลองโดยเฉพาะในอวัยวะที่แยกได้ ไม่น่าแปลกใจเลยที่การวิจัยเกี่ยวกับวัตถุเหล่านี้ยังคงเป็นส่วนสำคัญในด้านพิษวิทยา

3.2.เส้นโค้งการตอบสนองต่อปริมาณ

โดยทั่วไป สามารถสันนิษฐานได้ว่ากราฟปริมาณรังสีของตัวเอกในพิกัดกึ่งลอการิทึม (ลอการิทึมของขนาดยา - ความรุนแรงของผลกระทบ) จะอยู่ในรูปตัว S โดยไม่คำนึงถึงคุณลักษณะเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณของฟังก์ชันที่กำลังประเมิน . วิธีการที่ใช้ศึกษาการพึ่งพาอาศัยกัน ไม่ว่าจะเป็นการเติมสารพิษอย่างค่อยเป็นค่อยไปในตู้ฟัก หรือการกระทำเดี่ยวของสารบนวัตถุทางชีวภาพในการเพิ่มความเข้มข้น จะไม่มีผลกระทบที่มีนัยสำคัญต่อผลลัพธ์หากไม่ได้ประเมินผลกระทบใน ค่าสัมบูรณ์ แต่แสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของค่าสูงสุดที่เป็นไปได้ (100%) แนะนำให้ใช้ค่าสัมพัทธ์หากเพียงเพราะการเตรียมทางชีวภาพใด ๆ ที่มีการเตรียมการอย่างระมัดระวังที่สุดนั้นมีคุณสมบัติเฉพาะทั้งหมดรวมถึงความไวต่อสารเคมีด้วย นอกจากนี้ในระหว่างการทดลองปฏิกิริยาของยาจะลดลง สถานการณ์เหล่านี้จำเป็นต้องมีมาตรฐานบังคับของวัตถุก่อนการวิจัย การแสดงกราฟเส้นกราฟการตอบสนองต่อปริมาณรังสีของสารพิษ P เมื่อเปรียบเทียบกับกราฟของสารมาตรฐานบางชนิด จะให้ข้อมูลที่จำเป็นทั้งหมดเกี่ยวกับการออกฤทธิ์ของ P รวมถึงคุณลักษณะทางพิษมิติด้วย
เนื่องจากการเปรียบเทียบโดยตรงของเส้นโค้งที่ได้รับระหว่างการทดลองเป็นเรื่องยากในทางเทคนิค จึงมักมีการเปรียบเทียบพารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุดของเส้นโค้ง

3.2.1.ปริมาณที่มีประสิทธิภาพโดยเฉลี่ย (IU 50)

พารามิเตอร์หลักของความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและผลกระทบของสารพิษบางชนิดกับวัตถุทางชีวภาพคือค่าของขนาดยาที่มีประสิทธิผลโดยเฉลี่ย (ED 50) กล่าวคือ ปริมาณของสารที่เมื่อสัมผัสกับวัตถุจะทำให้เกิดผลกระทบเท่ากับ 50% ของค่าสูงสุดที่เป็นไปได้ เมื่อทำงานกับอวัยวะที่แยกเดี่ยว โดยปกติจะใช้ค่า EC 50 (ความเข้มข้นที่มีประสิทธิผลโดยเฉลี่ยของสารในตัวอย่าง) ปริมาณที่มีประสิทธิผลมักจะวัดเป็นหน่วยมวลของสารพิษต่อหน่วยมวลของวัตถุทางชีวภาพ (เช่น มก./กก.) ความเข้มข้นที่มีประสิทธิผลอยู่ในหน่วยของมวลสารพิษต่อหน่วยปริมาตรของตัวกลางที่ใช้ (เช่น กรัม/ลิตร; M/ลิตร) แทนที่จะใช้ค่า ED 50 บางครั้งจะใช้ลอการิทึมลบ: -log ED 50 = pD 2 (ตารางที่ 3)

ตารางที่ 3. ค่า pD 2 สำหรับสารพิษบางชนิดที่ได้รับในการทดลองกับอวัยวะที่แยกได้ (ผลที่ประเมินคือการลดลงของเส้นใยกล้ามเนื้อของยา) (J.M. Van Rossumm, 1966)

3.2.2.กิจกรรมสัมพัทธ์

พารามิเตอร์อีกประการหนึ่งของความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยากับผลกระทบคือกิจกรรมสัมพัทธ์ของสารพิษ ซึ่งเป็นค่าที่กำหนดให้เป็นอัตราส่วนของผลกระทบที่เกิดจากสารพิษในขนาดที่กำหนดกับผลกระทบสูงสุดที่เป็นไปได้ซึ่งพัฒนาขึ้นเมื่อออกฤทธิ์ต่อระบบชีวภาพ คุณลักษณะนี้ถูกกำหนดตามที่กล่าวไว้ข้างต้นโดยมูลค่าของกิจกรรมภายในของสาร (E)
ในความหมายแคบ ๆ แนวคิดนี้อธิบายถึงปรากฏการณ์ของความแตกต่างในคุณสมบัติของ agonists โดยคำนึงถึงแนวคิดที่กำหนดไว้อย่างชัดเจนเกี่ยวกับกลไกของการกระทำที่เป็นพิษ อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบัน มักถูกตีความในความหมายที่ขยายออกไป เพื่อเป็นตัวบ่งชี้ในการเปรียบเทียบการทำงานของสารกับคุณสมบัติบางอย่าง โดยไม่คำนึงถึงกลไกที่ทำให้เกิดผลที่สังเกตได้ รูปที่ 4 แสดงกราฟปริมาณ-ผลกระทบของชุดสารที่แตกต่างกันในค่าของ E และตามด้วย ED 50 ซึ่งทำหน้าที่ในส่วนกระซิกของระบบประสาทอัตโนมัติ

รูปที่เส้นโค้งผลของขนาดยาของชุดของพาราซิมพาโทมิเมติกส์ (0< Е < 1,0), полученные на препарате изолированной тонкой кишки крысы. (J.M. Van Rossumm, 1966)

3.3.ความแปรปรวนทางชีวภาพ

มีการระบุไว้แล้วว่าสามารถทำการทดลองทางพิษวิทยาได้ในจำนวนที่จำกัดกับวัตถุทางชีววิทยาเดียวกัน (ในกรณีที่ง่ายที่สุด ให้ฉีดสารขนาดหนึ่งให้กับสัตว์ หรือเติมสารเพื่อเพิ่มความเข้มข้นให้กับตัวกลางในการฟักตัวที่มีสารที่แยกได้ อวัยวะ ฯลฯ) การค้นหาความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณและผลกระทบของสารพิษเพียงอย่างเดียว และยิ่งกว่านั้น สารพิษหลายชนิดจำเป็นต้องมีการทดลองหลายครั้ง ซึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้วัตถุทางชีวภาพจำนวนมาก ในเรื่องนี้ผู้วิจัยต้องเผชิญกับปรากฏการณ์ความแปรปรวนทางชีวภาพ แม้จะเลือกอย่างระมัดระวัง แต่ก็ยังมีวัตถุที่มีทั้งไวและไม่ไวต่อการออกฤทธิ์ของสารเคมีอย่างมาก ซึ่งนำไปสู่ความแปรปรวนในผลลัพธ์ที่ได้รับ จะต้องระลึกไว้เสมอว่าวิธีการคำนึงถึงปรากฏการณ์นี้ในระหว่างการวิเคราะห์ข้อมูลการทดลองมักจะส่งผลกระทบต่อค่าสุดท้ายของลักษณะที่ศึกษาของสารพิษ
พื้นฐานในการคำนึงถึงปรากฏการณ์ความแปรปรวนทางชีวภาพคือวิธีการหาค่าเฉลี่ยของข้อมูลที่ได้รับ เมื่อกำหนดค่า ED 50 ปรากฎว่าไม่แยแสว่าจะมีการหาค่าเฉลี่ยของปริมาณที่ทำให้เกิดผลเช่นเดียวกันกับวัตถุทางชีวภาพหลายชนิดหรือค่าของผลกระทบที่ได้รับภายใต้การกระทำของสารพิษในปริมาณที่กำหนด ออก (รูปที่ 5) ถ้างานคือการได้รับกราฟปริมาณ-ผลกระทบของผลลัพธ์ เฉพาะปริมาณที่ทำให้เกิดผลกระทบของความรุนแรงบางอย่างในส่วนของวัตถุทางชีววิทยาเท่านั้นที่จะถูกเฉลี่ย ด้วยแนวทางที่แตกต่าง (ผลกระทบโดยเฉลี่ย) การลดลงอย่างมีนัยสำคัญของความชันของกราฟปริมาณรังสีสุดท้ายจะถูกสังเกตเมื่อเปรียบเทียบกับข้อมูลดั้งเดิม

รูปที่ 5 การสร้างกราฟการตอบสนองต่อปริมาณรังสีโดยเฉลี่ยโดยใช้ข้อมูลที่ได้รับจากผลิตภัณฑ์ทางชีวภาพหลายชนิดที่มีความไวต่อสารพิษที่แตกต่างกันภายใต้การศึกษา การใช้วิธีการเฉลี่ยปริมาณที่ทำให้เกิดผลเหมือนกัน (A) ให้ผลลัพธ์ที่ถูกต้อง วิธีการหาค่าเฉลี่ยผลกระทบ (B) ส่งผลให้เกิดเส้นโค้ง "แบน"

3.4.การออกฤทธิ์ร่วมกันของสารพิษหลายชนิดต่อวัตถุทางชีวภาพ

เมื่อตัวเอกและคู่อริทำปฏิกิริยาร่วมกันกับวัตถุทางชีววิทยา การเปลี่ยนแปลงความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและผลกระทบของซีโนไบโอติกต่างๆ ก็เป็นไปได้ (ไม่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาทางเคมีและเคมีกายภาพประเภทต่างๆ ของซีโนไบโอติกส์) การเปลี่ยนแปลงที่บันทึกไว้บ่อยที่สุดคือ:
- การเลื่อนขนานของเส้นโค้งปริมาณรังสี
- การลดค่าสูงสุดของเส้นโค้งปริมาณรังสี
- การเปลี่ยนแปลงแบบขนานพร้อมกับการลดค่าสูงสุดพร้อมกัน
ในปัจจุบัน เพื่ออธิบายผลกระทบที่สังเกตได้ แนวคิดของทฤษฎีอาชีพของปฏิสัมพันธ์ระหว่าง "ตัวรับสารพิษ" มักใช้บ่อยที่สุด

3.4.1.การเลื่อนขนานของเส้นโค้งการตอบสนองต่อขนาดยา

คำอธิบายหลักและใช้บ่อยที่สุดสำหรับการเลื่อนขนานของกราฟปริมาณ-ผลกระทบของสาร (A) กับการออกฤทธิ์พร้อมกันของสาร (B) กับฤทธิ์ภายใน E = 0 บนผลิตภัณฑ์ทางชีวภาพ (การแนะนำเข้าสู่ตัวกลางในการฟักตัว) มีพื้นฐานมาจาก บนสมมติฐานที่ว่า (B) เป็นผู้แข่งขันที่เป็นปรปักษ์ (A)
เมื่อเปรียบเทียบบนพื้นฐานของทฤษฎีอาชีพ ความเข้มข้นที่มีประสิทธิผลเท่าเทียมกันของตัวเอกในกรณีที่ไม่มี ([A]) และการเติมตัวต้าน ([A*]) ที่ความเข้มข้นที่แน่นอน [B] เราได้

[A*]/[A] = 1 + [V]/KV (16)

เนื่องจากพิกัดที่มีการบันทึกเอฟเฟกต์และการสังเกตการเลื่อนแบบขนานนั้นเป็นแบบกึ่งลอการิทึม เมื่อรับลอการิทึมของทั้งสองข้างของสมการ (16) เรามี

บันทึก - log[A] = บันทึก (1 + [B]/K B) = S (17)

LogK B = บันทึก(/[A] - 1) - บันทึก[B] (18)

จากสมการ (17) เห็นได้ชัดว่าขนาดของการเลื่อนของเส้นโค้ง (S) ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของ [B] และค่าของค่าคงที่การแยกตัวของคอมเพล็กซ์ KB antagonist-receptor เท่านั้น (รูปที่ 6) ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดของสิ่งเร้าที่เกิดจากตัวเอกและผลกระทบต่อส่วนของระบบชีวภาพไม่ได้มีบทบาทใดๆ บ่อยครั้งที่ค่า pA 2 = -logK B ใช้เพื่อระบุลักษณะความสัมพันธ์ของศัตรูกับตัวรับ
จากสมการ (16) และ (17) ตามมาว่า pA 2 เป็นตัวเลขเท่ากับลอการิทึมทศนิยมลบของความเข้มข้นของตัวต้านการแข่งขัน ซึ่งจำเป็นต้องเพิ่มเนื้อหาของตัวเอกในตัวกลางเป็นสองเท่าเพื่อให้ได้ ผลกระทบที่บันทึกไว้ในกรณีที่ไม่มีศัตรู

รูปที่เส้นโค้งการตอบสนองต่อขนาดยาตามทฤษฎีสำหรับตัวเอกในกรณีที่ไม่มี (A) และการมีอยู่ (A*) ของตัวต้านในตัวกลางฟักที่ความเข้มข้นที่แน่นอน [B] ในตัวอย่างที่ให้มา shift S คือ 1.3 และถูกกำหนดเป็น S = log - log[A] จากข้อเท็จจริงที่ว่า S = log(1 + [B]/K D) สามารถหา K B ได้จากการทดลอง

3.4.2.การลดค่าสูงสุดของเส้นโค้งการตอบสนองต่อขนาดยา

ในหลายกรณี เมื่อศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและผลกระทบของตัวเอก (A*) ต่อหน้าคู่อริ พบว่าผลสูงสุดที่สังเกตได้นั้นอ่อนกว่าผลที่สังเกตได้จากการกระทำของสารชนิดเดียวกันใน ไม่มีศัตรู (A) การลดผลกระทบสูงสุดซึ่งสามารถประมาณเป็นเปอร์เซ็นต์ได้ ตีความจากตำแหน่งของทฤษฎีอาชีพได้ดังนี้
ศัตรูที่ไม่สามารถแข่งขันได้ (B*) ทำปฏิกิริยากับตัวรับ (R*) ของระบบชีวภาพ ซึ่งไม่ใช่ตัวรับ R สำหรับตัวเอก (A) และการก่อตัวของสารเชิงซ้อนทำให้ประสิทธิภาพของสารเชิงซ้อนลดลง . สิ่งนี้นำไปสู่การลดลงอย่างเห็นได้ชัดในการทำงานของ E agonist ที่อยู่ภายใน ซึ่งขึ้นอยู่กับ [B*]
การลดลงของค่าสูงสุดของเส้นโค้งการตอบสนองต่อขนาดยาสามารถอธิบายได้ด้วยการยับยั้งตัวรับตัวเอกที่ไม่สามารถกลับคืนสภาพเดิมโดยตัวต่อต้านการแข่งขัน (B)
ในการอธิบายลักษณะเชิงปริมาณของกิจกรรมของปรปักษ์ที่ไม่สามารถแข่งขันได้ให้ใช้ค่าของลอการิทึมลบของค่าคงที่การแยกตัวของคอมเพล็กซ์ตัวรับ - ตัวรับ

LogK B* = pD* 2

ในการคำนวณค่านี้ จำเป็นต้องทดลองหาผลที่ลดลงสูงสุดที่เป็นไปได้ของตัวเอกเมื่อมีความเข้มข้นอิ่มตัวของตัวต้าน (E AB*M) แล้ว

PD* 2 = -log - log[(E AB*M - E A)/(E AB* - E A) - 1] (21)

เมื่อพิจารณาถึง (21) pD 2 ถือได้ว่าเป็นลอการิทึมลบของความเข้มข้นของศัตรูที่ไม่สามารถแข่งขันได้ ซึ่งผลกระทบของตัวเอกจะลดลงครึ่งหนึ่งของระดับสูงสุดที่ทำได้ ในกรณีนี้ (E AB*M - E A)/(E AB* - E A) = 2 โดยปกติ เพื่อให้การคำนวณง่ายขึ้น แทนที่จะใช้เอฟเฟกต์ E A จะใช้เอฟเฟกต์สูงสุดที่พัฒนาภายใต้การกระทำของ A ภายใต้เงื่อนไขที่ต่างกัน: อี AM อี AMB อี AMVM
ด้วยความช่วยเหลือจากศัตรูที่ไม่สามารถแข่งขันได้ หากเป็นไปได้ที่จะปิดกั้นผลกระทบของตัวเอกได้อย่างสมบูรณ์ ค่าของ pD* 2 สามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรที่ง่ายกว่า

