トキシコキネティック/毒性力学モデルにおける効果伝播は、単細胞緑藻Scenedesmus vatuolatusの成長に対する遅延効果を説明しています

生態毒性標準検査は、定義された期間にわたって生物を高濃度にさらすことにより、毒性効果を評価します。変動やパルス曝露などの野外条件下で毒性を評価するために、プロセスベースの毒性/毒性力学（TK/TD）モデルを使用して、既存の証拠からの外挿に使用できます。TK/TDモデルは、モデル化学物質のノルフルラゾン、トリクロサン、およびN-フェニル-2-ナフチルアミンに連続的に曝露した緑藻Scenedesmus vatuolatusの成長への影響をシミュレートするように開発されました。がん細胞の成長に対する抗がん治療の効果を説明する薬理学的時間応答モデルは、同期藻類細胞の影響を受ける成長をモデル化するために適応して修正されました。TK/TDモデルは、化学物質の周囲濃度を、生物の内部濃度と一連の生物学的イベントを介して観察可能な副作用にリンクすることにより、時間効果コースをシミュレートします。毒性力学モデルのパラメーターは、藻類細胞の成長特性、効果のない濃度、化学的有効性、回復と修復の能力、および損傷の伝播中の遅延に関連しています。TK/TDモデルは、観察された藻類の成長によく適合します。累積細胞損傷を介した効果伝播は、観察された遅延応答を毒性学よりもよく説明しました。TK/TDモデルは、損傷伝播内のいくつかの効果レベルの間のリンクを促進する可能性があります。これは、不利な結果経路と時間依存の混合効果をモデル化するのに前向きに役立つ可能性があります。

Ecotoxicological standard tests assess toxic effects by exposing an organism to high concentrations over defined periods of time. To evaluate toxicity under field conditions such as fluctuating and pulsed exposures, process-based toxicokinetic/toxicodynamic (TK/TD) models may be used for extrapolation from the existing evidence. A TK/TD model was developed that simulates the effect on growth of the green algae Scenedesmus vacuolatus continuously exposed to the model chemicals norflurazon, triclosan, and N-phenyl-2-naphthylamine. A pharmacological time-response model describing the effects of anticancer treatments on cancer cell growth was adapted and modified to model the affected growth of synchronized algae cells. The TK/TD model simulates the temporal effect course by linking the ambient concentration of a chemical to the observable adverse effect via an internal concentration and a sequence of biological events in the organism. The parameters of the toxicodynamic model are related to the growth characteristics of algae cells, a no effect concentration, the chemical efficacy as well as the ability of recovery and repair, and the delay during damage propagation. The TK/TD model fits well to the observed algae growth. The effect propagation through cumulative cell damage explained the observed delayed responses better than just the toxicokinetics. The TK/TD model could facilitate the link between several effect levels within damage propagation, which prospectively may be helpful to model adverse outcome pathways and time-dependent mixture effects.