منحنی‌های دوز-پاسخ درجه‌بندی‌شده و شکل سیگموئید

منحنی دوز-پاسخ درجه‌بندی‌شده، بزرگی یک پاسخ متغیر پیوسته را در یک سیستم بیولوژیکی واحد در برابر دوز یا غلظت یک دارو ترسیم می‌کند. هنگامی که محور دوز لگاریتمی باشد، این رابطه معمولاً شکل سیگموئید (S-شکل) مشخصی به خود می‌گیرد: اثر کم در دوزهای بسیار پایین، افزایش شیب‌دار تقریباً خطی در یک محدوده میانی، و یک فلات با نزدیک شدن به حداکثر اثر.

Definition

منحنی دوز-پاسخ درجه‌بندی‌شده، نموداری از بزرگی پیوسته درجه‌بندی‌شده یک اثر فارماکولوژیک در یک سیستم منفرد در برابر دوز یا غلظت دارو است که به طور قراردادی بر روی یک محور دوز لگاریتمی رسم می‌شود، جایی که شکل سیگموئیدی را به خود می‌گیرد که توسط یک خط پایه و یک اثر حداکثر (Emax) محدود می‌شود.

Scope

این موضوع به ساخت و خواندن منحنی‌های دوز-پاسخ درجه‌بندی‌شده، چرایی تولید شکل سیگموئید توسط محور دوز لگاریتمی، معنای مجانب‌های پایین و بالا و محدوده میانی شیب‌دار، و تفاوت این منحنی با شکل کمی مبتنی بر جمعیت می‌پردازد. این یک مرجع آموزشی است و هیچ راهنمایی دوزدهی ارائه نمی‌دهد.

Core questions

• منحنی دوز-پاسخ درجه‌بندی‌شده چه چیزی را اندازه‌گیری می‌کند و چه تفاوتی با منحنی کمی (quantal curve) دارد؟
• چرا ترسیم اثر در برابر لگاریتم دوز، شکل سیگموئید ایجاد می‌کند؟
• مجانب پایین‌تر، محدوده میانی شیب‌دار و فلات بالایی منحنی چه چیزی را نشان می‌دهند؟
• قدرت (potency) و حداکثر اثر (maximal effect) چگونه از یک منحنی درجه‌بندی‌شده خوانده می‌شوند؟

Key concepts

• پاسخ درجه‌بندی‌شده (پیوسته)
• محور دوز لگاریتمی
• شکل سیگموئید
• مجانب‌های پایین و بالا
• حداکثر اثر (Emax)
• محدوده میانی شیب‌دار و موقعیت منحنی
• ترسیم خطی (حسابی) در مقابل نیمه‌لگاریتمی

Mechanisms

در یک پاسخ درجه‌بندی‌شده، اثر به طور پیوسته با دوز تغییر می‌کند، که نشان‌دهنده افزایش کسری از مولکول‌های هدف درگیر و انتقال پایین‌دستی آن درگیری به یک خروجی قابل اندازه‌گیری است. در یک محور دوز حسابی، منحنی یک هذلولی مستطیلی است که به سمت حداکثر افزایش می‌یابد؛ تبدیل محور دوز به لگاریتم، ناحیه دوز پایین را کشیده و ناحیه دوز بالا را فشرده می‌کند و هذلولی را به یک سیگموئید متقارن تبدیل می‌کند. مجانب پایین‌تر مربوط به خط پایه با اشغال ناچیز هدف است، ناحیه مرکزی شیب‌دار مربوط به محدوده‌ای است که تغییرات کوچک در لگاریتم دوز، تغییرات بزرگی در اثر ایجاد می‌کند، و فلات بالایی مربوط به حداکثر اثری است که سیستم می‌تواند تولید کند، زمانی که اشغال یا یک مرحله پایین‌دستی اشباع می‌شود. موقعیت منحنی در امتداد محور دوز نشان‌دهنده قدرت (potency) است، در حالی که ارتفاع فلات نشان‌دهنده کارایی (efficacy) است؛ اصطلاحات استاندارد شده برای این ویژگی‌ها توسط کمیته IUPHAR تعیین شده است، و سیگموئید توسط معادله هیل (Hill equation) رسمی می‌شود.

Clinical relevance

منحنی دوز-پاسخ درجه‌بندی‌شده ابزار مفهومی است که به وسیله آن رابطه بین مواجهه و شدت اثر یک دارو در بین داروها توصیف و مقایسه می‌شود. این مدخل آن را برای مرجع آموزشی ارائه می‌دهد؛ این منحنی چگونگی مقیاس‌بندی اثرات با دوز را مشخص می‌کند و مبنایی برای انتخاب دوز در بیماران نیست.

History

منحنی دوز-پاسخ درجه‌بندی‌شده از نظریه اولیه اشغال گیرنده (receptor-occupancy theory) پدید آمد که کسر گیرنده‌های اشغال شده را به اندازه پاسخ مرتبط می‌کرد. استفاده از محور دوز لگاریتمی برای خطی‌سازی محدوده میانی شیب‌دار به یک رویه استاندارد در فارماکولوژی کمی تبدیل شد، و تاریخچه Colquhoun نشان می‌دهد که چگونه مدل‌های اشغال و برازش منحنی، منحنی درجه‌بندی‌شده مدرن را تثبیت کردند.

Key figures

• Archibald Vivian Hill
• Terry Kenakin
• David Colquhoun

Seminal works

• neubig-2003
• colquhoun-2006

Frequently asked questions

چرا منحنی دوز-پاسخ وقتی روی محور دوز لگاریتمی رسم می‌شود، سیگموئید است؟

در یک محور حسابی، رابطه زیربنایی یک هذلولی اشباع‌شونده است؛ گرفتن لگاریتم دوز، محدوده غلظت پایین را کشیده و محدوده غلظت بالا را فشرده می‌کند و هذلولی را به یک منحنی S-شکل متقارن با یک نقطه نیمه‌حداکثر به راحتی قابل شناسایی تبدیل می‌کند.

فلات در بالای یک منحنی درجه‌بندی‌شده چه چیزی را نشان می‌دهد؟

این نشان‌دهنده حداکثر اثری (Emax) است که سیستم می‌تواند تولید کند: فراتر از این نقطه، افزودن داروی بیشتر پاسخ را افزایش نمی‌دهد، زیرا هدف به طور کامل درگیر شده است یا یک مرحله پایین‌دستی محدودکننده سرعت شده است.