PD* 2 = -log + log(E A /E AB* -1) (22)

3.4.3.การเลื่อนขนานพร้อมการลดค่าสูงสุดพร้อมกัน

ในทางปฏิบัติเป็นเรื่องยากมากที่จะพบสาร (คู่อริ) ที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงแบบขนานหรือเพียงค่าสูงสุดของเส้นโค้งผลกระทบของขนาดยาสำหรับตัวเอกลดลงเท่านั้น ตามกฎแล้ว ตรวจพบเอฟเฟกต์ทั้งสอง ในเรื่องนี้เป็นที่ชัดเจนว่าการแบ่งซีโนไบโอติกจำนวนมากออกเป็นกลุ่มของตัวรับที่มีการแข่งขันและไม่แข่งขันของตัวรับจำนวนหนึ่งส่วนใหญ่เป็นกลไกในธรรมชาติ อย่างไรก็ตามในกรณีนี้มีความจำเป็นต้องอธิบายลักษณะผลกระทบของสารในเชิงปริมาณ
pD 2 คำนวณตามสมการ (22) ซึ่งแทนค่าของเอฟเฟกต์ E A และ E AB ค่า E AM และ E AMB จะถูกแทนที่ (รูปที่ 7)

รูปที่ เส้นโค้งทางทฤษฎีของการพึ่งพาประสิทธิผลสัมพัทธ์ของตัวเอก [A] กับความเข้มข้นของมันต่อหน้าศัตรู [B] ในอาหารเลี้ยงเชื้อ ในการคำนวณค่าของ pD 2 ควรใช้อัตราส่วนของขนาดยาที่มีประสิทธิผลเท่ากันตามเงื่อนไข [A] และ [A*] หลังจากกำหนด E AM และ E AMB* ที่สอดคล้องกัน การคำนวณดำเนินการตามสมการ (23) หลังจากยืนยันข้อเท็จจริงที่ว่าคู่อริที่ไม่สามารถแข่งขันได้เสร็จสิ้นแล้ว

3.5.การหาค่าคงที่การแยกตัวออกจากกันที่ชัดเจนของสารเชิงซ้อนตัวเอก-ตัวรับ

ในขณะที่การเชื่อมต่อโดยตรงระหว่างค่าของคู่อริ pA 2 และ pD* 2 ในด้านหนึ่งและค่าคงที่การแยกตัวของคอมเพล็กซ์ตัวรับ - ตัวรับที่อีกด้านหนึ่งได้รับการยอมรับอย่างน้อยในทางทฤษฎี การเชื่อมต่อระหว่าง pD 2 และ K A ​​ของตัวเอก ไม่ได้เป็นเช่นนั้นในความหมายที่เข้มงวด เนื่องจากระหว่างขั้นตอนของการก่อตัวของตัวเอก - ตัวรับที่ซับซ้อนและขั้นตอนของการก่อตัวของผลกระทบนั้นเป็นห่วงโซ่ของการเชื่อมโยงระดับกลางของปฏิกิริยาทางชีวเคมีและสรีรวิทยาซึ่งตามกฎแล้วยังห่างไกลจากการศึกษา (ดูด้านบน). ต่อมาจึงไม่สามารถระบุความสัมพันธ์ของสารพิษต่อตัวรับได้โดยตรง (นั่นคือ ค่าคงที่การแยกตัวของสารเชิงซ้อนของตัวรับพิษ) โดยขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและผลกระทบของตัวรับที่สร้างขึ้นในระหว่างการทดลอง เพื่อเอาชนะความยากลำบากนี้ จึงเสนอให้กำหนดค่าของค่าคงที่การแยกตัวออกจากกันที่ปรากฏ วิธีการแบบคลาสสิกคือการใช้ศัตรูตัวฉกาจที่ไม่สามารถย้อนกลับได้
ในปี 1956 Nickerson ค้นพบว่าสารประกอบอัลคิเลต เช่น α-haloalkylamines เช่น dibenamine และ phenoxybenzamine สามารถโต้ตอบกับตัวรับประเภทต่างๆ ได้โดยไม่สามารถย้อนกลับได้ ตัวรับสำหรับ acetylcholine, histamine, serotonin และ -adrenergic receptors จะจับกัน โดยการศึกษาปฏิสัมพันธ์ร่วมกันของสารยับยั้งและตัวเอกกับผลิตภัณฑ์ทางชีวภาพ เป็นไปได้ที่จะ:
- สร้างลักษณะเฉพาะของการออกฤทธิ์ของฮาโลอัลคิลลามีนในบริเวณที่จับกับตัวเอกของตัวรับ
- ชี้แจงการจำแนกประเภทของตัวรับตามความสัมพันธ์ของตัวรับภายนอก
Furchgott เสนอวิธีการโดยอาศัยการเปรียบเทียบขนาดยาที่เท่ากันของตัวเอกที่ออกฤทธิ์ต่อผลิตภัณฑ์ทางชีวภาพที่สมบูรณ์และยาที่ปรับสภาพด้วยตัวยับยั้งตัวรับ (การลดลงของ [R] T ด้วยค่า q [R] T)
ผลกระทบที่เกี่ยวข้องกับการกระทำของตัวเอกก่อนการปิดล้อมตัวรับอธิบายโดยสมการ (13) หลังการปิดล้อม - ตามสมการ (14) ผลกระทบของความรุนแรงที่เท่ากันภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้จะพัฒนาด้วยค่ากระตุ้น S ที่เท่ากัน ถ้า S = S* แล้ว E A /E M = E A* /E M* จากนั้นเมื่อรวมสมการ 13 และ 14 เราจะได้

1/[A] = 1/q 1/[A] + (1-q)/qK A (23)

ด้วยการสร้างการพึ่งพาในพิกัด 1/[A] และ 1/[A*] เราจะได้เส้นตรงที่มีมุมชัน 1/q และส่วนบนแกน 1/[A] เท่ากับ (1-q) /คิวเค เอ . สำหรับการพิจารณาในทางปฏิบัติของ K A คุณสามารถใช้นิพจน์ได้

K A = (ความชัน - 1)/เซ็กเมนต์

กระบวนการจัดเตรียมข้อมูลแสดงในรูปที่ 8:

รูปการหาค่าคงที่การแยกตัวที่ชัดเจนของอะโกนิสต์บนรีเซพเตอร์ที่ไวต่อมัสคารีนในกล้ามเนื้อตามยาวของลำไส้เล็กของหนูตะเภา
ก) เส้นโค้งการตอบสนองต่อปริมาณของอะเซทิลโคลีนสำหรับยาที่ไม่บุบสลาย (q = 1) และยาที่รักษาด้วยฟีโนคิสเบนซามีนเป็นเวลา 20 นาที (5 ไมโครโมลาร์) (q = 0.1624)
ข) การวางแผนอัตราส่วนของปริมาณที่มีประสิทธิภาพเท่ากันสำหรับยาที่ไม่เสียหายและยาที่ได้รับการรักษาในพิกัด 1/[A] และ 1/[A*] นำไปสู่เส้นตรงโดยขึ้นอยู่กับค่าของการแยกตัว (เช่นเดียวกับสมการ 23) สามารถคำนวณค่าคงที่ได้

ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณและการตอบสนองต่อยาในกลุ่ม

4.1.ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณและผลกระทบของสารพิษหนึ่งชนิด

เมื่อศึกษาความสัมพันธ์ของการตอบสนองต่อขนาดยาในกลุ่มที่ประกอบด้วยบุคคลจำนวนมาก เราสามารถดำเนินการได้จากแนวคิดที่พัฒนาขึ้นเมื่อศึกษาความสัมพันธ์ในระดับสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด ปัจจัยเพิ่มเติมที่มีอิทธิพลต่อผลลัพธ์ที่ได้รับคือความแปรปรวนของแต่ละบุคคล
อย่างไรก็ตาม แม้ว่าปฏิกิริยาของแต่ละบุคคลหรือสัตว์ในกลุ่มต่อสารพิษจะไม่เหมือนกัน เมื่อขนาดยาที่มีประสิทธิผลเพิ่มขึ้น ความรุนแรงของผลกระทบและจำนวนบุคคล (บุคคล) ที่ทำให้เกิดผลที่ประเมินก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน ตัวอย่างเช่น หากใช้สารที่ทำให้เกิดการระคายเคือง (สารระคายเคือง) บนผิวหนังของผู้เข้ารับการทดสอบ เมื่อปริมาณของสารพิษที่ใช้เพิ่มขึ้น จะสังเกตเห็นสิ่งต่อไปนี้: - จำนวนผู้ทดสอบที่จะทำให้เกิดสารระคายเคืองเพิ่มขึ้น ปฏิกิริยา; - ความรุนแรงของปรากฏการณ์การระคายเคืองในตัวแบบจะเพิ่มขึ้น จากนี้ไปควรกำหนดค่าที่ได้รับระหว่างการทำงานโดยคำนึงถึงกฎหมายทางสถิติ
เมื่อศึกษาผลกระทบของสารพิษต่อร่างกาย ควรแยกแยะระหว่างผลกระทบ โดยความรุนแรงจะค่อยๆ ขึ้นอยู่กับขนาดยาในปัจจุบัน (เช่น ความดันโลหิตลดลง) และผลกระทบประเภท "ทั้งหมดหรือไม่มีเลย" (ตาย/รอดชีวิต) . ควรคำนึงว่าผลกระทบของประเภทแรกสามารถแปลงเป็นรูปแบบที่เหมาะสมสำหรับการประเมินผลกระทบของประเภทที่สองได้เกือบตลอดเวลา ในการกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างการตอบสนองต่อปริมาณรังสีในกลุ่ม พวกเขามักจะใช้การออกแบบการทดลองสองประเภท:
- ด้วยการก่อตัวของกลุ่มย่อยของสัตว์ที่ศึกษา
- ไม่มีการก่อตัวของกลุ่มย่อย

4.1.1.การวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและผลกระทบของการใช้วิธีสร้างกลุ่มย่อย

วิธีที่พบบ่อยที่สุดในการกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างการตอบสนองต่อขนาดยาของกลุ่มคือการสร้างกลุ่มย่อยภายในกลุ่มนั้น สัตว์ที่อยู่ในกลุ่มย่อยจะได้รับยาพิษในขนาดที่เท่ากัน และในแต่ละกลุ่มย่อยต่อมา ปริมาณยาจะเพิ่มขึ้น การสร้างกลุ่มย่อยควรดำเนินการโดยใช้การสุ่มตัวอย่าง เมื่อขนาดยาเพิ่มขึ้น สัดส่วนของสัตว์ในแต่ละกลุ่มย่อยที่พัฒนาผลที่ประเมินจะเพิ่มขึ้น การพึ่งพาอาศัยกันที่เกิดขึ้นสามารถแสดงเป็นเส้นโค้งการกระจายความถี่สะสม โดยที่จำนวนสัตว์ที่มีปฏิกิริยาเชิงบวกต่อสารพิษ (ส่วนหนึ่งของจำนวนสัตว์ทั้งหมดในกลุ่มย่อย) เป็นฟังก์ชันของขนาดยา (รูปที่ 9)

รูปที่ เส้นโค้งการตอบสนองต่อขนาดยาโดยทั่วไปสำหรับกลุ่มของสัตว์ ซึ่งสมมาตรรอบจุดกึ่งกลาง (การตอบสนอง 50%) ค่านิยมหลักของการตอบสนองของกลุ่มต่อสารพิษนั้นมีศูนย์กลางอยู่ที่ค่าเฉลี่ย

ในกรณีส่วนใหญ่ กราฟจะเป็นเส้นโค้งการกระจายแบบปกติ-รูปตัว S ซึ่งมีความสมมาตรเกี่ยวกับจุดกึ่งกลาง สามารถระบุคุณลักษณะที่สำคัญหลายประการของเส้นโค้งนี้ได้ ซึ่งควรนำมาพิจารณาเมื่อตีความผลลัพธ์ที่ได้รับ
จุดกึ่งกลางของเส้นโค้ง (ค่าการตอบสนอง 50%) หรือขนาดยาที่มีประสิทธิภาพโดยเฉลี่ย (IU 50) เป็นวิธีที่สะดวกในการระบุลักษณะความเป็นพิษของสาร หากผลที่ได้รับการประเมินคืออัตราการเสียชีวิตของสัตว์ในกลุ่ม จุดนี้จะถูกกำหนดให้เป็นปริมาณรังสีที่ทำให้เสียชีวิตโดยเฉลี่ย (ดูด้านล่าง) ค่านี้เป็นคุณลักษณะเชิงปริมาณที่แม่นยำที่สุดของความเป็นพิษ เนื่องจากช่วงความเชื่อมั่น 95% นั้นมีค่าน้อยที่สุด
ความอ่อนไหวของสัตว์ส่วนใหญ่ในประชากรนั้นใกล้เคียงกับค่าเฉลี่ย ช่วงขนาดยาที่รวมส่วนหลักของเส้นโค้งรอบจุดศูนย์กลางบางครั้งเรียกว่า "ความแรง" ของยา
ประชากรส่วนเล็กๆ ทางด้านซ้ายของกราฟการตอบสนองต่อขนาดยาตอบสนองต่อสารพิษในปริมาณเล็กน้อย นี่คือกลุ่มของบุคคลที่มีภาวะภูมิไวเกินหรือมีปฏิกิริยาไวเกิน อีกส่วนหนึ่งของประชากรที่อยู่ทางด้านขวาของเส้นโค้งจะตอบสนองต่อสารพิษในปริมาณที่มากเท่านั้น บุคคลเหล่านี้เป็นบุคคลที่ไม่รู้สึกอ่อนไหว ปฏิกิริยาตอบสนองต่ำเกินไป หรือต่อต้าน
ความชันของเส้นโค้งการตอบสนองต่อขนาดยา โดยเฉพาะอย่างยิ่งใกล้กับค่าเฉลี่ย แสดงถึงลักษณะเฉพาะของการแพร่กระจายของขนาดยาที่ทำให้เกิดผล ค่านี้บ่งชี้ว่าการเปลี่ยนแปลงในการตอบสนองของประชากรต่อการกระทำของสารพิษจะมากเพียงใดเมื่อเปลี่ยนขนาดยาที่มีประสิทธิผล ความลาดชันบ่งชี้ว่าประชากรส่วนใหญ่จะตอบสนองต่อสารพิษในลักษณะเดียวกันโดยประมาณในขนาดยาที่แคบลง ในขณะที่ความลาดชันที่ตื้นบ่งชี้ถึงความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในความไวของแต่ละบุคคลต่อสารพิษ
รูปร่างของเส้นโค้งและจุดสุดขั้วขึ้นอยู่กับปัจจัยภายนอกและภายในหลายประการ เช่น สถานะของกลไกการซ่อมแซมความเสียหาย การย้อนกลับของผลกระทบที่เกิดขึ้น เป็นต้น ดังนั้นกระบวนการที่เป็นพิษอาจไม่พัฒนาจนกว่ากลไกการป้องกันของร่างกายจากสารพิษที่ออกฤทธิ์จะหมดลงและกระบวนการล้างพิษทางชีวเคมีจะอิ่มตัว ในทำนองเดียวกัน ความอิ่มตัวของกระบวนการก่อตัวของสารเมตาบอไลต์ที่เป็นพิษจากซีโนไบโอติกดั้งเดิมสามารถทำให้เกิดกราฟปริมาณรังสีถึงระดับที่ราบสูงได้
ความแตกต่างที่สำคัญของเส้นโค้งการตอบสนองต่อขนาดยาคือความสัมพันธ์ที่สังเกตได้ในกลุ่มที่ต่างกันทางพันธุกรรม ดังนั้น ในประชากรที่มีจำนวนบุคคลสูงผิดปกติซึ่งมีความไวต่อสารพิษเพิ่มขึ้นโดยได้รับการแก้ไขทางพันธุกรรม จึงเป็นไปได้ที่จะบันทึกค่าเบี่ยงเบนจากรูปตัว S ทั่วไปทางด้านซ้ายของเส้นโค้ง (รูปที่ 10)

ปริมาณ

การวาดภาพ 10.ตัวแปรของเส้นโค้งผลปริมาณรังสีสะสมที่มีส่วนประกอบที่มีปฏิกิริยารุนแรงเกินเด่นชัด

