药物剂量与效应关系详解
药物剂量与效应关系详解
药物剂量与效应之间存在着密切的关系，这种关系在药理学研究中具有重要的意义。本文将详细介绍药物剂量与效应的关系，以及相关的专业术语和概念。
剂量-效应关系与浓度-效应关系
药物的药理效应与剂量在一定范围内成比例，这就是剂量-效应关系（dose-effect relationship）。由于药理效应与血药浓度的关系更为密切，因此在药理学研究中更常用浓度-效应关系（concentration-effect relationship）。
当以效应强弱为纵坐标、药物浓度为横坐标作图时，可以得到直方双曲线（rectangular hyperbola）。如果将药物浓度改用对数值作图，则会呈现典型的对称S型曲线，这就是通常所说的量效曲线（图2-1）。
图2-1 药物作用的量效关系曲线
量反应与质反应
药理效应的强弱可以分为两种类型：量反应（graded response）和质反应（all-or-none response或quantal response）。
- 量反应：效应强度是连续变化的，可以用具体数量或最大反应的百分率表示。例如，血压的升降、平滑肌的舒缩等。
- 质反应：效应只能用全或无、阳性或阴性来表示。例如，死亡与生存、抽搐与不抽搐等。需要用多个动物或多个实验标本的阳性率来表示。
对于质反应，如果用累加阳性率对数剂量（或浓度）作图，也会呈现典型的对称S型量效曲线（图2-2）。
图2-2 质反应的频数分布曲线和累加量效曲线
频数分布曲线：100个人的有限剂量分布情况（常态分布）；累加量效曲线：频数分布曲线中每个长方形的累加曲线
量效曲线的关键位点
从量效曲线中可以看出几个关键位点：
- 最小有效浓度（minimum effective concentration）：即刚能引起效应的阈浓度（threshold concentration）。
- 半数有效量（median effective dose）：能引起50%阳性反应（质反应）或50%最大效应（量反应）的浓度或剂量，分别用半数有效浓度（EC50）及半数有效剂量（ED50）表示。
- 最大效能（maximum efficacy）：当继续增加浓度或剂量而效应量不再继续上升时，在量反应中称为最大效能，反映药物的内在活性。
- 效应强度（potency）：能引起等效反应（一般采用50%效应量）的相对浓度或剂量，反映药物与受体的亲和力，其值越小则强度越大。
例如，利尿药以每日排钠量为效应指标进行比较时，氢氯噻嗪的效应强度大于呋塞米，而后者的最大效能大于前者（图2-3）。
图2-3 各种利尿药的作用强度及最大效能比较
安全性指标
药物的安全性指标主要包括治疗指数（therapeutic index）和安全范围（margin of safety）。
- 治疗指数：TD50/ED50或TC50/EC50的比值，是药物的安全性指标。治疗指数为4的药物相对较治疗指数为2的药物安全。但由于TD与ED两条量曲线的首尾可能重叠，因此不能仅凭治疗指数判断药物安全性。
- 安全范围：ED95～TD5之间的距离，其值越大越安全。在动物实验中常用LD50/ED50作为治疗指数，性质相似。
将ED与TD两条量效曲线同时画出并加以比较，可以更具体地评估药物的安全性（图2-4）。
图2-4 药物的安全性指标：治疗指数及安全范围
A药的治疗指数比B药大 A药与C药的治疗指数相等，但A药的安全范围较大 C药的治疗指数比B药大，而安全范围无区别
○有效量的量效关系 △中毒量的量效关系 ●有效百分数减中毒百分数
剂量规范
各国药典都制定了常用药物的剂量范围，对于剧毒类药品还规定了极量（包括单剂量、一日量及疗程量）。超限用药造成不良后果医生应负法律责任。