EC 50 -EC50

Die Gewebereaktion (y-Achse) auf einen Agonisten in logarithmischer Konzentration (x-Achse) in Gegenwart verschiedener Antagonistenkonzentrationen. Die EC 50 des Agonisten wird durch die x-Koordinate dargestellt, die dem Halbmaximum der ganz linken Kurve entspricht. Dies wird mit [A] bezeichnet.

Die halbe maximale effektive Konzentration (EC 50 ) bezieht sich auf die Konzentration eines Arzneimittels, Antikörpers oder Giftstoffes, die nach einer bestimmten Expositionszeit eine Reaktion auf halbem Weg zwischen der Grundlinie und dem Maximum induziert . Einfacher ausgedrückt kann EC 50 als die Konzentration definiert werden, die erforderlich ist, um eine 50%ige [...] Wirkung zu erzielen, und kann auch als [A] 50 geschrieben werden . Es wird allgemein als Maß für die Potenz eines Arzneimittels verwendet , und die Verwendung von EC 50 wird der „Potenz“ vorgezogen, die wegen ihrer Unbestimmtheit kritisiert wurde. EC 50 ist ein Maß für die Konzentration, ausgedrückt in molaren Einheiten (M), wobei 1 M 1  mol / L entspricht .

Die EC 50 einer abgestuften Dosis-Wirkungs-Kurve stellt daher die Konzentration einer Verbindung dar, bei der 50 % ihrer maximalen Wirkung beobachtet werden. Die EC 50 einer quantitativen Dosis-Wirkungs-Kurve stellt die Konzentration einer Verbindung dar, bei der 50 % der Bevölkerung nach einer bestimmten Expositionsdauer eine Reaktion zeigen.

Zur Verdeutlichung zeigt eine abgestufte Dosis-Wirkungs-Kurve die abgestufte Wirkung des Arzneimittels (y-Achse) über die Dosis des Arzneimittels (x-Achse) bei einem oder einem Durchschnitt von Probanden. Eine quantitative Dosis-Wirkungs-Kurve zeigt den Prozentsatz der Patienten, bei denen eine Reaktion auf eine Alles-oder-Nichts-Weise (y-Achse) über der Dosis des Arzneimittels (x-Achse) festgestellt wurde.

Für kompetitive Bindungsassays und funktionelle Antagonistenassays ist IC 50 das gebräuchlichste zusammenfassende Maß der Dosis-Antwort-Kurve. Bei Agonisten-/Stimulator-Assays ist die häufigste zusammenfassende Messung die EC 50 .

Der EC 50 ist auch mit IC 50 verwandt, der ein Maß für die Hemmung einer Verbindung ist (50% Hemmung).

Berechnung von EC 50

Biologische Reaktionen auf Ligandenkonzentrationen folgen typischerweise einer sigmoidalen Funktion. Der Wendepunkt, an dem die Zunahme der Reaktion mit steigender Ligandenkonzentration zu verlangsamen beginnt, ist die EC 50 , die mathematisch durch Ableitung der Best-Fit-Gerade bestimmt werden kann. Es ist zwar bequemer, sich zur Schätzung auf ein Diagramm zu verlassen, aber diese typische Methode liefert weniger genaue Ergebnisse und weniger präzise.

Die Reaktion oder Wirkung E ist sowohl von der Bindung des Arzneimittels als auch von dem an das Arzneimittel gebundenen Rezeptor abhängig. Der Agonist , der an den Rezeptor bindet und die Reaktion auslöst, wird normalerweise mit A oder D abgekürzt. Bei niedrigen Agonistenkonzentrationen [A] ist die Reaktion E unermesslich niedrig, aber bei höheren [A] wird E messbar. E steigt mit [A] bis zu einem ausreichend hohen [A], wenn E in Richtung einer asymptotischen maximal erreichbaren Reaktion Plateau erreicht, E max . Die [A], bei der E 50 % von E max beträgt, wird als die halbmaximale effektive Konzentration bezeichnet und mit EC 50 oder selten [A] 50 abgekürzt . Der Begriff "Potenz" bezieht sich auf den EC 50 -Wert. Je niedriger die EC 50 , desto geringer ist die Konzentration eines Medikaments, um 50% der maximalen Wirkung zu erzielen und desto höher ist die Potenz. Die EC 10 und EC 90 Konzentrationen, um 10 % und 90 % maximale Antworten zu induzieren, sind ähnlich definiert.