เส้นกราฟการตอบสนองต่อปริมาณรังสีมักถูกแปลงเป็นความสัมพันธ์เชิงเส้นโดยการวางแผนในพิกัดล็อก-โปรบิต (ปริมาณของสารพิษจะแสดงเป็นลอการิทึม ความรุนแรงของการตอบสนองในหน่วย probit) การเปลี่ยนแปลงนี้ช่วยให้ผู้วิจัยนำผลลัพธ์ไปวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์ (เช่น คำนวณช่วงความเชื่อมั่น ความชัน ฯลฯ) (รูปที่ 11)

การวาดภาพ 11.การเปลี่ยนแปลงข้อมูลการทดลองเพื่อกำหนดความสัมพันธ์ "ปริมาณ - ผล": ก) ความสัมพันธ์ "ผล - ปริมาณ"; b) การพึ่งพา "ผล - บันทึกปริมาณ"; c) การพึ่งพา "PROBIT EFFECT - log DOSE"

โดยใช้วิธีการสร้างกลุ่มย่อย เป็นไปได้ที่จะกำหนดการพึ่งพาความรุนแรงของผลการประเมิน (เช่น ระดับของความดันโลหิตลดลง การออกกำลังกายที่ลดลง ฯลฯ) ของปริมาณสารพิษในปัจจุบัน ในกรณีนี้ ตามข้อมูลที่ได้รับ จะกำหนดขนาดเฉลี่ยของผลกระทบที่พัฒนาขึ้นในกลุ่มย่อยของอาสาสมัครต่อสารในขนาดที่ให้ยา และช่วงความเชื่อมั่นของตัวบ่งชี้จะถูกกำหนดในแต่ละจุด จากนั้นกราฟของการพึ่งพาขนาดของผลกระทบต่อขนาดยาที่บริหารให้จะถูกสร้างขึ้นโดยการค้นหาเส้นโค้งการประมาณผ่าน "เมฆ" ของจุด (รูปที่ 12)

การวาดภาพ 12.เส้นโค้งการตอบสนองต่อขนาดยาเพื่อประเมินผลการดมยาสลบของ pimozide ทางระบบประสาทเมื่อฉีดเข้าช่องท้องกับหนู แต่ละจุดบนกราฟได้มาโดยการบันทึกผลที่ได้รับในสัตว์ 10 - 20 ตัว

4.1.2.การวิเคราะห์ความสัมพันธ์ของการตอบสนองต่อขนาดยาโดยไม่สร้างกลุ่มย่อย

เมื่อศึกษาผลกระทบของสารที่กระจายอย่างรวดเร็ว แต่ถูกขับออกจากร่างกายอย่างช้าๆ เป็นไปได้ที่จะให้ทางหลอดเลือดดำแก่สัตว์ทดลองอย่างค่อยเป็นค่อยไปจนกระทั่งเริ่มมีอาการพิษซึ่งค่อนข้างชัดเจนในความรุนแรง (เช่น ลดลงใน อัตราการหายใจ 40%) ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่แต่ละสิ่งมีชีวิตจะกำหนดปริมาณของสารที่ทำให้เกิดผลตามที่ต้องการ การศึกษาดำเนินการกับสัตว์กลุ่มใหญ่พอสมควร หากเราวางแผนการพึ่งพาจำนวนสัตว์ซึ่งผลกระทบที่มีต่อขนาดของปริมาณที่ใช้ เราจะได้เส้นโค้งรูปตัว S ที่รู้จักกันดีอยู่แล้ว ซึ่งการวิเคราะห์จะดำเนินการตามกฎทั่วไป

4.1.3.ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณและผลกระทบต่อการเสียชีวิต

4.1.3.1.มุมมองทั่วไป

เนื่องจากการเสียชีวิตหลังจากได้รับสารพิษเป็นปฏิกิริยาทางเลือกที่ดำเนินการตามหลักการ "ทั้งหมดหรือไม่มีเลย" ผลกระทบนี้จึงถือว่าสะดวกที่สุดในการพิจารณาความเป็นพิษของสาร จึงใช้เพื่อกำหนดมูลค่าของปริมาณรังสีที่ทำให้เสียชีวิตโดยเฉลี่ย (LD 50) ).
การกำหนดความเป็นพิษเฉียบพลันโดยตัวบ่งชี้ "การตาย" ดำเนินการโดยใช้วิธีสร้างกลุ่มย่อย (ดูด้านบน) สารพิษจะได้รับการบริหารด้วยวิธีใดวิธีหนึ่งที่เป็นไปได้ (ทางปากหรือทางหลอดเลือด) ภายใต้สภาวะที่ได้รับการควบคุม ต้องคำนึงว่าวิธีการบริหารสารมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อขนาดของความเป็นพิษ (ตารางที่ 4)

ตารางที่ 4 ผลของเส้นทางการให้ยาต่อความเป็นพิษของซารินและอะโทรปีนต่อสัตว์ทดลอง

มีการใช้สัตว์เพศเดียวกัน อายุ น้ำหนัก อาหารเฉพาะ ภายใต้สภาพโรงเรือน อุณหภูมิ ความชื้น ฯลฯ ที่จำเป็น มีการศึกษาซ้ำกับสัตว์ทดลองหลายประเภท หลังจากการบริหารสารประกอบเคมีทดสอบแล้ว ให้สังเกตเพื่อกำหนดจำนวนสัตว์ที่ตายแล้ว โดยปกติจะใช้เวลา 14 วัน ในกรณีของการใช้สารกับผิวหนังจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องบันทึกเวลาในการสัมผัสรวมทั้งระบุเงื่อนไขการใช้งาน (การสัมผัสถูกดำเนินการจากพื้นที่ปิดหรือเปิดโล่ง) เห็นได้ชัดว่าระดับของความเสียหายที่ผิวหนังและความรุนแรงของเอฟเฟกต์การดูดซึมกลับเป็นหน้าที่ของทั้งปริมาณของวัสดุที่ใช้และระยะเวลาที่สัมผัสกับผิวหนัง สำหรับช่องทางการรับสัมผัสทั้งหมด นอกเหนือจากการหายใจเข้าไป ปริมาณการสัมผัสมักจะแสดงเป็นมวล (หรือปริมาตร) ของสารทดสอบต่อหน่วยน้ำหนักตัว (มก./กก. มล./กก.)
สำหรับการสัมผัสโดยการสูดดม ปริมาณการสัมผัสจะแสดงเป็นปริมาณของสารทดสอบที่มีอยู่ในหน่วยปริมาตรอากาศ: มก./ลบ.ม. หรือส่วนในล้านส่วน (ppm) ด้วยวิธีการรับแสงแบบนี้ การพิจารณาเวลาเปิดรับแสงเป็นสิ่งสำคัญมาก ยิ่งได้รับสารนานเท่าใด ปริมาณรังสีที่ได้รับก็จะยิ่งสูงขึ้น โอกาสที่จะเกิดผลข้างเคียงก็จะยิ่งสูงขึ้นตามไปด้วย ข้อมูลที่ได้รับเกี่ยวกับความสัมพันธ์ของการตอบสนองต่อขนาดยาต่อความเข้มข้นที่แตกต่างกันของสารในอากาศที่หายใจเข้าควรได้รับในเวลาเดียวกัน การทดลองอาจมีโครงสร้างที่แตกต่างกัน กล่าวคือ สัตว์ทดลองกลุ่มต่างๆ สูดดมสารที่มีความเข้มข้นเท่ากัน แต่ในเวลาต่างกัน
สำหรับการประเมินความเป็นพิษโดยประมาณของสารออกฤทธิ์เมื่อสูดดมซึ่งคำนึงถึงทั้งความเข้มข้นของสารพิษและเวลาในการสัมผัสพร้อมกันนั้นเป็นเรื่องปกติที่จะใช้ค่า "ทอกโซโดส" ซึ่งคำนวณตามสูตรที่เสนอโดยฮาเบอร์ที่ จุดเริ่มต้นของศตวรรษ:

W = กะรัต โดยที่

W - ทอกโซโดส (มก. นาที/ลบ.ม.)
C - ความเข้มข้นของสารพิษ (มก./ลบ.ม.)
เสื้อ - เวลาเปิดรับแสง (นาที)

สันนิษฐานว่าหากสูดดมสารในระยะสั้น จะได้ผลเช่นเดียวกัน (การตายของสัตว์ทดลอง) ทั้งเมื่อสัมผัสสารในปริมาณมากในปริมาณสูงและสัมผัสสารที่มีความเข้มข้นต่ำนานขึ้น ในขณะที่ผลคูณของเวลาและความเข้มข้นของสาร ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ส่วนใหญ่แล้ว คำจำกัดความของการเกิดสารพิษจากสารต่างๆ ถูกนำมาใช้เพื่อระบุลักษณะเฉพาะของสารเคมีในการทำสงคราม ค่าความเป็นพิษของสารเคมีบางชนิดแสดงไว้ในตารางที่ 5

ตารางที่ 5. สารพิษของสารพิษ (เมื่อสูดดม)

(เอ็ม. ครูเกอร์, 1991)

เส้นกราฟปริมาณรังสี-ความตายมักจะมีรูปร่างคล้ายกันกับกราฟการกระจายความถี่สะสมสำหรับความสัมพันธ์ในการตอบสนองต่อขนาดยาอื่นๆ (ดูด้านบน) เพื่อจุดประสงค์ในการเปรียบเทียบข้อมูลที่ได้รับและการประมวลผลทางสถิติ เส้นโค้งจะถูกแปลงเป็นรูปแบบของการพึ่งพาเชิงเส้นโดยใช้ระบบพิกัด "log D - probit"
ความเป็นพิษในแง่ของการตายมักจะถูกกำหนดโดยระดับการตายของสัตว์ในกลุ่ม ระดับอ้างอิงที่ใช้กันมากที่สุดคือการตายของสัตว์ 50% เนื่องจากค่านี้สอดคล้องกับค่ามัธยฐานของกราฟการกระจายขนาดยา ซึ่งการตอบสนองเชิงบวกส่วนใหญ่จะเข้มข้นแบบสมมาตร (ดูด้านบน) ค่านี้เรียกว่าปริมาณรังสีที่ทำให้เสียชีวิตโดยเฉลี่ย (ความเข้มข้น) ตามคำนิยาม สารที่ออกฤทธิ์ในปริมาณเท่านี้จะทำให้ประชากรสัตว์เสียชีวิตครึ่งหนึ่ง
แนวคิดในการกำหนด LD 50 ของสารได้รับการกำหนดขึ้นครั้งแรกโดย Trevan ในปี 1927 นับจากนี้เป็นต้นไป การก่อตัวของพิษวิทยาเริ่มต้นขึ้นในฐานะวิทยาศาสตร์ที่แท้จริง โดยดำเนินการกับคุณลักษณะเชิงปริมาณของคุณสมบัติที่กำลังศึกษา (ค่าความเป็นพิษ)
เนื่องจากต้องกำหนดระดับการตายอื่นๆ สามารถเลือกค่า LD 5 และ LD 95 ได้ ซึ่งตามกฎหมายสถิติมีค่าใกล้เคียงกันตามลำดับถึงเกณฑ์และค่าสูงสุดของผลกระทบที่เป็นพิษ และเป็นขอบเขตของ ช่วงระยะเวลาการให้ยาซึ่งส่วนใหญ่แล้วจะตระหนักถึงผลกระทบ
ด้วยเหตุผลด้านจริยธรรมและเศรษฐกิจ พวกเขาพยายามใช้สัตว์ทดลองในจำนวนขั้นต่ำในการทดลองเพื่อกำหนด LD 50 ในเรื่องนี้ การกำหนดค่าที่ต้องการจะสัมพันธ์กับปัจจัยความไม่แน่นอนเสมอ ความไม่แน่นอนนี้นำมาพิจารณาโดยการหาช่วงความเชื่อมั่น 95% ของค่าที่กำหนด ปริมาณที่ตกลงภายในช่วงเวลานี้ไม่เป็นอันตรายถึงชีวิตในระดับปานกลางเท่านั้นโดยมีความน่าจะเป็นน้อยกว่า 5% ช่วงความเชื่อมั่นสำหรับค่า LD50 นั้นน้อยกว่าช่วงความเชื่อมั่นสำหรับปริมาณของระดับการเสียชีวิตอื่นๆ อย่างมาก ซึ่งเป็นข้อโต้แย้งเพิ่มเติมที่สนับสนุนคุณลักษณะเฉพาะของพารามิเตอร์ความเป็นพิษเฉียบพลัน
ดังที่ระบุไว้แล้ว คุณลักษณะที่สำคัญของเส้นโค้งการตอบสนองต่อขนาดยาคือความชัน ดังนั้น หากสารสองชนิดมีค่า LD 50 ที่ไม่สามารถแยกความแตกต่างได้ทางสถิติและความชันของกราฟความเป็นพิษต่อขนาดยาที่เท่ากัน (เช่น ค่า LD 16 และ LD 84 ที่ไม่สามารถแยกความแตกต่างทางสถิติได้ ตามลำดับ) สารทั้งสองในแง่ของการเสียชีวิตจะมีความเป็นพิษเท่ากันใน ช่วงปริมาณรังสีที่กว้าง (สาร A และ B ในรูปที่ 13) อย่างไรก็ตาม สารที่มีค่า LD50 ใกล้เคียงกัน แต่มีความชันของเส้นโค้งความเป็นพิษต่างกัน มีคุณสมบัติเป็นพิษแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ (สาร C ในรูปที่ 13)

การวาดภาพ 13.ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณและผลกระทบของสารพิษที่มีค่า LD50 ใกล้เคียงกัน แต่มีความชันต่างกัน

สารที่มีความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาแบบแบนๆ ก่อให้เกิดอันตรายอย่างมากต่อบุคคลที่มีภาวะภูมิไวเกินอย่างรุนแรงต่อสารพิษ สารที่มีความลาดชันสูงของการพึ่งพาอาศัยกันจะเป็นอันตรายต่อประชากรทั้งหมดมากกว่า เนื่องจากแม้แต่การเพิ่มขนาดยาเล็กน้อยเมื่อเทียบกับปริมาณที่มีประสิทธิผลขั้นต่ำก็นำไปสู่การพัฒนาผลกระทบในประชากรส่วนใหญ่

4.1.3.2.การกำหนดปริมาณสารพิษที่ปลอดภัย

ในบางกรณี มีความจำเป็นต้องวัดปริมาณของปริมาณสารพิษสูงสุดที่ไม่ออกฤทธิ์ (ปลอดภัย)
ก็อดดัมเสนอวิธีแก้ปัญหานี้ การศึกษานี้มีพื้นฐานอยู่บนการสร้างความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยากับผลกระทบของกลุ่มสัตว์ เป็นที่พึงประสงค์ว่าผลที่ได้รับการประเมินมีความอ่อนไหวเพียงพอและไม่ได้รับการประเมินในรูปแบบทางเลือก (ตัวอย่างเช่น การทำงานของเอนไซม์ลดลง ความดันโลหิตเพิ่มขึ้น การเติบโตช้าลง เม็ดเลือดบกพร่อง เป็นต้น) กราฟการพึ่งพาถูกพล็อตในพิกัด "ลอการิทึมของขนาดยา - ความรุนแรงของผลกระทบ" การวิเคราะห์เส้นโค้งทำให้คุณสามารถประเมินตัวบ่งชี้จำนวนหนึ่งได้ เนื่องจากตามกฎแล้วเส้นโค้งจะมีรูปทรง S ดังนั้นส่วนจะถูกแยกออกภายในซึ่งการพึ่งพานั้นเป็นเส้นตรง กำหนดความชันของเส้นตรง (b) เอฟเฟกต์เกณฑ์ (y S) ถูกกำหนดโดยสูตร: y S = tS โดยที่ t คือค่าสัมประสิทธิ์นักเรียนที่กำหนดจากตารางที่เกี่ยวข้อง S คือค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานที่กำหนดจากข้อมูลขายส่ง ปริมาณตามเกณฑ์ (DS) คือปริมาณที่สารทำให้เกิดผลกระทบตามเกณฑ์ เพื่อให้ได้ขนาดยาที่ปลอดภัย (DI) เราก็มี

ล็อก D I = ล็อก D S - 6(S/b)

ตัวอย่างแสดงในรูปที่ 14

ความเป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อม – ส่วนหนึ่งของพิษวิทยาทางนิเวศที่ตรวจสอบเทคนิคระเบียบวิธีที่อนุญาตให้เราประเมิน (ในอนาคตหรือย้อนหลัง) ความเป็นพิษต่อนิเวศของซีโนไบโอติก

