ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและการตอบสนอง

ในเภสัชพลศาสตร์ ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและการตอบสนองอธิบายว่าขนาดของผลกระทบจากยาเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรตามปริมาณยาที่ให้หรือความเข้มข้นที่เกิดขึ้น ณ ตำแหน่งออกฤทธิ์ การหาปริมาณความสัมพันธ์นี้ ซึ่งส่วนใหญ่มักแสดงเป็นกราฟรูปตัว S บนแกนปริมาณยาแบบลอการิทึม เป็นรากฐานเชิงประจักษ์หลักสำหรับการเปรียบเทียบยาตามความแรงและประสิทธิภาพ และเพื่อทำความเข้าใจว่าการจับกับตัวรับถูกเปลี่ยนเป็นการตอบสนองทางชีวภาพได้อย่างไร

Definition

ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและการตอบสนองคือความสัมพันธ์เชิงปริมาณระหว่างขนาดยาหรือความเข้มข้นของยาและขนาดของผลทางเภสัชวิทยาที่เกิดขึ้น ซึ่งแสดงด้วยกราฟโดยเส้นโค้งขนาดยา-การตอบสนอง (ความเข้มข้น-ผล) และสรุปเป็นตัวเลขด้วยพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ความเข้มข้นที่มีผลสูงสุดครึ่งหนึ่งและผลสูงสุด

Scope

ส่วนนี้จะแนะนำผู้อ่านให้รู้จักกับรูปแบบความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและการตอบสนองแบบ graded และ quantal รวมถึงพารามิเตอร์ที่ได้จากความสัมพันธ์เหล่านี้ ได้แก่ ความแรงและประสิทธิภาพ จุดครึ่งหนึ่งของค่าสูงสุด ED50, EC50 และ IC50, ค่า LD50 แบบ quantal และดัชนีการรักษา รวมถึงสมการ Hill ที่ให้รูปร่างของกราฟ ส่วนนี้จัดกรอบแนวคิดเหล่านี้เป็นแนวคิดทางเภสัชวิทยาเชิงปริมาณ เป็นข้อมูลอ้างอิงเพื่อการศึกษาและไม่มีคำแนะนำเกี่ยวกับการให้ยาหรือการรักษา

Core questions

• ขนาดของผลกระทบจากยาเกี่ยวข้องกับขนาดยาหรือความเข้มข้นอย่างไร?
• อะไรคือความแตกต่างระหว่างเส้นโค้งขนาดยา-การตอบสนองแบบ graded และแบบ quantal?
• พารามิเตอร์ใดบ้าง ได้แก่ ความแรง, ประสิทธิภาพ, EC50, Emax ที่สรุปเส้นโค้งขนาดยา-การตอบสนอง และแต่ละพารามิเตอร์หมายถึงอะไร?
• สมการ Hill อธิบายรูปร่างของเส้นโค้งที่เป็นรูปตัว S โดยทั่วไปได้อย่างไร?

Key concepts

• เส้นโค้งขนาดยา-การตอบสนองแบบ Graded
• เส้นโค้งขนาดยา-การตอบสนองแบบ Quantal
• ความสัมพันธ์ความเข้มข้น-ผลรูปตัว S
• ความแรงและประสิทธิภาพ
• EC50, ED50, และ IC50
• ผลสูงสุด (Emax)
• ดัชนีการรักษาและ LD50
• สมการ Hill และสัมประสิทธิ์ Hill

Mechanisms

ยาออกฤทธิ์โดยการทำปฏิกิริยากับเป้าหมายระดับโมเลกุล และเมื่อขนาดยาหรือความเข้มข้นเพิ่มขึ้น ผลกระทบก็จะเพิ่มขึ้นจนถึงจุดสูงสุด (Emax) ซึ่งเป็นจุดที่เป้าหมายถูกกระตุ้นอย่างเต็มที่หรือขั้นตอนปลายน้ำกลายเป็นปัจจัยจำกัด การพล็อตผลกระทบเทียบกับลอการิทึมของขนาดยามักจะให้เส้นโค้งรูปตัว S ซึ่งตำแหน่งบนแกนขนาดยาจะสะท้อนถึงความแรง และความสูงจะสะท้อนถึงประสิทธิภาพ รูปแบบ graded อธิบายว่าขนาดของการตอบสนองต่อเนื่องเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรในระบบเดียว ในขณะที่รูปแบบ quantal อธิบายสัดส่วนสะสมของประชากรที่ถึงจุดสิ้นสุดแบบ all-or-none ที่กำหนดไว้เมื่อขนาดยาเพิ่มขึ้น สมการ Hill ให้คำอธิบายทางคณิตศาสตร์มาตรฐานของเส้นโค้งรูปตัว S โดยมีจุดครึ่งหนึ่งของค่าสูงสุด (EC50/ED50) และสัมประสิทธิ์ Hill เป็นพารามิเตอร์กำหนด คำศัพท์มาตรฐานสำหรับปริมาณเหล่านี้กำหนดโดยคณะกรรมการ IUPHAR ด้านเภสัชวิทยาเชิงปริมาณ

