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第五章 結果與討論

5.2 混合毒性詴驗結果

5.2.3 混合模式推估

在過去學者研究指出,若以 CA 模式來評估混合毒性效應會較實際情

形來的嚴重,而以 IA 模式則會低估混合毒性效應,因此,大部分的學者 皆推薦以 CA 模式來評估混合毒性較為適當,而 CA 模式的基本假設為 ρ=1、

λ=1,此時所預測的結果一定會比 IA(ρ=1、λ=0)來的嚴重許多,但研究毒 物學理論發現,ρ 值是介於 1 與-1 之間,過去的文獻當中未曾考慮到 ρ 值 的變異性,當ρ 值為-1、λ 值為 0 時,其混合毒性效應是有可能比 CA 模 式所預估的來的嚴重,此外,單一毒性之斜率變動亦會對混合毒性效應帶 來一定程度的影響,這些都是過去學者研究混合毒性效應所未曾考慮到的,

因此,本研究在評估混合毒性效應時,將會把ρ 值的變異以及斜率的觀點 納入考慮。

基本上來說,混合模式分為四種,分別為 Concentration addition(CA)、

No addition(NA)、Response multiplication(RM)、Response addition(RA),由 表 5.2.3.1 可以清楚看到各個模式的基本假設,其中當 λ=0 時,即作用位置 不同,有三種不同的作用模式,在過去學者的研究當中,只採用ρ=1、

λ=0(NA)模式來推估,很顯然是不足的,因此本研究針對各個預測模式之 預測能力進行比較。

模式推估的部分,由於 Final yield 及 Growth rate 此兩反應終點之毒性

單位比相差甚大,在模式的預測下ρ 值的重要性卻減弱許多,毒性效應會 偏向毒性單位較大的那一方,因此在討論時會以ΔDO 此反應終點來加以 探討。由表 5.2.3.1 可發現,RA 模式所預測的結果較為嚴重,RM 模式所 預測的毒性效應則較輕微,由於ρ 值所代表的意義為作用位址對毒物之容 忍度的相關性,在ΔDO 此反應終點其毒性單位比為 1:1,以 CA 模式來 說,其作用位址相同且ρ 值為 1,即兩毒性之容忍度為完全正相關,毒物 間彼此競爭作用位置,其毒性效應會比 RA 模式所預測的來的輕微,而 RM

毒性單位 1:1 的情況下更能顯現出各個預測模式的預測能力,由表 5.2.3.2

3-Hydroxybenzaldehyde 2-CP 4-CP

表 5.2.3.2 不同預測模式之預測能力整理(ΔDO) 2-CP + 3-Hydroxybenzaldehyde 及 2-CP + Propionaldehyde 的部分進行探討,

圖 5.2.3.1 至圖 5.2.3.6 為各個反應終點下之 Isobologram,圖中的實線為利 用最短距離的概念所求出的最佳之ρ 與 λ 值,此為最接近實驗點的一條曲

RM 所預測的曲線較接近實際情況。而在 2-CP + Propionaldehyde 詴驗(圖 5.2.3.12 至圖 5.2.3.14),在 ΔDO 部分可清楚的看到 RA 模式最符合實驗情

而上述所提到,在 Final yield 及 Growth rate 毒性單位差距的影響,在圖 5.2.3.3 可以明顯看到,某一實驗點毒性單位接近 1:1 時,其混合毒性效 應式與本研究所預測是相符的,即為相加作用,主要原因為當兩毒性物質 之毒性單位相差甚大時,其在 Isobologram 上的點則會偏向角落而造成誤 判,因此在判斷混合毒性效應以毒性單位比 1:1 是比較恰當的。綜合上 述幾點,在本研究所評估的反應性醛類及麻醉性氯酚類毒性物質,在兩作 用機制不同的情況下,IA 模式比 CA 來的更具有預測能力;在 Isobologram 亦可清楚看到幾個實驗點超出所定義的非交互作用之界線,產生強烈的拮 抗作用(Antagonism),Chen 曾對此現象定義為 Complex joint action,即兩 毒性物質之間可能存在著化學反應,因此,這部分會在下節化學分析來加 以討論。

此外,從模式的參數的角度來探討混合效應,ρ 值在 5.2.3 節討論過,

為毒物容忍度之相關性;λ 值則為作用位置相似度,當 λ=1 時則代表作用 位置一致,反之,當λ=0 則表示毒物作用位置不同;表 5.2.3.9 為 Isobologram 之參數,由最小的χ2來選擇出最適當的ρ、λ 值,由表 5.2.3.9 可發現,實 驗中拮抗部分的λ 接近於零,而協同的詴驗之 λ 值則接近於 1,此現象可 由數學模式之積分區間來加以解釋,當λ 值越大時,反應之曲線會往未反 應區移動,因而造成更嚴重的毒性危害,反之,當λ 值越小時,其反應曲 線會涵蓋更多位反應的積分區間;而ρ 值則非常接近 1 或-1,也符合單一 物種對毒性物質容忍度的假設。

表 5.2.3.4 混合詴驗之模式參數

圖 5.2.3.1 2-CP + 3-Hydroxybenzaldehyde 之 Isobologram(ΔDO)

0

圖 5.2.3.2 2-CP + 3-Hydroxybenzaldehyde 之 Isobologram(Biomass)

圖 5.2.3.3 2-CP + 3-Hydroxybenzaldehyde 之 Isobologram(Growth rate)

0

圖 5.2.3.4 2-CP + Propionaldehyde 之 Isobologram(ΔDO)

圖 5.2.3.5 2-CP + Propionaldehyde 之 Isobologram(Biomass)

0

圖 5.2.3.6 2-CP + Propionaldehyde 之 Isobologram(Growth rate)