การศึกษาทางพิษวิทยาเชิงปริมาณแบบคลาสสิกทุกประเภทถูกนำมาใช้อย่างเต็มที่เพื่อระบุความเป็นพิษต่อนิเวศน์ของซีโนไบโอติก

ความเป็นพิษเฉียบพลันของสารมลพิษเชิงนิเวศน์ถูกกำหนดโดยการทดลองกับสัตว์หลายชนิดที่เป็นตัวแทนของระดับต่างๆ ของการจัดระเบียบทางโภชนาการในระบบนิเวศ (สาหร่าย พืช สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง ปลา นก สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม) เมื่อกำหนดเกณฑ์สำหรับคุณภาพน้ำที่มีสารพิษบางชนิด หน่วยงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมของสหรัฐอเมริกากำหนดให้ระบุความเป็นพิษของมันกับสิ่งมีชีวิตน้ำจืดและสัตว์ทะเลอย่างน้อย 8 สายพันธุ์ (การทดสอบ 16 รายการ)

มีความพยายามซ้ำแล้วซ้ำอีกเพื่อจัดอันดับสิ่งมีชีวิตตามความไวต่อซีโนไบโอติก อย่างไรก็ตาม สำหรับสารพิษชนิดต่างๆ อัตราส่วนความไวของสิ่งมีชีวิตต่อสารพิษจะแตกต่างกัน นอกจากนี้การใช้พิษวิทยาทางนิเวศของ "สายพันธุ์มาตรฐาน" ของตัวแทนขององค์กรทางนิเวศระดับหนึ่งเพื่อกำหนดความเป็นพิษต่อนิเวศของซีโนไบโอติกนั้นไม่ถูกต้องทางวิทยาศาสตร์ เนื่องจากความไวของสัตว์ แม้แต่สายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกัน บางครั้งมีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญมาก

ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยากับผลกระทบ (แนวทางระบาดวิทยา)สเปกตรัมของการสำแดงกระบวนการที่เป็นพิษนั้นพิจารณาจากโครงสร้างของสารพิษ อย่างไรก็ตาม ความรุนแรงของผลที่ได้จะขึ้นอยู่กับปริมาณของสารออกฤทธิ์ สารพิษ สารชีวภาพ รังสีที่ทะลุผ่าน และปัจจัยที่สร้างความเสียหายอื่นๆ ถือได้ว่าเป็นอันตราย ลักษณะพิเศษที่หลากหลายสามารถนำมาพิจารณาเป็นผลกระทบได้ ตัวอย่างเช่น ความตาย ตัวบ่งชี้ที่อยู่เหนือบรรทัดฐานทางชีวภาพ เป็นต้น เพื่อแสดงถึงปริมาณของสารที่ทำปฏิกิริยากับวัตถุทางชีวภาพ แนวคิดนี้จึงถูกนำมาใช้ - ปริมาณ (ปริมาณการแสดง- ประเภทของสารที่สร้างความเสียหายและเส้นทางการส่งมอบขนาดยาที่มีอิทธิพลนั้นมีความหลากหลายมาก ปริมาณผลกระทบสามารถวัดได้โดยตรงโดยใช้วิธีการทางเทคนิคและแสดงเป็นหน่วยที่เหมาะสม (มก./กก. มก./ลบ.ม. สีเทา เซลล์/กก. ฯลฯ) ตัวอย่างเช่น การฉีดสารพิษในปริมาณ 500 มก. เข้าไปในท้องของหนูที่มีน้ำหนัก 250 กรัม และกระต่ายที่มีน้ำหนัก 2,000 กรัม หมายความว่าสัตว์ได้รับปริมาณที่เท่ากับ 2 และ 0.25 มก./กก. ตามลำดับ ปริมาณรังสีมีการกระจายแบบปกติและมีลักษณะเฉพาะด้วยค่าเฉลี่ยและการกระจายเนื่องจากข้อผิดพลาดในการวัด ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและผลกระทบของสามารถตรวจสอบได้ในทุกระดับของการจัดระเบียบของสิ่งมีชีวิต ตั้งแต่ระดับโมเลกุลไปจนถึงประชากร ในกรณีนี้ ในกรณีส่วนใหญ่อย่างล้นหลาม รูปแบบทั่วไปจะถูกบันทึก: เมื่อปริมาณเพิ่มขึ้น ระดับของความเสียหายต่อระบบจะเพิ่มขึ้น องค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบจำนวนมากขึ้นมีส่วนร่วมในกระบวนการนี้สารเกือบทุกชนิดภายใต้เงื่อนไขบางประการอาจเป็นอันตรายต่อร่างกายทั้งนี้ขึ้นอยู่กับปริมาณที่มีประสิทธิผล

การแสดงความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและผลกระทบได้รับอิทธิพลอย่างมีนัยสำคัญจากความแปรปรวนภายในและระหว่างความจำเพาะของสิ่งมีชีวิต แท้จริงแล้ว บุคคลที่อยู่ในสายพันธุ์เดียวกันมีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญในลักษณะทางชีวเคมี สรีรวิทยา และสัณฐานวิทยา ความแตกต่างเหล่านี้ส่วนใหญ่เกิดจากลักษณะทางพันธุกรรม เนื่องจากลักษณะทางพันธุกรรมที่เหมือนกัน ความแตกต่างระหว่างสายพันธุ์จึงเด่นชัดยิ่งขึ้น ในเรื่องนี้ปริมาณของสารเฉพาะที่ทำให้เกิดความเสียหายต่อสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันและโดยเฉพาะสายพันธุ์ต่าง ๆ บางครั้งก็แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญมาก ดังนั้น ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและผลกระทบของมันจึงสะท้อนถึงคุณสมบัติของสารพิษไม่เพียงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสิ่งมีชีวิตที่มันออกฤทธิ์ด้วย ในทางปฏิบัติ หมายความว่าการประเมินความเป็นพิษเชิงปริมาณโดยอิงจากการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและผลกระทบของยา ควรดำเนินการในการทดลองกับวัตถุทางชีววิทยาต่างๆ และจำเป็นต้องใช้วิธีทางสถิติในการประมวลผลข้อมูลที่ได้รับ

ไม่ควรสับสนระหว่างความสัมพันธ์ระหว่างขนาดของยากับความสัมพันธ์ของการตอบสนองต่อขนาดยา ส่วนหลังจะกำหนดระดับการเปลี่ยนแปลงของตัวบ่งชี้ที่เลือกเมื่อเปรียบเทียบกับบรรทัดฐาน การตอบสนองสามารถวัดได้ทั้งในหน่วยสัมบูรณ์หรือหน่วยสัมพัทธ์ (เปอร์เซ็นต์)

เมื่อสร้างระดับวิกฤตใดๆ ของตัวบ่งชี้บรรทัดฐาน (การควบคุม) และคำนวณความถี่ของส่วนที่เกินนั้นในตัวอย่างทดลอง ความสัมพันธ์ระหว่างการตอบสนองต่อขนาดยาจะเปลี่ยนเป็นความสัมพันธ์ระหว่างขนาดกับผลกระทบของหรือฟังก์ชันประสิทธิภาพสำหรับเกณฑ์ที่กำหนด ฟังก์ชั่นประสิทธิภาพประกอบด้วยการสะสมคะแนน แต่ละจุดเกิดขึ้นเนื่องจากการมีอยู่ของคุณลักษณะส่วนบุคคลในวัตถุทดสอบ (ความไวของแต่ละบุคคล) ซึ่งท้ายที่สุดจะนำไปสู่การปรากฏตัวของสัญญาณที่ลงทะเบียนหรือไม่มีอยู่เมื่อสัมผัสกับปริมาณที่กำหนดของปัจจัยภายใต้การศึกษา

วิธีที่พบบ่อยที่สุดในการกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างการตอบสนองต่อขนาดยาของกลุ่มคือการสร้างกลุ่มย่อยภายในกลุ่มนั้น สัตว์ที่อยู่ในกลุ่มย่อยจะได้รับยาพิษในขนาดเดียวกัน และในแต่ละกลุ่มย่อยต่อมา ปริมาณยาจะเพิ่มขึ้น การสร้างกลุ่มย่อยควรดำเนินการโดยใช้การสุ่มตัวอย่าง เมื่อขนาดยาเพิ่มขึ้น สัดส่วนของสัตว์ในแต่ละกลุ่มย่อยที่พัฒนาผลที่ประเมินจะเพิ่มขึ้น ผลลัพธ์การพึ่งพาอาศัยกันสามารถแสดงได้ในรูปแบบของกราฟการกระจายความถี่สะสม โดยที่จำนวนสัตว์ที่มีปฏิกิริยาเชิงบวกต่อสารพิษ (ส่วนหนึ่งของจำนวนสัตว์ทั้งหมดในกลุ่มย่อย) เป็นฟังก์ชันของขนาดยา (รูปที่ 2 ).

ข้าว. 2. เส้นกราฟการตอบสนองต่อปริมาณรังสีโดยทั่วไปสำหรับกลุ่มสัตว์
สมมาตรเกี่ยวกับจุดกึ่งกลาง (ตอบ 50%) ขั้นพื้นฐาน
ค่าการตอบสนองของกลุ่มต่อสารพิษนั้นมีศูนย์กลางอยู่ที่
ค่าเฉลี่ย

ในกรณีส่วนใหญ่ กราฟจะเป็นเส้นโค้งการกระจายแบบปกติ-รูปตัว S ซึ่งมีความสมมาตรเกี่ยวกับจุดกึ่งกลาง สามารถระบุคุณลักษณะที่สำคัญหลายประการของเส้นโค้งนี้ได้ ซึ่งควรนำมาพิจารณาเมื่อตีความผลลัพธ์ที่ได้รับ

1. จุดกึ่งกลางของเส้นโค้ง (ค่าตอบสนอง 50%) หรือ ปริมาณที่มีประสิทธิภาพโดยเฉลี่ย(ส.ส.50) คือค่าทางสถิติที่คำนวณได้ ซึ่งมีการแจกแจงแบบปกติและแสดงคุณลักษณะด้วยค่าเฉลี่ยและความแปรปรวน ขนาดยาที่มีประสิทธิผลคำนวณจากความน่าจะเป็นของผลกระทบ และความแปรปรวนรวมทั้งข้อผิดพลาดของขนาดยาที่มีผลและข้อผิดพลาดของผลกระทบ ปริมาณที่มีประสิทธิผลในแต่ละจุดของฟังก์ชันถูกกำหนดโดยหมวดหมู่เฉพาะที่สอดคล้องกับความน่าจะเป็นของผลกระทบ หากผลที่ได้รับการประเมินคืออัตราการตายของสัตว์ในกลุ่ม จุดนี้จะถูกกำหนดให้เป็นปริมาณรังสีที่ทำให้ถึงตายโดยเฉลี่ย ชุดของปริมาณที่มีประสิทธิผลถือเป็นฟังก์ชันที่มีประสิทธิผลจริงๆ

2. ความอ่อนไหวของสัตว์ส่วนใหญ่ในประชากรใกล้เคียงกับค่าเฉลี่ย ช่วงขนาดยาที่รวมส่วนหลักของเส้นโค้งรอบจุดศูนย์กลางบางครั้งเรียกว่า "ศักยภาพ" ของยา

3. ประชากรส่วนเล็กๆ ทางด้านซ้ายของกราฟการตอบสนองต่อปริมาณรังสีตอบสนองต่อสารพิษในปริมาณต่ำ นี่คือกลุ่มของบุคคลที่มีภาวะภูมิไวเกินหรือมีปฏิกิริยาไวเกิน อีกส่วนหนึ่งของประชากรที่อยู่ทางด้านขวาของเส้นโค้งจะตอบสนองต่อสารพิษในปริมาณที่มากเท่านั้น บุคคลเหล่านี้เป็นบุคคลที่ไม่รู้สึกอ่อนไหว ปฏิกิริยาตอบสนองต่ำเกินไป หรือต่อต้าน

4. ความชันของเส้นโค้งการตอบสนองต่อขนาดยา โดยเฉพาะอย่างยิ่งใกล้กับค่าเฉลี่ย จะแสดงลักษณะเฉพาะของการแพร่กระจายของขนาดยาที่ทำให้เกิดผลกระทบ ค่านี้บ่งชี้ว่าการเปลี่ยนแปลงในการตอบสนองของประชากรต่อการกระทำของสารพิษจะมากเพียงใดเมื่อเปลี่ยนขนาดยาที่มีประสิทธิผล ความลาดชันบ่งชี้ว่าประชากรส่วนใหญ่จะตอบสนองต่อสารพิษในลักษณะเดียวกันโดยประมาณในขนาดยาที่แคบลง ในขณะที่ความลาดชันที่ตื้นบ่งชี้ถึงความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในความไวของแต่ละบุคคลต่อสารพิษ

รูปร่างของเส้นโค้งและจุดสุดขั้วขึ้นอยู่กับปัจจัยภายนอกและภายในหลายประการ เช่น สถานะของกลไกการซ่อมแซมความเสียหาย การย้อนกลับของผลกระทบที่เกิดขึ้น เป็นต้น ดังนั้นกระบวนการที่เป็นพิษอาจไม่พัฒนาจนกว่ากลไกการป้องกันของร่างกายจากสารพิษที่ออกฤทธิ์จะหมดลงและกระบวนการล้างพิษทางชีวเคมีจะอิ่มตัว ในทำนองเดียวกัน ความอิ่มตัวของกระบวนการก่อตัวของสารเมตาบอไลต์ที่เป็นพิษจากซีโนไบโอติกดั้งเดิมสามารถทำให้เกิดกราฟปริมาณรังสีถึงระดับที่ราบสูงได้

ตามเนื้อผ้า ในด้านพิษวิทยา มีความเชื่อตามธรรมชาติว่าเมื่อปริมาณพิษเพิ่มขึ้น ความน่าจะเป็นของผลที่คาดหวังก็จะเพิ่มขึ้น เมื่อเข้าใกล้ นี่คือผลกระทบที่เป็นพิษของสารและสารพิษที่เป็นอันตรายส่วนใหญ่ปรากฏต่อสิ่งมีชีวิต เพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ก.Albert (1958) ตั้งข้อสังเกต (อ้างอิงจาก S.V. Krishtopenko et al., 2001): “มีใครควรคาดหวังว่าผลกระทบที่เป็นพิษของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจะลดลงเมื่อความเข้มข้นเพิ่มขึ้นหรือไม่? อย่างไรก็ตาม มีตัวอย่างบางส่วนที่แสดงให้เห็นว่าเหตุการณ์นี้เกิดขึ้นที่ไหน" ในช่วงขนาดยาทดสอบบางช่วง ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยากับผลกระทบของรูปแบบจะอยู่ในรูปแบบที่ไม่เป็นเชิงเส้น และไม่สามารถวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์โดยใช้วิธีการแบบดั้งเดิมได้อย่างสมบูรณ์

ตามข้อมูลที่ให้ไว้ในงานของ M.G. Domschlag (1998) จากผลการศึกษาด้านสิ่งแวดล้อม ความไม่เชิงเส้น (bimodal, inverted,รูปตัว V รวมถึงส่วนที่มีความเป็นเชิงเส้นยิ่งยวด, เส้นตรงและเส้นตรง) การพึ่งพา "ความเข้มข้น (ปริมาณ) - ผลกระทบ" ภายใต้อิทธิพลของสารก่อกลายพันธุ์ทางเคมี, สารประกอบที่เป็นพิษและการฉายรังสีที่มีความเข้มต่ำ (อ้างอิงจาก: S.V. Krishtopenko et al., 2001)

ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าในพิษวิทยา "ความเป็นพิษที่ขัดแย้งกัน"- เชื่อกันว่าต้นกำเนิดของมันเกิดจากการใช้กลไกต่าง ๆ ของความเป็นพิษและการแสดงปฏิกิริยาการป้องกันของร่างกายพร้อมกัน (เช่น การล้างพิษเป็นอันตราย สาร) ในแง่นี้ไม่มีอะไรผิดปกติ (ขัดแย้งกัน) ในพิษวิทยาของสารดังกล่าว ในบางกรณี ไม่ทราบกลไกในการตระหนักถึงผลกระทบเหล่านี้ ควรเข้าใจคำว่า "ความเป็นพิษที่ขัดแย้งกัน" ว่าเป็นปรากฏการณ์ของความน่าจะเป็นที่ลดลงของการแสดงอาการ (ผลกระทบ) ที่บันทึกไว้ในตัวอย่างทดลองของวัตถุทดสอบที่มีปริมาณสารอันตรายเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง

