Mối quan hệ liều lượng – đáp ứng

Trong dược lực học, mối quan hệ liều lượng – đáp ứng mô tả mức độ thay đổi của tác dụng thuốc theo liều lượng được dùng hoặc nồng độ đạt được tại vị trí tác dụng. Việc định lượng mối quan hệ này – thường là dưới dạng đường cong sigmoid trên trục liều lượng logarit – là nền tảng thực nghiệm cốt lõi để so sánh các loại thuốc về hiệu lực và hiệu quả, cũng như để hiểu cách sự chiếm giữ thụ thể được chuyển thành đáp ứng sinh học.

Definition

Mối quan hệ liều lượng – đáp ứng là mối liên hệ định lượng giữa liều lượng hoặc nồng độ của thuốc và mức độ của tác dụng dược lý thu được, được đặc trưng bằng đồ thị bởi đường cong liều lượng – đáp ứng (nồng độ – tác dụng) và được tóm tắt bằng số bởi các thông số như nồng độ hiệu quả bán tối đa và tác dụng tối đa.

Scope

Lĩnh vực này định hướng người đọc đến các dạng mối quan hệ liều lượng – đáp ứng theo cấp độ và theo định lượng, cũng như các thông số được rút ra từ chúng: hiệu lực và hiệu quả, các điểm bán tối đa ED50, EC50 và IC50, LD50 định lượng và chỉ số điều trị, và phương trình Hill tạo nên hình dạng đường cong. Nó đóng khung các khái niệm này như các khái niệm dược lý định lượng; đây là tài liệu tham khảo-giáo dục và không chứa hướng dẫn về liều lượng hoặc điều trị.

Core questions

• Mức độ tác dụng của thuốc liên quan đến liều lượng hoặc nồng độ như thế nào?
• Điều gì phân biệt đường cong liều lượng – đáp ứng theo cấp độ với đường cong định lượng?
• Những thông số nào – hiệu lực, hiệu quả, EC50, Emax – tóm tắt đường cong liều lượng – đáp ứng, và mỗi thông số có ý nghĩa gì?
• Phương trình Hill mô tả hình dạng sigmoid điển hình của đường cong như thế nào?

Key concepts

• Đường cong liều lượng – đáp ứng theo cấp độ
• Đường cong liều lượng – đáp ứng định lượng
• Mối quan hệ nồng độ – tác dụng sigmoid
• Hiệu lực và hiệu quả
• EC50, ED50 và IC50
• Tác dụng tối đa (Emax)
• Chỉ số điều trị và LD50
• Phương trình Hill và hệ số Hill

Mechanisms

Một loại thuốc tạo ra tác dụng bằng cách tương tác với một đích phân tử, và khi liều lượng hoặc nồng độ tăng lên, tác dụng cũng tăng cho đến khi đạt mức tối đa (Emax), tại đó đích được gắn kết hoàn toàn hoặc một bước tiếp theo trở thành yếu tố giới hạn. Vẽ đồ thị tác dụng theo logarit của liều lượng thường cho ra một đường cong sigmoid mà vị trí của nó trên trục liều lượng phản ánh hiệu lực và chiều cao của nó phản ánh hiệu quả. Dạng theo cấp độ mô tả cách kích thước của một đáp ứng liên tục thay đổi trong một hệ thống duy nhất, trong khi dạng định lượng mô tả phần tích lũy của một quần thể đạt đến một điểm cuối xác định tất cả-hoặc-không khi liều lượng tăng lên. Phương trình Hill cung cấp mô tả toán học tiêu chuẩn của đường cong sigmoid, với điểm bán tối đa (EC50/ED50) và hệ số Hill là các thông số xác định của nó. Thuật ngữ tiêu chuẩn cho các đại lượng này được quy định bởi ủy ban IUPHAR về dược lý định lượng.

Clinical relevance

Phân tích mối quan hệ liều lượng – đáp ứng là cơ sở để so sánh và truyền đạt hiệu lực tương đối, tác dụng tối đa và biên độ an toàn của thuốc trong khoa học sức khỏe. Lĩnh vực này trình bày các khái niệm ở cấp độ dược lý định lượng để tham khảo; nó mô tả cách các tác dụng của thuốc được đặc trưng và không phải là cơ sở để kê đơn hoặc lựa chọn liều lượng cá nhân.

Evidence & guidelines

Các thuật ngữ và ký hiệu tiêu chuẩn cho các thông số liều lượng – đáp ứng được duy trì bởi ủy ban IUPHAR về danh pháp thụ thể và dược lý định lượng, và lý thuyết cơ bản được củng cố trong các sách giáo khoa dược lý tiêu chuẩn.

History

Phân tích định lượng mối quan hệ liều lượng – đáp ứng phát triển từ công trình đầu thế kỷ 20 liên kết nồng độ thuốc với sự chiếm giữ thụ thể và tác dụng sinh học. Mô hình hóa sự hợp tác gắn kết của A. V. Hill (1910) đã cung cấp phương trình sau này được áp dụng cho các đường cong nồng độ – tác dụng sigmoid, Trevan đã giới thiệu LD50 như một cách để định lượng độc tính (1927), và mô hình hoạt động của Black và Leff (1983) đã chính thức hóa cách nồng độ chất chủ vận ánh xạ đến đáp ứng mô. Lịch sử của Colquhoun theo dõi cách các luồng này hợp nhất thành dược lý định lượng hiện được mã hóa trong thuật ngữ IUPHAR.

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

Tại sao các đường cong liều lượng – đáp ứng thường được vẽ theo logarit của liều lượng?

Tác dụng của thuốc thường trải dài trên nhiều bậc độ lớn của nồng độ; một trục liều lượng logarit trải rộng các giá trị này và biến mối quan hệ cơ bản thành một đường cong sigmoid đối xứng gần đúng, giúp dễ dàng đọc và so sánh điểm bán tối đa và khoảng giữa tuyến tính.

Sự khác biệt giữa đường cong liều lượng – đáp ứng theo cấp độ và định lượng là gì?

Đường cong theo cấp độ vẽ đồ thị mức độ thay đổi liên tục của một đáp ứng trong một hệ thống cá thể theo liều lượng; đường cong định lượng vẽ đồ thị tỷ lệ tích lũy của một quần thể đạt đến một điểm cuối tất cả-hoặc-không theo liều lượng, và được sử dụng để rút ra các thông số quần thể như ED50 và LD50.