С.Ф. Коваль, В.П. Шаманин  "Растение в опыте"

 

Действие любого внешнего фактора в зависимости от его дозы (силы воздействия) графически выражается одновершинной кривой. Это справедливо независимо от того, будем ли обозначать этим термином концентрацию, продолжительность экспозиции или абсолютную величину (градусы, калории) действующего фактора. Кривая доза-эффекта распадается на: а) подпороговую зону, когда доза фактора слишком слаба для того, чтобы ее воздействие проявилось; б) зону стимуляции физиологических процессов; в) зону угнетения; г) летальную зону.

На рисунке 6.1 представлены кривые доза-эффекта для трех категорий веществ: ядов (А), гормонов (Б) и элементов минерального питания (В). Они различаются по амплитуде стимулирующих концентраций и углу наклона восходящей и нисходящей ветвей кривых. Для гормонов, элементов минерального питания и многих экологических факторов характерно наличие плато в средней части кривой, означающее, что изменение дозы в этом интервале не влияет на наблюдаемый эффект. Это связано с высокими регуляторными возможностями растения в отношении этой группы факторов. Характеристика ширины плато или, напротив, заостренности пика кривой могут быть использованы в качестве показателя адаптационных возможностей живой системы по отношению к изучаемому воздействию.

Рис. 6.1. Кривые доза-эффеккта для трех категорий веществ: ядов (А), гормонов (Б) и элементов минерального питания (В)

Эффект дозы можно оценить и по углу наклона кривой. На значительном участке как восходящей, так и нисходящей ветвей обнаруживается прямопропорциональная зависимость эффекта от логарифма дозы. Угол наклона в этой части выражает коэффициент пропорциональности между изменением дозы и наблюдаемым эффектом. На этом основан принцип составления шкалы изучаемых концентраций при работе с веществами неизвестной активности. В подобных случаях для рекогносцировочных опытов следует использовать ряд дозировок, в котором логарифм каждой последующей превышает логарифм предыдущей примерно в два раза. Физические концентрации в таком ряду выражаются цифрами: 1,3,10,30,100,300,1000. В полулогарифмической системе координат восходящая и нисходящая ветви эффектов описанной шкалы дозировок близки к прямой линии. Полулогарифмическая шкала используется на практике для калибровки дозовых эффектов фитогормонов (рис. 6.2).

Предлагаемая шкала концентраций позволяет достаточно полно охватить все характерные участки кривой доза-эффекта. На наш взгляд она более экономна, чем ряд в арифметической прогрессии дозировок изучаемого вещества. Понятно, что изучение фактора в этой шкале может дать только общее представление об особенностях реакции растения. Изучение доза-эффекта в экстремальных зонах кривой потребует дополнительных опытов с использованием более подробной, но ограниченной по диапазону шкалы.

Рис. 6.2. Полулогарифмическая кривая для гиббереловой кислоты

Установление характера кривой доза-эффекта может иметь самостоятельное значение, но чаще всего опыты такого рода используются для калибровки и установления оптимальной дозы для последующих опытов. Если желательно получить максимальный эффект, то надо пользоваться дозами, соответствующими началу или середине плато на кривой доза-эффекта. При работе на восходящей и нисходящей ветвях кривой удобно пользоваться той дозой, которая дает половину стимуляции или угнетения от их максимальной величины. Такая доза, обозначаемая Д₅₀, очень удобна при работе с различными регуляторными и защитными системами растения. Так, при изучении лучевого поражения, действия радиопротекторов, ядов используется доза, вызывающая гибель пятидесяти процентов подопытных особей (L50).