คำว่า "ความเป็นพิษที่ขัดแย้งกัน" ใช้เพื่ออธิบายลักษณะของสารพิษ ในกรณีนี้ หากใช้ตัวบ่งชี้อื่นเป็นสัญญาณที่ลงทะเบียน ความสัมพันธ์ "ปริมาณ-ผลกระทบของ" จะถูกกำหนดโดยคำทั่วไป "ประสิทธิผลที่ขัดแย้งกัน"

ฟังก์ชันประสิทธิผลที่ขัดแย้งกันเป็นกรณีพิเศษของความสัมพันธ์ระหว่างขนาดและผลกระทบของขนาดยา ในระบบพิกัดสองมิติ ในแต่ละจุดจะสะท้อนถึงความน่าจะเป็นของการเกิดสัญญาณที่บันทึกไว้เมื่อสัมผัสกับขนาดยาที่ทดสอบ ปริมาณที่ทดสอบจะถูกบันทึกไว้บนแกนของ abscissa และความน่าจะเป็น (ความถี่) ของผลกระทบหลังจากการสัมผัสกับปริมาณเหล่านี้จะถูกบันทึกไว้บนแกนกำหนด ลักษณะเฉพาะถูกนำมาพิจารณาในรูปแบบทางเลือก (1 – มีการสำแดงลักษณะเฉพาะ, 0 – ไม่มีลักษณะที่ปรากฏ) โดยใช้คำว่า “ความถี่” และ “ความน่าจะเป็น” ของผลกระทบ

ความถี่เอฟเฟกต์- เป็นค่าสัมพัทธ์ซึ่งแสดงเป็นเศษส่วนของหน่วยหรือเป็นเปอร์เซ็นต์ และพบได้จากการทดลองโดยเชื่อมโยงจำนวนวัตถุทดสอบที่แสดงเครื่องหมายที่ระบุกับจำนวนวัตถุทดสอบทั้งหมดในกลุ่มทดลอง

ความน่าจะเป็นของผลกระทบเรียกว่าค่าสัมพัทธ์ที่ทำนาย ซึ่งคำนวณโดยใช้วิธีทางสถิติและแสดงเป็นหน่วยสัมพัทธ์หรือเป็นเปอร์เซ็นต์ด้วย ตัวอย่างเช่น ในการแปลงค่าความถี่ของเอฟเฟกต์เป็นค่าความน่าจะเป็น จะใช้สูตร Van den Weerden:

พ= n+1/เอ็น+2,

ที่ไหนn– จำนวนวัตถุในกลุ่มที่เลือก

เอ็น– จำนวนวัตถุทั้งหมดในตัวอย่างที่ศึกษาของสัตว์

ค่าเชิงปริมาณของความถี่ของผลกระทบบ่งบอกถึงความน่าจะเป็นที่จะเกิดขึ้นในตัวอย่างนี้ทดลองของวัตถุทดสอบของบุคคลที่มีความไวเด่นชัดต่อปริมาณที่กำหนดของสารทดสอบ สำหรับวัตถุทดสอบประเภทนี้ที่มีการบันทึกคุณสมบัติที่ระบุ เมื่อปริมาณเพิ่มขึ้น อัตราส่วนของวัตถุทดสอบที่มีความละเอียดอ่อนในตัวอย่างทดลองใหม่อาจเปลี่ยนแปลง ซึ่งเป็นสาเหตุของการก่อตัวของประเภทของฟังก์ชันประสิทธิภาพ เมื่อจำนวนวัตถุทดสอบที่มีความละเอียดอ่อนเพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอด้วยปริมาณที่เพิ่มขึ้น ฟังก์ชันประสิทธิภาพเชิงเส้นจึงเกิดขึ้น มิฉะนั้น ประเภทของฟังก์ชันประสิทธิภาพอาจแตกต่างกันมาก รวมถึงการลดลงเมื่อเพิ่มขนาดยา ซึ่งขัดแย้งกัน

ในพิษวิทยาสมัยใหม่ ปัญหาในการประเมินปรากฏการณ์ของความเป็นพิษที่ขัดแย้งกันคือจนถึงปัจจุบันยังไม่มีการพัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่เพียงพอบนพื้นฐานที่สามารถวางแผนการทดลองและประมวลผลข้อมูลที่ได้รับ เพื่อพิสูจน์ว่ามีหรือไม่มีสิ่งที่ขัดแย้งกัน ผลกระทบ วิธีการดั้งเดิมสำหรับการสร้างฟังก์ชันประสิทธิภาพและการกำหนดประเภทของขนาดยาที่มีประสิทธิผลนั้นไม่เหมาะสม หากฟังก์ชันประสิทธิภาพแตกต่างจากฟังก์ชันการกระจายแบบปกติ

ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยากับอัตราการตายเนื่องจากความตายหลังจากการกระทำของสารพิษเป็นปฏิกิริยาทางเลือกที่ดำเนินการตามหลักการ "ทั้งหมดหรือไม่มีเลย" ผลกระทบนี้จึงถือว่าสะดวกที่สุดในการพิจารณาความเป็นพิษของสาร จึงใช้เพื่อกำหนดมูลค่า หมายถึงปริมาณอันตรายถึงตาย (แอลดี 5 0 (แอลดี 50- ปริมาณที่ทำให้ถึงตายโดยเฉลี่ย (หรือความเข้มข้นแอลซี 50) - ปริมาณพิษที่ทำให้สัตว์ทดลองกลุ่มมาตรฐานเสียชีวิต 50% ในช่วงติดตามผลระยะหนึ่ง

การตรวจหาความเป็นพิษเฉียบพลันโดยตัวบ่งชี้ "การตาย" ดำเนินการโดยวิธีการสร้างกลุ่มย่อย สารพิษได้รับการบริหารด้วยวิธีใดวิธีหนึ่งที่เป็นไปได้ (ตัวอย่างเช่น สำหรับหนู หนูเมาส์ - ทางปาก หรือทางหลอดเลือด) ภายใต้สภาวะที่ได้รับการควบคุม

ต้องคำนึงว่าวิธีการบริหารสารมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อขนาดของความเป็นพิษ (ตารางที่ 3)

ตารางที่ 3

อิทธิพลของวิถีการบริหารต่อความเป็นพิษของซารินและอะโทรปีน
สำหรับสัตว์ทดลอง (อ้างอิงจาก: S.A. Kutsenko, 2002)

มีการใช้สัตว์เพศเดียวกัน อายุ น้ำหนัก อาหารเฉพาะ ภายใต้สภาพโรงเรือน อุณหภูมิ ความชื้น ฯลฯ ที่จำเป็น มีการศึกษาซ้ำกับสัตว์ทดลองหลายประเภท หลังจากการบริหารสารประกอบเคมีทดสอบแล้ว ให้สังเกตเพื่อกำหนดจำนวนสัตว์ที่ตายแล้ว โดยปกติจะใช้เวลามากกว่า 14 วัน

เส้นกราฟอัตราการตายของรังสีมักจะมีรูปร่างคล้ายกันกับกราฟการกระจายความถี่สะสมสำหรับความสัมพันธ์ระหว่างการตอบสนองต่อขนาดยาอื่นๆ เพื่อวัตถุประสงค์ในการเปรียบเทียบข้อมูลที่ได้รับและการประมวลผลทางสถิติ เส้นโค้งจะถูกแปลงเป็นรูปแบบของการพึ่งพาเชิงเส้น

ความเป็นพิษในแง่ของ "ความตาย" มักเกิดขึ้นจากการตายของสัตว์ในกลุ่มในระดับหนึ่ง โดยส่วนใหญ่ อัตราการตายของสัตว์ 50% ถูกใช้เป็นระดับควบคุม เนื่องจากสิ่งนี้สอดคล้องกับค่ามัธยฐานของกราฟการกระจายขนาดยา ซึ่งการตอบสนองเชิงบวกส่วนใหญ่จะมีความเข้มข้นแบบสมมาตร

แนวคิดในการกำหนด LD 50 ของสารได้รับการกำหนดขึ้นครั้งแรกโดย Trevan ในปี 1927 นับจากนี้เป็นต้นไป การก่อตัวของพิษวิทยาเริ่มต้นขึ้นในฐานะวิทยาศาสตร์ที่แท้จริง โดยดำเนินการกับคุณลักษณะเชิงปริมาณของคุณสมบัติที่กำลังศึกษา (ค่าความเป็นพิษ) เนื่องจากต้องกำหนดระดับการตายอื่นๆ สามารถเลือกค่า LD 5 และ LD 95 ได้ ซึ่งตามกฎหมายสถิติมีค่าใกล้เคียงกันตามลำดับถึงเกณฑ์และค่าสูงสุดของผลกระทบที่เป็นพิษ และเป็นขอบเขตของ ช่วงระยะเวลาการให้ยาซึ่งส่วนใหญ่แล้วจะตระหนักถึงผลกระทบ

ดังที่ระบุไว้แล้ว คุณลักษณะที่สำคัญของเส้นโค้งการตอบสนองต่อขนาดยาคือความชัน ดังนั้น หากสารสองชนิดมีค่า LD 50 ที่ไม่สามารถแยกความแตกต่างได้ทางสถิติและความชันของกราฟความเป็นพิษต่อขนาดยาที่เท่ากัน (เช่น ค่า LD 16 และ LD 84 ที่ไม่สามารถแยกความแตกต่างทางสถิติได้ ตามลำดับ) สารทั้งสองจะมีความเป็นพิษเท่ากันในแง่ของอัตราการเสียชีวิตในช่วงกว้าง ของขนาดยา (สาร A และ B ในรูปที่ 3) อย่างไรก็ตาม สารที่มีค่า LD50 ใกล้เคียงกัน แต่มีความชันของกราฟความเป็นพิษต่างกัน จะมีคุณสมบัติเป็นพิษแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ (สาร C ในรูปที่ 3)

ข้าว.. ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณและผลกระทบของสารพิษที่มีค่าใกล้เคียงกัน
ค่า LD 50 แต่มีความชันต่างกัน

นอกเหนือจากปริมาณที่อันตรายถึงชีวิตแล้ว ความเป็นพิษต่อระบบนิเวศยังแยกแยะปริมาณตามเกณฑ์ด้วย:

อาร์เอสเสื้อ 10 – สำหรับพิษจากการสูดดม;

PD 10 (PD 10) – สำหรับการสัมผัสประเภทอื่นๆ

โดยที่ดัชนีบ่งชี้ถึงการปรากฏตัวของสัญญาณพิษ

A-ไพรเออรี่ เกณฑ์ผลที่เป็นอันตราย –ความเข้มข้นขั้นต่ำ (ปริมาณ) ของสารในวัตถุ สิ่งแวดล้อมภายใต้อิทธิพลของการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในร่างกาย (ภายใต้เงื่อนไขเฉพาะของการบริโภคสารและกลุ่มสถิติมาตรฐานของสัตว์) ซึ่งเกินขอบเขตของปฏิกิริยาการปรับตัวทางสรีรวิทยาหรือพยาธิวิทยาที่ซ่อนอยู่ (ชดเชยชั่วคราว) เกณฑ์การดำเนินการเดี่ยวระบุด้วยสัญลักษณ์ Lim(ac) เกณฑ์การดำเนินการเรื้อรังระบุด้วยสัญลักษณ์ Lim(ch)

เมื่อประเมินความเป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อม จำเป็นต้องคำนึงว่าแม้ว่าสารเกือบทั้งหมดสามารถทำให้เกิดพิษเฉียบพลันได้ แต่ความเป็นพิษเรื้อรังไม่สามารถตรวจพบได้ในสารประกอบทุกชนิด ค่าทางอ้อมที่ระบุถึงระดับความเป็นอันตรายของสารระหว่างการออกฤทธิ์เรื้อรังคืออัตราส่วนของความเข้มข้นที่ทำให้เกิดผลกระทบเฉียบพลันและเรื้อรัง หากอัตราส่วนนี้น้อยกว่า 10 ถือว่าสารมีความเสี่ยงต่ำต่อการสัมผัสเรื้อรัง

เมื่อประเมินความเป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อมเรื้อรังของสาร จะต้องคำนึงถึงสถานการณ์ต่อไปนี้:

1. การหาค่าสัมประสิทธิ์อันตรายเป็นเพียงขั้นตอนแรกในการพิจารณาศักยภาพของความเป็นพิษต่อนิเวศของสาร ในสภาวะของห้องปฏิบัติการ ความเข้มข้นเกณฑ์ของผลกระทบเรื้อรังของสารพิษถูกกำหนดโดยการประเมินอัตราการตาย การเจริญเติบโต และความสามารถในการสืบพันธุ์ของกลุ่ม การศึกษาผลที่ตามมาอื่นๆ ของการได้รับสารอย่างเรื้อรังบางครั้งอาจนำไปสู่ลักษณะเชิงตัวเลขที่แตกต่างกัน

2. มีการศึกษาความเป็นพิษในสัตว์ที่เหมาะสมกับสภาพห้องปฏิบัติการ ผลลัพธ์ที่ได้รับไม่สามารถถือเป็นผลสัมบูรณ์ได้ สารพิษอาจก่อให้เกิดผลเรื้อรังในบางสปีชีส์แต่ไม่มีในสปีชีส์อื่นๆ

3. ปฏิกิริยาระหว่างสารพิษกับองค์ประกอบทางชีวภาพและสิ่งมีชีวิตในสิ่งแวดล้อมอาจส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความเป็นพิษในสภาวะทางธรรมชาติ

ลักษณะประชากรของความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและผลกระทบของขนาดยา (อ้างอิงจาก: V.S. Bezel et al., 1994)พิษวิทยาสิ่งแวดล้อมดำเนินการโดยมีตัวบ่งชี้ระดับเหนืออินทรีย์บังคับ

จะต้องมีจำนวนบุคคลที่สำคัญในประชากร ซึ่งต่ำกว่านั้นการดำรงอยู่ในสภาพธรรมชาติเป็นไปไม่ได้ สถานการณ์วิกฤตินี้สอดคล้องกับเปอร์เซ็นต์ของ "บุคคลที่ได้รับผลกระทบ"

ปัญหาในการประมาณช่วงของปริมาณที่มีประสิทธิผลสำหรับระบบชีวภาพในระดับต่างๆ นั้นซับซ้อนและเชื่อมโยงกับแนวคิดเรื่องบรรทัดฐานอย่างแยกไม่ออก

ทฤษฎีบรรทัดฐานที่ใช้กับระบบทางชีววิทยาในปัจจุบันยังได้รับการพัฒนาไม่เพียงพอ

ในกระบวนการพัฒนาเชิงวิวัฒนาการ สิ่งมีชีวิตของพืชและสัตว์ได้รับความสามารถในการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของปัจจัยทางธรรมชาติและภูมิอากาศอย่างเพียงพอ ระบบชีวภาพระดับต่างๆ ไม่ได้เตรียมพร้อมเชิงวิวัฒนาการสำหรับผลกระทบของปัจจัยทางมานุษยวิทยา รวมถึงมลพิษทางเทคโนโลยี ปฏิกิริยาของพวกเขาต่อกระบวนการทางเทคโนโลยีนั้นไม่เฉพาะเจาะจงภายในกรอบของกลไกการชดเชยคงที่แบบดั้งเดิมที่มีวิวัฒนาการ เฉพาะในกรณีนี้เท่านั้นที่สามารถเกินความสามารถในการปรับตัวได้และพารามิเตอร์ที่กำหนดลักษณะการทำงานของระบบทางชีววิทยาสามารถเกินขีดจำกัดที่อนุญาตได้

ตัวบ่งชี้ที่เป็นลักษณะเฉพาะที่สุดของบรรทัดฐานของระบบชีวภาพคือความสามารถในการเปลี่ยนพารามิเตอร์การทำงานในการเปลี่ยนแปลงเงื่อนไขการดำรงอยู่เพื่อรักษาระบบไว้ในสภาวะที่เหมาะสมที่สุด กล่าวอีกนัยหนึ่งบรรทัดฐานของทั้งหมดคือบรรทัดฐานของการโต้ตอบของส่วนต่าง ๆ ในกระบวนการปรับระบบให้เข้ากับเงื่อนไขการดำรงอยู่

