Đường cong đáp ứng theo liều phân cấp và hình dạng sigmoid

Đường cong đáp ứng theo liều phân cấp biểu thị mức độ của một đáp ứng biến thiên liên tục trong một hệ thống sinh học duy nhất theo liều hoặc nồng độ của một loại thuốc. Khi trục liều là logarit, mối quan hệ này thường có dạng sigmoid (hình chữ S) đặc trưng: ít tác dụng ở liều rất thấp, tăng dốc gần như tuyến tính trong một khoảng trung gian và đạt đến mức bão hòa khi tác dụng tối đa được tiếp cận.

Definition

Đường cong đáp ứng theo liều phân cấp là biểu đồ thể hiện mức độ liên tục của một hiệu ứng dược lý trong một hệ thống cá thể theo liều hoặc nồng độ thuốc, thường được vẽ trên trục liều logarit, nơi nó có dạng sigmoid được giới hạn bởi đường nền và hiệu ứng tối đa (Emax).

Scope

Chủ đề này bao gồm việc xây dựng và đọc các đường cong đáp ứng theo liều phân cấp, lý do tại sao trục liều logarit tạo ra hình dạng sigmoid, ý nghĩa của các tiệm cận dưới và trên cùng, vùng giữa dốc, và cách đường cong này khác với dạng định lượng dựa trên quần thể. Đây là tài liệu tham khảo-giáo dục và không đưa ra hướng dẫn về liều lượng.

Core questions

• Đường cong đáp ứng theo liều phân cấp đo lường điều gì và nó khác với đường cong định lượng như thế nào?
• Tại sao việc biểu diễn hiệu ứng theo logarit của liều lại tạo ra hình dạng sigmoid?
• Tiệm cận dưới, vùng giữa dốc và vùng cao nguyên trên của đường cong đại diện cho điều gì?
• Làm thế nào để đọc hiệu lực và hiệu ứng tối đa từ một đường cong phân cấp?

Key concepts

• Đáp ứng phân cấp (liên tục)
• Trục liều logarit
• Hình dạng sigmoid
• Tiệm cận dưới và trên
• Hiệu ứng tối đa (Emax)
• Vùng giữa dốc và vị trí đường cong
• Biểu đồ tuyến tính (số học) so với bán logarit

Mechanisms

Trong một đáp ứng phân cấp, hiệu ứng thay đổi liên tục theo liều, phản ánh tỷ lệ ngày càng tăng của các phân tử đích được gắn kết và sự truyền tín hiệu từ sự gắn kết đó thành một đầu ra có thể đo lường được. Trên trục liều số học, đường cong là một hyperbol chữ nhật tăng lên đến mức tối đa; việc chuyển đổi trục liều sang logarit kéo dài vùng liều thấp và nén vùng liều cao, biến hyperbol thành một sigmoid đối xứng. Tiệm cận dưới tương ứng với đường nền với sự chiếm giữ đích không đáng kể, vùng trung tâm dốc tương ứng với khoảng mà những thay đổi nhỏ trong logarit liều tạo ra những thay đổi lớn về hiệu ứng, và vùng cao nguyên trên cùng tương ứng với hiệu ứng tối đa mà hệ thống có thể tạo ra khi sự chiếm giữ hoặc một bước tiếp theo đã bão hòa. Vị trí của đường cong dọc theo trục liều phản ánh hiệu lực, trong khi chiều cao của vùng cao nguyên phản ánh hiệu quả; thuật ngữ tiêu chuẩn cho các đặc điểm này được thiết lập bởi ủy ban IUPHAR, và sigmoid được chính thức hóa bằng phương trình Hill.

Clinical relevance

Đường cong đáp ứng theo liều phân cấp là công cụ khái niệm để mô tả và so sánh mối quan hệ giữa phơi nhiễm và cường độ tác dụng của thuốc giữa các loại thuốc. Mục này trình bày nó để tham khảo giáo dục; nó mô tả cách các hiệu ứng thay đổi theo liều và không phải là cơ sở để lựa chọn liều cho bệnh nhân.

History

Đường cong đáp ứng theo liều phân cấp xuất hiện từ lý thuyết chiếm giữ thụ thể ban đầu, liên kết tỷ lệ thụ thể bị chiếm giữ với mức độ đáp ứng. Việc sử dụng trục liều logarit để tuyến tính hóa vùng giữa dốc đã trở thành thực hành tiêu chuẩn trong dược lý định lượng, và lịch sử của Colquhoun đã chỉ ra cách các mô hình chiếm giữ và việc khớp đường cong đã củng cố đường cong phân cấp hiện đại.

Key figures

• Archibald Vivian Hill
• Terry Kenakin
• David Colquhoun

Seminal works

• neubig-2003
• colquhoun-2006

Frequently asked questions

Tại sao đường cong đáp ứng theo liều có dạng sigmoid khi được vẽ trên trục liều logarit?

Trên trục số học, mối quan hệ cơ bản là một hyperbol bão hòa; việc lấy logarit của liều kéo dài khoảng nồng độ thấp và nén khoảng nồng độ cao, biến hyperbol thành một đường cong hình chữ S đối xứng với một điểm bán tối đa dễ dàng xác định.

Vùng cao nguyên ở đỉnh của đường cong phân cấp đại diện cho điều gì?

Nó đại diện cho hiệu ứng tối đa (Emax) mà hệ thống có thể tạo ra: vượt quá điểm này, việc thêm thuốc không làm tăng đáp ứng, vì đích đã được gắn kết hoàn toàn hoặc một bước tiếp theo đã trở thành yếu tố giới hạn tốc độ.