Clinical relevance

การวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและการตอบสนองเป็นพื้นฐานในการเปรียบเทียบและสื่อสารความแรงสัมพัทธ์ ผลสูงสุด และขอบเขตความปลอดภัยของยาในสาขาวิทยาศาสตร์สุขภาพ ส่วนนี้จะนำเสนอแนวคิดในระดับเภสัชวิทยาเชิงปริมาณเพื่อการอ้างอิง โดยอธิบายว่าผลของยาถูกกำหนดลักษณะอย่างไร และไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการสั่งยาหรือการเลือกขนาดยาสำหรับแต่ละบุคคล

Evidence & guidelines

คำศัพท์และสัญลักษณ์มาตรฐานสำหรับพารามิเตอร์ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและการตอบสนองได้รับการดูแลโดยคณะกรรมการ IUPHAR ด้านการตั้งชื่อตัวรับและเภสัชวิทยาเชิงปริมาณ และทฤษฎีพื้นฐานได้ถูกรวบรวมไว้ในตำราเภสัชวิทยามาตรฐาน

History

การวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและการตอบสนองเชิงปริมาณเติบโตมาจากการทำงานในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ที่เชื่อมโยงความเข้มข้นของยากับการจับกับตัวรับและผลทางชีวภาพ การสร้างแบบจำลองการทำงานร่วมกันของการจับของ A. V. Hill (ค.ศ. 1910) ได้ให้สมการที่นำมาใช้ในภายหลังสำหรับเส้นโค้งความเข้มข้น-ผลรูปตัว S, Trevan ได้แนะนำ LD50 เป็นวิธีในการหาปริมาณความเป็นพิษ (ค.ศ. 1927) และแบบจำลองการทำงานของ Black และ Leff (ค.ศ. 1983) ได้ทำให้เป็นทางการว่าความเข้มข้นของสารกระตุ้นส่งผลต่อการตอบสนองของเนื้อเยื่ออย่างไร ประวัติของ Colquhoun ติดตามว่าแนวคิดเหล่านี้รวมกันเป็นเภสัชวิทยาเชิงปริมาณที่ถูกกำหนดเป็นรหัสในคำศัพท์ของ IUPHAR ในปัจจุบันได้อย่างไร

Key figures

• Archibald Vivian Hill
• John William Trevan
• James Whyte Black
• Terry Kenakin
• David Colquhoun

Seminal works

• neubig-2003
• colquhoun-2006
• goutelle-2008

Frequently asked questions

เหตุใดเส้นโค้งขนาดยา-การตอบสนองจึงมักถูกพล็อตเทียบกับลอการิทึมของขนาดยา?

ผลของยามักครอบคลุมความเข้มข้นหลายอันดับขนาด; แกนขนาดยาแบบลอการิทึมจะช่วยกระจายค่าเหล่านี้ออกไปและเปลี่ยนความสัมพันธ์พื้นฐานให้เป็นเส้นโค้งรูปตัว S ที่สมมาตรโดยประมาณ ทำให้จุดครึ่งหนึ่งของค่าสูงสุดและช่วงกลางที่เป็นเส้นตรงอ่านและเปรียบเทียบได้ง่าย

อะไรคือความแตกต่างระหว่างเส้นโค้งขนาดยา-การตอบสนองแบบ graded และแบบ quantal?

เส้นโค้งแบบ graded จะพล็อตขนาดของการตอบสนองที่เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องในระบบเดียวเทียบกับขนาดยา; เส้นโค้งแบบ quantal จะพล็อตสัดส่วนสะสมของประชากรที่ถึงจุดสิ้นสุดแบบ all-or-none เทียบกับขนาดยา และใช้เพื่อหาพารามิเตอร์ประชากร เช่น ED50 และ LD50