ประชากรในฐานะระบบของบุคคลที่เชื่อมโยงถึงกัน เนื่องมาจากความหลากหลายตั้งแต่เริ่มต้นของกลุ่มหน้าที่ทางนิเวศน์แต่ละกลุ่ม มีลักษณะเฉพาะคือความหลากหลายของการตอบสนองต่ออิทธิพลภายนอกใดๆ มีการสำรองความแปรปรวนเฉพาะเจาะจงคงที่ทางพันธุกรรมซึ่งในอีกด้านหนึ่งปรากฏอยู่ในกลุ่มประชากรย่อยที่หลากหลายเพื่อตอบสนองต่อมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมทางเทคโนโลยีและในทางกลับกันเกิดจากการมีอยู่ของประชากรที่เฉพาะเจาะจง กลไกในการชดเชยการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างและหน้าที่ที่ไม่เอื้ออำนวยของประชากรที่เกิดจากมลภาวะ พื้นที่สงวนนี้เป็นองค์ประกอบที่จำเป็นในการตอบสนองตามปกติของประชากรต่อมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมทางเทคโนโลยี

จากสิ่งที่กล่าวข้างต้น ลักษณะประชากรของความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและผลกระทบของยาควรคำนึงถึงสถานการณ์ต่อไปนี้

1. การประเมินเชิงปริมาณของ "ขนาดยา" เกี่ยวข้องกับการวัดผลกระทบที่เป็นพิษ ซึ่งสะท้อนไม่เพียงแต่ระดับเฉลี่ยของสารพิษในวัตถุด้านสิ่งแวดล้อมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความจำเพาะของประชากรในฐานะวัตถุที่ต่างกัน ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่ประสบกับผลกระทบที่เป็นพิษ ที่มีความเข้มข้นต่างกัน ตัวอย่างเช่น นี่อาจเป็นปริมาณทั้งหมดหรือการไหลของสารพิษ โดยแบ่งออกเป็นองค์ประกอบแต่ละส่วนตามโครงสร้างประชากร

2. ในทำนองเดียวกัน การประเมินผลกระทบควรรวมถึงตัวบ่งชี้ที่สำคัญบางประการของสถานะของประชากร ซึ่งควบคุมความมั่นคงของโครงสร้างและหน้าที่โดยตรง เช่น ตัวบ่งชี้ภาวะเจริญพันธุ์หรือติดผล การอยู่รอด ผลผลิต พื้นที่ครอบครองหรือตัวเลข เป็นต้น

3. เมื่อประเมินผลกระทบของระดับเหนือสิ่งมีชีวิต จำเป็นต้องดำเนินการจากอาการเบื้องต้นของความเป็นพิษในระดับโมเลกุล เนื้อเยื่อ เซลล์ และสิ่งมีชีวิต

4. บทบาทของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมในการดำเนินการตามผลกระทบระดับประชากรมีมากกว่าระบบอื่นๆ ตัวอย่างเช่น อิทธิพลของ pH สิ่งแวดล้อมต่อผลกระทบของมลพิษต่อชุมชนของสิ่งมีชีวิตในน้ำ

การวิเคราะห์ข้อเท็จจริงจำนวนมากทำให้มั่นใจได้ว่าอาการที่สังเกตได้ของความเป็นพิษเมื่อสัมผัสกับมลพิษทางเทคโนโลยีเกือบทั้งหมดมีความสัมพันธ์อย่างชัดเจนกับการสะสมของสารเหล่านี้ในส่วนประกอบแต่ละส่วนของสิ่งมีชีวิต

ดังนั้นสารเทคโนโลยีที่ก่อให้เกิดมลพิษต่อระบบนิเวศทางธรรมชาติจึงรวมอยู่ในวัฏจักรทางชีววิทยาเนื่องจากกิจกรรมที่สำคัญของประชากรพืชและสัตว์ ในเวลาเดียวกัน ประชากรซึ่งเป็นระบบของกลุ่มบุคคลที่ต่างกันที่เชื่อมต่อถึงกัน ปรับเปลี่ยนการไหลเหล่านี้ตามความจำเพาะทางนิเวศวิทยาและการทำงาน ดังนั้นจึงกำหนดความหลากหลายของระดับสารพิษที่สะสมและการตอบสนองต่อการสัมผัส

ตัวอย่างเช่น เราจับสัตว์ทุกชนิดในพื้นที่ที่มีการปนเปื้อน ระดับมลพิษในสัตว์เหล่านี้อาจแตกต่างกันอย่างมาก ความแตกต่างดังกล่าวเกิดจากสาเหตุหลายประการ

ประการแรก สิ่งเหล่านี้อาจมีความแตกต่างในความเข้มข้นของกระบวนการเมตาบอลิซึมในบุคคลแต่ละบุคคล หรืออยู่ในกลุ่มทางนิเวศวิทยาและการทำงานที่แตกต่างกันในประชากร (บุคคลที่เป็นผู้ใหญ่และยังไม่บรรลุนิติภาวะ เด็กที่อายุต่ำกว่าเกณฑ์ และคนที่อยู่เกินฤดูหนาว เป็นต้น) เป็นไปได้ว่าตัวอย่างอาจมีสัตว์ที่อพยพมาจากพื้นที่ที่มีการปนเปื้อนน้อยกว่า

ไม่ว่าในกรณีใด สัตว์ส่วนใหญ่ที่มีระดับมลพิษโดยเฉลี่ยจะมีบุคคลที่มีระดับสารพิษสูงสุดและต่ำสุดอยู่ในตัวอย่างเสมอ

ตามธรรมชาติแล้วการวัดผลกระทบที่เป็นพิษซึ่งเป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นปริมาณนั้นไม่สามารถระบุได้ด้วยค่าเฉลี่ยที่แน่นอนของเนื้อหาขององค์ประกอบที่เป็นพิษในสิ่งมีชีวิต มาตรการดังกล่าวควรสะท้อนถึงความแปรปรวนของกระบวนการเผาผลาญของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด ซึ่งนำไปสู่ความแปรปรวนในระดับของสารพิษที่พวกมันสะสมในกลุ่มที่เป็นเนื้อเดียวกัน และยังคำนึงถึงคุณภาพที่แตกต่างกันของกลุ่มประชากรย่อยแต่ละกลุ่มในตัวบ่งชี้นี้ด้วย

การกระจายของระดับขององค์ประกอบที่เป็นพิษในสัตว์ในกลุ่มตัวอย่างสามารถแสดงได้ทางคณิตศาสตร์ตามกฎการกระจายทางสถิติข้อใดข้อหนึ่ง

ฟังก์ชั่นเชิงบูรณาการบางอย่างควรได้รับการพิจารณาว่าเป็นการวัดผลกระทบทางพิษในประชากร ƒ( เอ็กซ์)อธิบายการกระจายทางสถิติของเนื้อหาขององค์ประกอบที่เป็นพิษในสิ่งมีชีวิตที่ประกอบเป็นประชากรหรือตัวอย่างประชากรบางกลุ่ม (สเปกตรัมความเข้มข้น) ที่นี่x– เนื้อหาของสารในสภาพแวดล้อมภายในร่างกาย (เช่น ความเข้มข้นของโลหะหนักในเลือด) ตัวบ่งชี้ที่ป้อนคือลักษณะประชากร ในอีกด้านหนึ่งมันสะท้อนให้เห็นถึงความจำเพาะของการสะสมของสารพิษในระดับสิ่งมีชีวิตการพึ่งพาความแปรปรวนทางพันธุกรรมและการทำงานของกระบวนการเผาผลาญและความต้องการพลังงานของสิ่งมีชีวิตที่อยู่ในกลุ่มประชากรที่เป็นเนื้อเดียวกัน ในทางกลับกัน ตัวบ่งชี้นี้ไม่ใช่ผลรวมของระดับมลพิษง่ายๆ

การเปลี่ยนแปลงสภาพการดำรงอยู่ของประชากรตามธรรมชาติ รวมถึงอิทธิพลของมลพิษทางเทคโนโลยี ส่งผลโดยตรงต่อความอุดมสมบูรณ์หรือจำนวนของกลุ่มระบบนิเวศและการทำงานแต่ละกลุ่ม (ตามฤดูกาล อวกาศ เพศ อายุ ฯลฯ) สิ่งนี้จะกำหนดการมีส่วนร่วมของกลุ่มประชากรภายในแต่ละกลุ่มต่อการกระจายของระดับองค์ประกอบที่เป็นพิษโดยรวมในประชากร และช่วยให้การพิจารณาการกระจายดังกล่าวเป็นการวัดการสัมผัสสารพิษ

การกระจายความเข้มข้นของสารพิษทางสถิติในเนื้อเยื่อหรือสิ่งมีชีวิตโดยรวมนั้นไม่สมมาตร (ไม่สามารถอธิบายได้ตามกฎการกระจายแบบปกติ) ในพิษวิทยาสิ่งแวดล้อม เพื่อเป็นข้อโต้แย้งเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและผลกระทบ เราควรพิจารณาสเปกตรัมของความเข้มข้นของสารพิษในตัวอย่างประชากร ซึ่งอธิบายโดยกฎหมายการกระจายแบบล็อกนอร์มอล

การเปลี่ยนไปใช้รูปแบบประชากรของความสัมพันธ์ "ผลกระทบของปริมาณ" เกี่ยวข้องกับการพิจารณาฟังก์ชัน "การกระจายของเนื้อหาขององค์ประกอบที่เป็นพิษในสิ่งมีชีวิตที่ประกอบเป็นประชากร" - สัดส่วนของบุคคลที่ "ได้รับผลกระทบ" ในนั้น

ความยากลำบากในการเปลี่ยนไปใช้การวิเคราะห์การพึ่งพาปริมาณของระบบนิเวศที่ระดับสิ่งมีชีวิตเหนือธรรมชาตินั้นสัมพันธ์กับความเป็นไปไม่ได้ในทางปฏิบัติของการทดลองแบบแอคทีฟที่มีปริมาณปริมาณใน biogeocenoses ธรรมชาติ ปัญหาอีกประการหนึ่งเกี่ยวข้องกับความไม่แน่นอนของปริมาณสารพิษในสถานการณ์จริง ตามกฎแล้วการปล่อยมลพิษจากแหล่งกำเนิดมลพิษที่แท้จริงนั้นมีหลายองค์ประกอบ และไม่สามารถแยกสารพิษหลักหนึ่งหรือสองตัวออกมาได้เสมอไป ในที่สุด ความยากลำบากประการที่สามในการวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณและผลกระทบในระดับระบบนิเวศนั้นสัมพันธ์กับความแปรปรวนของพารามิเตอร์ Spatiotemporal ที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเปรียบเทียบกับระดับอื่น ๆ ขององค์กร โดยพิจารณาจากโมเสกตามธรรมชาติของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม และโดยความแตกต่างเชิงพื้นที่ของการกระจายของปริมาณสารพิษที่เป็นพิษ

เส้นโค้งการตอบสนองต่อปริมาณ

เส้นโค้งการตอบสนองต่อปริมาณของลิแกนด์ที่มีกิจกรรมต่างกันที่สร้างขึ้นตามสมการฮิลล์ ตัวเอกแบบเต็มและบางส่วนมีค่าสัมประสิทธิ์ ED50, Emax และ Hill ที่แตกต่างกัน (กำหนดความชันของเส้นโค้ง)

เส้นโค้งการตอบสนองต่อปริมาณ(หรือผลกระทบจากความเข้มข้น) อธิบายการเปลี่ยนแปลงในอิทธิพลของลิแกนด์บางชนิดต่อวัตถุทางชีววิทยา ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของลิแกนด์นี้ เส้นโค้งดังกล่าวสามารถสร้างขึ้นสำหรับแต่ละเซลล์หรือสิ่งมีชีวิต (เมื่อปริมาณหรือความเข้มข้นเล็กน้อยทำให้เกิดผลที่อ่อนแอและขนาดใหญ่ - เซลล์ที่แข็งแกร่ง: เส้นโค้งที่สำเร็จการศึกษา) หรือประชากร (ในกรณีนี้จะคำนวณเป็นเปอร์เซ็นต์ของบุคคล ความเข้มข้นหรือปริมาณของลิแกนด์ทำให้เกิดผล: เส้นโค้งกล้ามเนื้อ )

การศึกษาความสัมพันธ์ของการตอบสนองต่อขนาดยาและการสร้างแบบจำลองที่เหมาะสมเป็นองค์ประกอบพื้นฐานในการกำหนดช่วงของขนาดยาที่ใช้ในการรักษาและปลอดภัย และ/หรือความเข้มข้นของยาหรือสารเคมีอื่นๆ ที่บุคคลหรือหน่วยงานทางชีววิทยาอื่นๆ พบ

พารามิเตอร์หลักที่กำหนดเมื่อสร้างแบบจำลองคือผลกระทบสูงสุดที่เป็นไปได้ (E สูงสุด) และปริมาณ (ความเข้มข้น) ที่ทำให้เกิดผลกระทบเพียงครึ่งเดียว (ED 50 และ EC 50 ตามลำดับ)

เมื่อทำการวิจัยประเภทนี้ จะต้องคำนึงว่ารูปแบบของความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและผลกระทบของยามักจะขึ้นอยู่กับเวลาที่วัตถุทางชีวภาพสัมผัสกับการกระทำของสารทดสอบ (การสูดดม การกลืนอาหาร การสัมผัสกับ ผิวหนัง ฯลฯ) ดังนั้น การประเมินผลกระทบเชิงปริมาณในกรณีที่ระยะเวลาการสัมผัสที่แตกต่างกันและเส้นทางการเข้าสู่ลิแกนด์เข้าสู่ร่างกายต่างกันส่วนใหญ่มักจะนำไปสู่ผลลัพธ์ที่แตกต่างกัน ดังนั้นในการศึกษาทดลอง พารามิเตอร์เหล่านี้จึงควรรวมเป็นหนึ่งเดียว

คุณสมบัติของเส้นโค้ง

เส้นโค้งการตอบสนองต่อปริมาณรังสีเป็นกราฟสองมิติที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างการตอบสนองของวัตถุทางชีวภาพกับขนาดของปัจจัยความเครียด (ความเข้มข้นของสารพิษหรือสารมลพิษ อุณหภูมิ ความเข้มของรังสี ฯลฯ) โดยการ "ตอบสนอง" ผู้วิจัยอาจหมายถึงกระบวนการทางสรีรวิทยาหรือชีวเคมี หรือแม้แต่อัตราการเสียชีวิต ดังนั้นหน่วยการวัดอาจเป็นจำนวนบุคคล (ในกรณีเสียชีวิต) จัดหมวดหมู่คำอธิบาย (เช่น ขอบเขตของความเสียหาย) หรือหน่วยทางกายภาพหรือเคมี (ค่าความดันโลหิต กิจกรรมของเอนไซม์) โดยทั่วไป การทดลองทางคลินิกจะตรวจสอบผลกระทบหลายประการในระดับองค์กรที่แตกต่างกันของวัตถุวิจัย (เซลล์ เนื้อเยื่อ สิ่งมีชีวิต ประชากร)

เมื่อสร้างเส้นโค้ง ปริมาณของสารทดสอบหรือความเข้มข้นของสารนั้น (โดยปกติจะเป็นมิลลิกรัมหรือกรัมต่อกิโลกรัมของน้ำหนักตัว หรือเป็นมิลลิกรัมต่อลูกบาศก์เมตรของอากาศเมื่อบริหารโดยการสูดดม) มักจะถูกพล็อตบนแกน x และ ขนาดของผลกระทบจะอยู่ที่แกน y ในบางกรณี (โดยปกติแล้วจะมีช่วงปริมาณรังสีสูงระหว่างเอฟเฟกต์ขั้นต่ำที่สามารถบันทึกได้กับเอฟเฟกต์สูงสุดที่เป็นไปได้) จะใช้สเกลลอการิทึมบนแกนพิกัด (ตัวเลือกการก่อสร้างนี้เรียกอีกอย่างว่า "พิกัดกึ่งลอการิทึม") ส่วนใหญ่แล้ว เส้นโค้งการตอบสนองต่อปริมาณรังสีจะมีรูปร่างซิกมอยด์ และอธิบายได้ด้วยสมการฮิลล์ ซึ่งจะเห็นได้ชัดเจนเป็นพิเศษในพิกัดกึ่งลอการิทึม

การวิเคราะห์เส้นโค้งทางสถิติมักจะดำเนินการโดยวิธีการถดถอยทางสถิติ เช่น การวิเคราะห์ probit การวิเคราะห์ logit หรือวิธี Spearman-Kerber ในเวลาเดียวกัน แบบจำลองที่ใช้การประมาณแบบไม่เชิงเส้นมักนิยมใช้มากกว่าแบบจำลองเชิงเส้นหรือเชิงเส้น แม้ว่าการพึ่งพาเชิงประจักษ์จะดูเป็นเส้นตรงตลอดช่วงเวลาที่ศึกษาก็ตาม: สิ่งนี้ทำบนพื้นฐานข้อเท็จจริงที่ว่าในความสัมพันธ์ส่วนใหญ่ของการตอบสนองต่อขนาดยา กลไกการพัฒนาของผลกระทบนั้นไม่เป็นเชิงเส้น แต่ข้อมูลการทดลองการกระจายตัวอาจปรากฏเป็นเส้นตรงภายใต้สถานการณ์เฉพาะบางประการและ/หรือช่วงขนาดยาที่แน่นอน

นอกจากนี้ เทคนิคที่ใช้กันทั่วไปในการวิเคราะห์กราฟปริมาณรังสี-ผลกระทบของกราฟคือการประมาณโดยสมการฮิลล์เพื่อกำหนดระดับความร่วมมือของเอฟเฟกต์

หมายเหตุ

มูลนิธิวิกิมีเดีย 2010.

