О СМЫСЛЕ ПОНЯТИЯ «ГОРМЕЗИС» И ЕГО МЕСТЕ В ОБЩЕЙ ТЕОРИИ ЗАВИСИМОСТИ ОТВЕТА ОРГАНИЗМА НА ПОТЕНЦИАЛЬНО ВРЕДНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ОТ ЕГО СИЛЫ

Сферические наночастицы (НЧ) сульфидов кадмия и свинца (диаметр 37 ± 5 нм и 24 ± 4 нм соответственно) оказались цитотоксичными для кардиомиоцитов линии HL-1, о чем свидетельствует снижение АТФ-зависимой люминесценции. Было обнаружено, что наночастицы CdS оказывают гораздо большее цитотоксическое воздействие, чем наночастицы PbS. Учитывая одинаковый диапазон доз, CdS-НЧ уменьшал количество кальциевых пиков. Аналогичный эффект наблюдался и для малых доз PbS- НЧ. Помимо гипертрофии клеток под воздействием определенных доз CdS-НЧ и PbS-НЧ были выявлены дозы, вызывающие уменьшение размеров кардиомиоцитов. Для этих трех результатов мы получили как монотонные функции «доза-реакция» (хорошо аппроксимируемые гиперболической функцией), так и различные варианты немонотонных, для которых мы нашли адекватные математические выражения путем модификации некоторых моделей гормезиса, доступных в литературе. Анализ данных с использованием линейной модели поверхности отклика с перекрестным членом дал еще одно подтверждение ранее установленному постулату о том, что разнообразие типов комбинированного действия, характерных для одной и той же пары токсических веществ, является одним из важных утверждений в общей теории комбинированной токсичности.

1. Голубев А.А., Люблина Е.И., Толоконцев Н.А., Филов В.А. «Количественная токсикология», Л-д: «Медицина», 1973, 288 С.

2. Курляндский Б.А. и Филов В. А. (ред.) «Общая токсикология», М.: «Медицина», 2002, 608 С.

3. Calabrese EJ. The Emergence of the Dose–Response Concept in Biology and Medicine. Int. J. Mol. Sci. 2016; 17: 2034. DOI: 10.3390/ijms1712203.

4. Southam CM, Ehrlich J. Effects of extract of western red-cedar heartwood on certain wood-decaying fungi in culture. Phytopathology. 1943; 33: 517–524.

5. Calabrese E.J. Hormesis: a revolution in toxicology, risk assessment and medicine. EMBO Rep. 2004 Oct; 5(Suppl 1): S37– S40.

6. Panov V.G, Minigalieva I.A., Bushueva T.V., Fröhlich E., Meindl C., Absenger-Novak M., Shur V.Ya., Shishkina E.V., Gurviсh V. B., Privalova L.I., Katsnelson B.A. Some peculiarities in the dose-dependence of separate and combined in vitro cardiotoxicity effects induced by CdS and PbS nanoparticles with special attention to hormesis manifestations. Dose – Response, 2020 (in press).

7. Kendig E.L., Le H.H., Belcher S.M. Defining Hormesis: Evaluation of a Complex Concentration Response Phenomenon. Int. J. Toxicol. 2010; 29(3): 235–246. DOI: 10.1177/1091581810363012

8. Choi VW, Yum EH, Konishi T, Oikawa M et al. Triphasic low-dose response in zebrafish embryos irradiated by microbeam protons. J Radiat Res. 2012;53(3):475-81.

9. Kong EY, Cheng SH, Yu KN. Biphasic and triphasic dose responses in zebrafish embryos to low-dose 150 kV X-rays with different levels of hardness. J Radiat Research. 2016; 57(4): 363–369. DOI: 10.1093/jrr/rrw026.

10. Tang S, Liang J, Xiang C et al. A general model of hormesis in biological systems and its application to pest management. J. R. Soc. Interface 16: 20190468. http://dx.doi.org/10.1098/rsif.2019.0468.

11. Belz RB, Piepho HP. Statistical modeling of the hormetic dose zone and the toxic potency completes the quantitative description of hormetic dose responses. Environ. Toxicol. Chem. 2014; 34(5): 1169–1177.

12. Radak Z, Ishihara K, Tekus E et al. Exercise, oxidants, and antioxidants change the shape of the bell-shaped hormesis curve. Redox Biology. 2017;(12): 285- 290. DOI: 10.1016/j.redox.2017.02.015.

13. Nweke CO, Ogbonna CJ. Statistical models for biphasic dose-response relationships (hormesis) in toxicological studies. Ecotoxicol. Environ. Contam. 2017; 12(1): 39-55. DOI: 10.5132/eec.2017.01.06.

14. Huang YY, Sharma SK, Carroll J, Hamblin MR. Biphasic dose response in low level light therapy – an update. DoseResponse. 2011; 9:602–618.

15. Brain P, Cousens R. An equation to describe dose responses where there is stimulation of growth at low doses. Weed Research. 1989; 29: 93–96.

16. Cedergreen N, Ritz C, Streibig JC. Improved empirical models describing hormesis. Environ. Toxicol. Chem. 2005; 24(12): 3166–3172. DOI: 10.1897/05- 014.

17. Ritz C, Baty F, Streibig JC, Gerhard D. Dose-Response Analysis Using R. PLoS ONE. 2015; 10(12): e0146021. DOI:10.1371/journal.pone.0146021.