ดูว่า "Dose-Effect Curve" ในพจนานุกรมอื่นๆ คืออะไร:

เส้นโค้งการตอบสนองต่อปริมาณ- * “dose effect” ครอบคลุม * กราฟกราฟกราฟ dose effect effect แสดงความสัมพันธ์เมื่อสัมผัสกับรังสีระหว่างผลกระทบทางชีวภาพกับปริมาณรังสี...

เส้นโค้งการตอบสนองต่อปริมาณ- * “dose adcas” ครอบคลุมถึง * กราฟการตอบสนองของปริมาณรังสีในชีววิทยารังสี กราฟกราฟิกที่สะท้อนการพึ่งพาเชิงเส้นของลอการิทึมของอัตราการรอดชีพของปริมาณรังสี (ดูกราฟ “ผลกระทบของปริมาณรังสี” ทฤษฎีเป้าหมาย กราฟหลายเหตุการณ์) ... พันธุศาสตร์ พจนานุกรมสารานุกรม

รูปที่ 1 โครงสร้างโมเลกุลของตัวรับ AMPA ที่ฝังอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์และการจับกันของลิแกนด์ตัวรับ AMPA กับมัน (α amino 3 hydroxy 5 methyl 4 isoxazolepropionic acid receptor, AMPAR ... Wikipedia

เส้นโค้ง "เอฟเฟกต์ความเข้มข้น" ซิกมอยด์ทั่วไป ความเข้มข้นของลิแกนด์จะถูกพล็อตบนแกนนอน อัตราส่วนของเอฟเฟกต์ที่บันทึกไว้ต่อค่าสูงสุดที่เป็นไปได้จะถูกพล็อตบนแกนแนวตั้ง ค่า EC50 เกิดขึ้นพร้อมกับจุดเปลี่ยนเว้าของเส้นโค้ง EC50... ... วิกิพีเดีย

ดูเพิ่มเติม: พิษจากแอลกอฮอล์ คำขอ "พิษจากแอลกอฮอล์" ถูกเปลี่ยนเส้นทางที่นี่ จำเป็นต้องมีบทความแยกต่างหากในหัวข้อนี้ เอทานอลเป็นสารที่รวมคุณสมบัติของสารเมตาบอไลต์ตามธรรมชาติของร่างกายมนุษย์ (ในปริมาณความเข้มข้นน้อย) ... ... Wikipedia

การถ่ายรูป- (การส่องไฟ จากกรีกฟอส การดูแลด้วยแสงและการบำบัดด้วยภาพถ่าย การรักษา) Modern S. มีพื้นฐานมาจากความคุ้นเคยกับสิ่งที่เรียกว่า เคมี การกระทำของแสง ประการแรก ศึกษาผลของตะแกรงต่อแบคทีเรีย ในปี พ.ศ. 2420 ดาวนส์และเบลนท์ (ดาวนส์,... ...

ท้อง- ท้อง. (gaster, ventriculus) ส่วนที่ขยายของลำไส้ซึ่งมีต่อมพิเศษมีความสำคัญต่ออวัยวะย่อยอาหารที่สำคัญเป็นพิเศษ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังหลายชนิด “กระเพาะ” ที่แตกต่างกันอย่างชัดเจน โดยเฉพาะสัตว์ขาปล้อง และ... ... สารานุกรมการแพทย์ที่ยิ่งใหญ่

มาลาเรีย- มาลาเรียจากมาลาเรียของอิตาลี อากาศเสีย เป็นระยะ ๆ เป็นระยะ ๆ ไข้หนองน้ำ (มาลาเรีย ไข้เป็นระยะ ๆ ปาลูดิสม์ฝรั่งเศส) ภายใต้ชื่อนี้กลุ่มผู้ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดจะรวมกันเป็นหนึ่งเดียว... ... สารานุกรมการแพทย์ที่ยิ่งใหญ่

โรคไขข้อเฉียบพลัน- โรคไขข้ออักเสบเฉียบพลัน สารบัญ: การกระจายทางภูมิศาสตร์และสถิติ 460 สาเหตุและการเกิดโรค......... 470 พยาธิวิทยากายวิภาคศาสตร์............. 478 อาการและระยะ......... ...... . 484 การพยากรณ์โรค................. 515 การวินิจฉัย ... สารานุกรมการแพทย์ที่ยิ่งใหญ่

Cisordinol Zuclopenthixol เป็นยารักษาโรคจิต (antipsychotic) ซึ่งเป็นอนุพันธ์ของ thioxanthene เนื้อหา...วิกิพีเดีย

ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและผลกระทบของสามารถตรวจสอบได้ในทุกระดับของการจัดระเบียบของสิ่งมีชีวิต ตั้งแต่ระดับโมเลกุลไปจนถึงประชากร ในกรณีนี้ ในกรณีส่วนใหญ่อย่างล้นหลาม รูปแบบทั่วไปจะถูกบันทึก: เมื่อปริมาณเพิ่มขึ้น ระดับของความเสียหายต่อระบบจะเพิ่มขึ้น องค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบจำนวนมากขึ้นมีส่วนร่วมในกระบวนการนี้

สารเกือบทุกชนิดภายใต้เงื่อนไขบางประการอาจเป็นอันตรายต่อร่างกายทั้งนี้ขึ้นอยู่กับปริมาณที่มีประสิทธิผล นี่เป็นเรื่องจริงสำหรับสารพิษที่ออกฤทธิ์ทั้งในท้องถิ่น (ตารางที่ 8.1) และหลังจากการสลายออกสู่สภาพแวดล้อมภายใน (ตารางที่ 8.2)

ตารางที่ 8.1

ความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นของฟอร์มาลดีไฮด์ในอากาศที่สูดดมกับความรุนแรงของกระบวนการเป็นพิษ ((P.M. Misiak, J.N. Miceli, 1986))

ตารางที่ 8.2

ความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นของเอธานอลในเลือดกับความรุนแรงของกระบวนการเป็นพิษ ((T.G. Tong, D. Pharm, 1982))

การแสดงความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและผลกระทบได้รับอิทธิพลอย่างมีนัยสำคัญจากความแปรปรวนภายในและระหว่างความจำเพาะของสิ่งมีชีวิต แท้จริงแล้ว บุคคลที่อยู่ในสายพันธุ์เดียวกันมีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญในลักษณะทางชีวเคมี สรีรวิทยา และสัณฐานวิทยา ความแตกต่างเหล่านี้ส่วนใหญ่เกิดจากลักษณะทางพันธุกรรม เนื่องจากลักษณะทางพันธุกรรมที่เหมือนกัน ความแตกต่างระหว่างสายพันธุ์จึงเด่นชัดยิ่งขึ้น ในเรื่องนี้ปริมาณของสารเฉพาะที่ทำให้เกิดความเสียหายต่อสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันและโดยเฉพาะสายพันธุ์ต่าง ๆ บางครั้งก็แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญมาก ดังนั้น ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและผลกระทบของมันจึงสะท้อนถึงคุณสมบัติของสารพิษไม่เพียงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสิ่งมีชีวิตที่มันออกฤทธิ์ด้วย ในทางปฏิบัติ หมายความว่าการประเมินความเป็นพิษเชิงปริมาณโดยอิงจากการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและผลกระทบของยา ควรดำเนินการในการทดลองกับวัตถุทางชีววิทยาต่างๆ และจำเป็นต้องใช้วิธีทางสถิติในการประมวลผลข้อมูลที่ได้รับ

เส้นกราฟปริมาณรังสี-ผลกระทบ (อย่างแม่นยำมากขึ้น การขึ้นอยู่กับผลกระทบทางชีวภาพกับระดับการสัมผัส) เป็นเส้นกราฟแยกกันอย่างเคร่งครัดสำหรับคู่ของสาร-วัตถุทางชีวภาพแต่ละคู่ (ดูรูปที่ 8.2)

ข้าว. 8.2. เส้นโค้งผลกระทบของปริมาณรังสีโดยทั่วไปสำหรับสาร a, b, c (อ้างอิงจาก A. A. Golubev และคณะ)

ในรูป มีการนำเสนอเส้นโค้งประเภททั่วไปดังกล่าว ในส่วนใหญ่

ในบางกรณีจะเป็นเส้นโค้งรูปตัว S และในบางกรณีจะแสดงเป็นไฮเปอร์โบลา เอ็กซ์โปเนนเชียล หรือพาราโบลา

เส้นโค้งเหล่านี้สะท้อนถึงลักษณะที่ซับซ้อนของอันตรกิริยาของสารที่เป็นอันตรายกับวัตถุ คุณลักษณะเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณของอันตรกิริยาดังกล่าวในแต่ละกรณี เส้นโค้งการตอบสนองต่อปริมาณรังสีมีหลายส่วน โดยการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในความเข้มข้น (ขนาดยา) ของสารทำให้เกิดผลกระทบจากการได้รับสัมผัสเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ หรือทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยเท่านั้น

จากรูป จะเห็นได้ว่าหากจัดเรียงสาร a, b, c ตามลำดับการเพิ่มผลของอิทธิพลของสารเหล่านั้น ดังนั้นในโซนต่างๆ ของเส้นโค้ง "ผลกระทบของปริมาณ" ลำดับนี้จะแตกต่างออกไป ดังนั้น ในโซน I - a > b > c ในโซน II - b > a > c ในโซน III - b > c > a และในโซน IV - c > b > a ดังนั้นจึงเป็นที่ชัดเจนว่าหากประเมินความเป็นพิษของสารด้วยขนาดที่ทำให้สัตว์เสียชีวิตเป็นเปอร์เซ็นต์ ผลลัพธ์ของการวิเคราะห์เปรียบเทียบความเป็นพิษของสารอาจแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับโซนของ กราฟปริมาณ-ผลกระทบของการวิเคราะห์นี้ดำเนินการ สถานการณ์นี้ทำให้จำเป็นต้องศึกษาทุกโซนของเส้นโค้งผลกระทบของขนาดยา

เมื่อศึกษาผลกระทบของสารพิษต่อร่างกาย ควรแยกแยะระหว่างผลกระทบ ความรุนแรงของผลกระทบนั้นขึ้นอยู่กับขนาดยาที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน (เช่น ความดันโลหิตลดลง) และผลกระทบประเภท "ทั้งหมดหรือไม่มีเลย" (ตาย/รอดชีวิต) . ควรคำนึงว่าผลกระทบของประเภทแรกสามารถแปลงเป็นรูปแบบที่เหมาะสมสำหรับการประเมินผลกระทบของประเภทที่สองได้เกือบตลอดเวลา เพื่อหาความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณและผลกระทบของกลุ่ม โดยทั่วไปจะใช้การออกแบบการทดลอง 2 ประเภท:

ด้วยการก่อตัวของกลุ่มย่อยของสัตว์ที่ศึกษา

ไม่มีการก่อตัวของกลุ่มย่อย

พารามิเตอร์เหล่านี้เป็นพารามิเตอร์ทางพิษวิทยาที่ใช้บ่อยที่สุด ค่านิยมเหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการจำแนกประเภทของสารพิษต่างๆ ซึ่งมี 2 รายการดังต่อไปนี้ (ตารางที่ 8.3)

การจำแนกประเภทของสารอันตรายตามระดับการสัมผัส

ตารางที่ 8.3

เมื่อฉีดเข้าท้อง - เมื่อทาบนผิวหนัง

การพึ่งพา "ผลกระทบของปริมาณ" ในการไล่ระดับโหลดสำหรับพารามิเตอร์ส่วนใหญ่มีรูปแบบที่ไม่เชิงเส้นและแตกต่างจากการพึ่งพาปริมาณในบริเวณใกล้เคียงขององค์กรที่ดำเนินกิจการมายาวนานเฉพาะใน "ความสูงของขั้นตอน" เท่านั้น กล่าวคือ ระดับของความรุนแรง ของการเปลี่ยนแปลงค่าพารามิเตอร์ในโซนโหลดสูง "ความสูงของขั้นตอน" ในการพึ่งพาปริมาณเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา และการเปลี่ยนแปลงใน "ความสูงของขั้นตอน" ตามที่การศึกษาของเราเปิดเผยในช่วงเวลาที่พิจารณามีความสัมพันธ์กับอัตราการเปลี่ยนแปลงตัวบ่งชี้ที่สูงขึ้นในพื้นที่ของตัวกลาง และโหลดสูงเมื่อเทียบกับพื้นหลังของการแสดงออกที่อ่อนแอของการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ชุมชนในพื้นที่โหลดต่ำ[...]

ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและผลกระทบ การตอบสนองของร่างกายต่อการได้รับสัมผัสนั้นขึ้นอยู่กับปริมาณของสารมลพิษหรือปริมาณของสารมลพิษในร่างกาย ซึ่งขนาดนั้นขึ้นอยู่กับช่องทางที่เข้าสู่ร่างกาย - ทางการหายใจ (การสูดดม) ผ่านทางน้ำและอาหาร (ทางปาก) หรือดูดซึมผ่าน ผิวหนังหรือการสัมผัสเกิดขึ้นจากการสัมผัสภายนอก ช่องทางการสูดดมและช่องปากจะกำหนดรูปแบบทางชีวเคมีของการได้รับสารมลพิษต่อร่างกาย โดยทั่วไปแล้ว ร่างกายมนุษย์จะล้างพิษจากอาหารได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าการสูดดม[...]

เส้นโค้งปริมาณรังสี (รูปที่ 5.8) แสดงถึงความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณรังสีและการตอบสนอง (ผลกระทบ) ของร่างกาย ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดและผลกระทบต่อมนุษย์และสัตว์ได้มาจากข้อมูลจากการศึกษาทางระบาดวิทยา[...]

แนวทางการให้ผลกระทบ - สร้างความสัมพันธ์ระหว่างระดับของผลกระทบต่อระบบนิเวศ - ปริมาณ - (เช่น มลพิษ) และผลกระทบที่ตามมา การวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณและผลกระทบของปริมาณทำให้สามารถกำหนดขีดจำกัดของความยั่งยืนของระบบนิเวศได้ ตลอดจนประเมินความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมที่อาจเกิดขึ้นจากการสัมผัส[...]

อย่างไรก็ตาม ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยากับการตอบสนองต่อแสงในโฟโตโทรปิซึมนั้นซับซ้อนกว่าที่เห็นในตอนแรกมาก ดังนั้นในการทดลองกับโคลออปไทล์ที่ถูกกำจัดพบว่าเมื่อปริมาณการกระตุ้นเพิ่มขึ้นการโค้งงอไปยังแหล่งกำเนิดแสงจะเพิ่มขึ้น แต่จนถึงค่าเกณฑ์ที่แน่นอน (ประมาณ OD J m 2 ของพลังงานแสง) ซึ่งเกินกว่าที่นำไปสู่ เพื่อลดการตอบสนองต่อค่าเริ่มต้นบางอย่าง และบางครั้ง "ปฏิกิริยาเชิงบวก" อาจกลายเป็น "เชิงลบ" ได้ (เช่น การดัด [...]

ขั้นตอนที่ 3 การประมาณค่าความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและผลกระทบของยา ในขั้นตอนนี้ ข้อมูลเชิงปริมาณจะถูกเก็บรวบรวมเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณรังสีที่ได้รับและผลกระทบต่อสุขภาพ[...]

สำหรับเงื่อนไขของความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณรังสีเชิงเส้นค่าสัมประสิทธิ์การประมาณได้ถูกสร้างขึ้นโดยมี ความหมายทางกายภาพค่าสัมประสิทธิ์ความเสี่ยง[...]

Curve 4 - ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณรังสีที่ไม่เป็นเชิงเส้นกับความนูนลดลง - ยังเป็นลักษณะเฉพาะของการตอบสนองของร่างกายต่อการกระทำของปัจจัยหลายอย่าง บางครั้งสิ่งนี้เรียกว่าความสัมพันธ์ของการตอบสนองต่อขนาดยาแบบ "ซับลิเนียร์" แม้ว่าเส้นโค้ง 4 จะไม่มีเกณฑ์ที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน แต่จุดบนแกนที่สามารถตรวจจับผลกระทบได้จะเป็นตัวกำหนดมูลค่าในทางปฏิบัติของเกณฑ์[...]

เส้นโค้งที่ 2 - ความสัมพันธ์ของการตอบสนองต่อปริมาณรังสีแบบไม่เชิงเส้นโดยมีความนูนสูงขึ้น - แสดงถึงความสัมพันธ์แบบ "เหนือ-เชิงเส้น" ซึ่งจะสังเกตได้เมื่อการให้ยาในปริมาณน้อยทำให้เกิดผลขนาดใหญ่อย่างไม่เป็นสัดส่วน ผลการสังเกตประชากรที่ได้รับการฉายรังสีอันเป็นผลมาจากอุบัติเหตุเชอร์โนบิลบ่งชี้ว่ามีการพึ่งพาผลกระทบของรังสีในภูมิภาคที่มีขนาดต่ำ[...]

สำหรับการฉายรังสีขนาดต่ำ การพึ่งพาที่ระบุยังใช้เพื่อประเมินผลกระทบในกรณีเหล่านี้ในการคำนวณที่ไม่ได้อ้างว่ามีความแม่นยำ ในกรณีนี้ การตั้งค่าจะกำหนดไว้ในรูปแบบเชิงเส้นของความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและผลกระทบของ [...]

เพื่อทำนายความถี่ของกรณีของผลกระทบสุ่มจากการบาดเจ็บจากรังสี ขอแนะนำให้ใช้ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณรังสีและผลกระทบที่สอดคล้องกันในกรณีนี้คือปริมาณรังสีที่เท่ากัน อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าในขนาดยาที่สูง โอกาสที่จะเกิดผลข้างเคียงที่ไม่สุ่มทำให้การใช้ยาในขนาดเทียบเท่าที่มีประสิทธิผลไม่เหมาะสม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การได้รับรังสีในปริมาณสูงไปยังอวัยวะเดียวสามารถทำให้เกิดผลกระทบที่ไม่สุ่มได้ แม้ว่าจะไม่สังเกตเห็นผลกระทบที่ไม่สุ่มเสี่ยงเมื่อทั้งร่างกายได้รับการฉายรังสีในปริมาณเท่ากันก็ตาม [...]

เส้นโค้งที่ 1 แสดงให้เห็นว่าหากมีการพึ่งพารูปแบบ B ที่คล้ายกันของผลกระทบต่อขนาดยา ก็จะไม่สังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงในการเผาผลาญของร่างกายมนุษย์ เส้นโค้ง 2, 3 และ 4 ไม่ใช่เกณฑ์: สันนิษฐานว่ามีผลกระทบที่ความเข้มข้นใดๆ ของมลพิษหรือผลกระทบที่ไม่ใช่สารเคมี ไม่ว่าจะเล็กน้อยเพียงใดก็ตาม เส้นโค้งดังกล่าวสะท้อนถึงระดับของผลกระทบด้านสุขภาพแบบสุ่ม รูปแบบที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดคือรูปแบบเชิงเส้นที่ไม่ใช่เกณฑ์ของความสัมพันธ์ระหว่างขนาดและผลกระทบของปริมาณ 3 เนื่องจากบ่อยครั้งที่การตัดสินเกี่ยวกับรูปแบบของความสัมพันธ์ระหว่างขนาดกับปริมาณในพื้นที่ของค่าต่ำนั้นได้มาจากการประมาณค่าเชิงเส้นจากบริเวณที่สูง ปริมาณ[...]

ดังนั้น ความเข้มข้นสูงสุดที่อนุญาตถือได้ว่าเป็นจุดหนึ่งบนความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยากับผลกระทบของยา โดยแบ่งโซนของขนาดยาที่ไม่เกิดประสิทธิผลสูงสุดออกจากโซนของขนาดยาที่ถือว่าไม่เอื้ออำนวยหรือเป็นอันตรายต่อมนุษย์

เพื่อทดสอบสมมติฐานที่ระบุไว้และเพื่อกำหนดลักษณะของความสัมพันธ์ "ผลกระทบของปริมาณ" กับการปล่อยมลพิษออกสู่สิ่งแวดล้อมในระยะสั้นในบริเวณใกล้เคียงกับโรงไฟฟ้าพลังความร้อน (Reftinskaya GRES, Middle Urals; ส่วนประกอบหลักของการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ได้แก่ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ไนโตรเจนออกไซด์ และสิ่งสกปรกที่มีแคลเซียมเป็นส่วนประกอบ) ตลอดระยะเวลาหลายปี สถานะของชั้นสมุนไพรและไม้พุ่มของไฟโตซีโนสในป่าได้รับการประเมินในแปลงทดลองถาวรที่มีการลงทะเบียนซินโทปิกของปัจจัยการผลิตที่เป็นมลพิษ ในบริเวณใกล้เคียงกับองค์กรนี้ซึ่งดำเนินการมาตั้งแต่ปี 1970 สัญญาณของความเสื่อมโทรมของระบบนิเวศป่าไม้ ณ เวลาที่เริ่มต้นการสังเกตสามารถตรวจสอบได้เป็นหลักโดยระดับของการร่วงหล่นของมงกุฎของชั้นต้นไม้และการเปลี่ยนแปลงในอัตราส่วนของ ecobiomorphs ใน ชั้นสมุนไพร-ไม้พุ่ม[...]

จำเป็นต้องวัดทั้งองค์ประกอบทางเคมีฟิสิกส์ของสารมลพิษและผลกระทบของการสัมผัสต่อพืช การกำหนดความเข้มข้นของส่วนประกอบด้วยเครื่องวิเคราะห์อัตโนมัติเพียงอย่างเดียวไม่สามารถคาดการณ์ผลกระทบที่เป็นไปได้ทั้งหมดจากการสัมผัสกับมลพิษทางอากาศ และการใช้ไบโอมอนิเตอร์เพียงอย่างเดียวไม่อนุญาตให้ประเมินระดับมลพิษทางอากาศและการวัดความเข้มข้นของสารเป็นพิษต่อพืชแต่ละตัว ดังนั้นเพื่อประเมินสถานะของสภาพแวดล้อมจึงต้องรวมการตรวจติดตามประเภทนี้เข้าด้วยกัน การวัดความเข้มข้นของสารมลพิษ การกำหนดพารามิเตอร์ของความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณรังสีและผลกระทบโดยคำนึงถึงพารามิเตอร์ทางอุตุนิยมวิทยาสามารถให้ภาพที่สมบูรณ์ของสถานะของมลพิษได้

การพัฒนาแนวทางการวิเคราะห์สภาพแวดล้อมทางธรรมชาติอย่างครอบคลุมควรรวมถึงการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่าง "ผลกระทบของขนาดยา" และ "การตอบสนองต่อขนาดยา" ในการทดลองต่างๆ การศึกษาเกณฑ์ขั้นต่ำของการสัมผัสกับปัจจัยต่างๆ และอิทธิพลของสื่อผสม มลพิษการพัฒนาวิธีการประเมินการตอบสนองของระบบนิเวศที่ซับซ้อนต่อการเปลี่ยนแปลงสถานะของสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ .[...]

วิธีการคำนวณที่เป็นไปได้จะขึ้นอยู่กับการระบุความเป็นอันตราย ตามด้วยการสร้างความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยากับผลกระทบและความเป็นอันตราย ซึ่งรวมกันเป็นโปรไฟล์ความเสี่ยง การประเมินความสัมพันธ์โดยรวมนี้ให้คุณค่าเชิงปริมาณของความสัมพันธ์ระหว่างระดับอันตรายและตัวบ่งชี้ด้านสุขภาพ[...]

วิทยาศาสตร์ได้พัฒนาแนวทางหลายประการในการกำหนดมาตรฐานเหล่านี้ สิ่งสำคัญใช้การวิเคราะห์ความสัมพันธ์ "ปริมาณ - ผลกระทบ" โดยเชื่อมต่อโหลดของมนุษย์เป็นพารามิเตอร์อินพุตของระบบนิเวศกับสถานะ - พารามิเตอร์เอาต์พุต[...]

ดังนั้น การศึกษาได้แสดงให้เห็นว่าถึงแม้จะมีการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ที่แสดงออกมาเล็กน้อย แต่ความสัมพันธ์ "ผลกระทบของขนาดยา" ตามกฎแล้วก็มีรูปแบบที่ไม่เชิงเส้น ผลที่ตามมาคือความไม่เชิงเส้นของความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและผลกระทบ ความเร็วที่แตกต่างกันการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ในการไล่ระดับโหลด และระดับมลพิษจะกำหนดเวลาในการรักษาเสถียรภาพของพารามิเตอร์ในสถานะใดสถานะหนึ่ง ระยะเวลาการรักษาเสถียรภาพต่ำสุดเป็นเรื่องปกติสำหรับพื้นที่ที่มีภาระสูง ดังนั้นความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณรังสีในอวกาศจึงมีรูปแบบไม่เชิงเส้น ซึ่งแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนโดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริเวณใกล้เคียงกับสถานประกอบการที่ดำเนินงานในระยะยาว (เขตผลกระทบที่เด่นชัดและอุตสาหกรรม โซนทะเลทราย) ความผันผวนในแต่ละปีที่เกิดขึ้นในชุมชนระหว่างปฏิสัมพันธ์ของปัจจัยภายนอกและปัจจัยภายนอกทำหน้าที่เป็นการเปลี่ยนจากสถานะเชิงปริมาณหนึ่งไปยังอีกสถานะหนึ่ง เป็นผลให้ความรุนแรงของความแตกต่างระหว่างโซนโหลดที่แตกต่างกันและรูปร่างของความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณและผลกระทบของขนาดยา สามารถเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา เมื่อสัมผัสกับสารมลพิษ อาจมีระดับขีดจำกัดหลายระดับและพื้นที่ของการรักษาเสถียรภาพของพารามิเตอร์ชั่วคราว (ผลกระทบแบบเรียงซ้อนของการสัมผัส)[...]

อย่างไรก็ตาม มีเงื่อนไขบางประการที่ต้องปฏิบัติตามเมื่อใช้วิธีการให้ยา "ที่คาดหวัง" (ซึ่งระบุไว้ในงาน) มีความจำเป็นที่กระบวนการเปลี่ยนรูปจะต้องอยู่ภายใต้กฎเชิงเส้น และความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณรังสีและผลกระทบจะเป็นเส้นตรง และผลที่ได้จะเป็นสัดส่วนกับปริมาณรังสีหรือระดับรวมของสารก่อมลพิษ และไม่ได้เป็นผลมาจากผลเสริมฤทธิ์กัน นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องสันนิษฐานว่ากระบวนการถ่ายโอนนั้นหยุดนิ่งตรงเวลา การใช้แบบจำลองนี้กับมลพิษนั้นยากกว่า เนื่องจากมีการไล่ระดับในอวกาศและเวลาอย่างมีนัยสำคัญ[...]

ควรเน้นย้ำอีกครั้งว่า การประเมินความเสี่ยงในระยะยาวต่อสุขภาพของมนุษย์จากการปล่อยมลพิษที่เป็นอันตรายในขั้นตอนต่างๆ ของวัฏจักรเชื้อเพลิงนั้น ไม่ได้ขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณและผลกระทบของปริมาณที่แน่นอน ในการศึกษาจากต่างประเทศ ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณและผลกระทบของความเข้มข้นระหว่างความเข้มข้นของการปลดปล่อยและความเสี่ยงต่อสุขภาพถือเป็นเส้นตรง สำหรับ 0x และเถ้าลอย การขึ้นต่อกันดังกล่าวมีความแม่นยำน้อยกว่ามากและต้องมีการชี้แจงเพิ่มเติม[...]

อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ มีปัญหาหลายประการที่เกี่ยวข้องกับการกำหนดค่าที่เชื่อถือได้ของตัวบ่งชี้การสัมผัสมาตรฐาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งสาเหตุเหล่านี้เกิดจากความยากลำบากในการสร้างความสัมพันธ์ "ปริมาณรังสี" และการกำหนดขีดจำกัดที่ยอมรับได้สำหรับการเปลี่ยนแปลงสถานะของระบบนิเวศ ในทางเศรษฐศาสตร์ตามที่ระบุไว้ข้างต้น ความยากลำบากที่สำคัญของการประเมินดังกล่าวเกิดจากความคลุมเครือในการเลือกพารามิเตอร์ที่แสดงถึงความแข็งแกร่งของผลกระทบและคุณภาพของสถานะของระบบนิเวศ[...]

คำสำคัญ - โลหะหนัก ความเป็นกรด ขยะในป่า มลพิษทางอุตสาหกรรม การทดสอบทางชีวภาพ ความเป็นพิษต่อพืช ดอกแดนดิไลออน การแปรผันเชิงพื้นที่ ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณและผลกระทบของเทือกเขาอูราลกลาง[...]

เนื่องจากการศึกษาทั้งหมดในผลงานที่กล่าวมาข้างต้นได้ดำเนินการในบริเวณใกล้เคียงของสถานประกอบการที่ดำเนินงานระยะยาว (มากกว่า 50 ปี) และค่าของพารามิเตอร์ในบริเวณใกล้เคียงของสถานประกอบการดังกล่าวในพื้นที่ต่ำและสูง ปริมาณจะแตกต่างกันเล็กน้อยในแต่ละปี (Trubina, 1996; Trubina, Makhnev, 1997) ยังไม่ชัดเจน ไม่ว่าลักษณะที่ไม่เป็นเชิงเส้นของความสัมพันธ์ "ผลกระทบของปริมาณ" สามารถตรวจสอบได้ด้วยการบริโภคมลพิษที่น้อยลงสู่สิ่งแวดล้อมหรือไม่และอย่างไร ผลกระทบแบบไม่เชิงเส้นที่ระบุในอวกาศเกิดขึ้น [...]

เป็นที่ทราบกันดีว่าด้วยค่าเล็กน้อยของปัจจัยรบกวนระบบสามารถรองรับความผันผวนภายในและอิทธิพลภายนอกและอยู่ในสภาวะสมดุลไดนามิกใกล้กับสถานะคงที่ สันนิษฐานได้ว่าความไม่เชิงเส้นของความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณและผลกระทบในอวกาศเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากอัตราการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ที่ต่ำมากในพื้นที่ที่มีภาระต่ำและอัตราการเปลี่ยนแปลงที่สูงขึ้นในพื้นที่ที่มีภาระสูง และบทบาทของสวิตช์ (ทริกเกอร์) จากสถานะเชิงปริมาณหนึ่งไปยังอีกสถานะหนึ่งนั้นเล่นโดยความผันผวนประจำปีที่เกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ของปัจจัยที่มาจากภายนอกและจากภายนอก[...]

ดูเหมือนว่าสำคัญไม่เพียงแค่มีจุดวิกฤตหลายจุดในการไล่ระดับการกระทำของปัจจัย - ผลกระทบของอิทธิพลแบบเรียงซ้อน (Trubina, 2002) แต่ยังรวมถึงการ "เปลี่ยน" จากสถานะเชิงปริมาณหนึ่งไปยังอีกสถานะหนึ่งซึ่งเป็นผลมาจากปีต่อปี ความผันผวนของพารามิเตอร์ชุมชน งานเดียวกันนี้แสดงให้เห็นว่าในพื้นที่ของโหลดก่อนการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ชุมชนอย่างรวดเร็วความผันผวนประจำปีมีแอมพลิจูดที่ยิ่งใหญ่ที่สุด อิทธิพลของความผันผวนประจำปีต่อรูปร่างของความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณและผลกระทบสำหรับพารามิเตอร์การทำงานส่วนบุคคลของชั้นสมุนไพร-ไม้พุ่ม (ชีวมวล) ก็แสดงให้เห็นเช่นกันภายใต้อิทธิพลของโลหะหนักร่วมกับซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (Vorobeichik, 2003)