Es gibt eine breite Palette von EC 50 -Werten von Arzneimitteln; sie liegen typischerweise irgendwo zwischen nM und mM. Daher ist es oft praktischer, anstelle von EC 50 auf die logarithmisch transformierten p EC 50 -Werte zu verweisen , wobei

.

Beziehung zu Affinität und Wirksamkeit

Die Potenz eines Medikaments hängt von der Affinität und Wirksamkeit des Medikaments ab .

Affinität

Affinität beschreibt, wie gut ein Medikament an einen Rezeptor binden kann. Eine schnellere oder stärkere Bindung wird durch eine höhere Affinität oder äquivalent eine niedrigere Dissoziationskonstante dargestellt. Der EC 50 sollte nicht mit der Affinitätskonstante K d verwechselt werden . Während erstere die Wirkstoffkonzentration widerspiegelt, die für ein Maß an Gewebereaktion benötigt wird, spiegelt letzteres die Wirkstoffkonzentration wider, die für eine Menge an Rezeptorbindung benötigt wird.

Wirksamkeit

Die Wirksamkeit ist die Beziehung zwischen der Rezeptorbelegung und der Fähigkeit, eine Reaktion auf molekularer, zellulärer, Gewebe- oder Systemebene zu initiieren.

Beziehung zur Hill-Gleichung

Der EC 50 bezieht sich auf die Hill-Gleichung , die eine Funktion der Agonistenkonzentration ist, [A]:

wobei E die beobachtete Reaktion oder Wirkung oberhalb der Basislinie ist und nH der Hill-Koeffizient die Steigung der Kurve widerspiegelt.

Der EC 50 stellt den Wendepunkt der Hill-Gleichung dar, ab dem Erhöhungen von [A] weniger Einfluss auf E haben. In Dosis-Wirkungs-Kurven wird oft der Logarithmus von [A] verwendet , wodurch die Hill-Gleichung in eine sigmoidale logistische Funktion umgewandelt wird . Der EC 50 repräsentiert in diesem Fall den ansteigenden Abschnitt der Sigmoidkurve.

Einschränkungen

Die Auswirkungen eines Stressors oder Medikaments hängen im Allgemeinen von der Expositionszeit ab. Daher ist der EC 50 (und ähnliche Statistiken) eine Funktion der Expositionszeit. Die genaue Form dieser Zeitfunktion hängt vom Stressor (zB dem spezifischen Giftstoff), seinem Wirkungsmechanismus, dem exponierten Organismus usw. ab. Diese Zeitabhängigkeit behindert den Vergleich der Wirksamkeit oder Toxizität zwischen Verbindungen und zwischen verschiedenen Organismen.

Ein Arzneimittel wird keinen einzigen EC 50- Wert aufweisen , da verschiedene Gewebe unterschiedliche Empfindlichkeiten gegenüber dem Arzneimittel aufweisen (teilweise aufgrund der gewebespezifischen Rezeptorexpression). Darüber hinaus hängt EC 50 von vielen Faktoren ab, einschließlich Spezies, Gewebe und Zelltyp und Genetik.

Siehe auch

Verweise

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  2. ^ EC50-Schätzung der antioxidativen Aktivität im DPPH-Assay unter Verwendung mehrerer statistischer Programme
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  7. ^ EC50-Gleichung Archiviert 2012-04-17 bei der Wayback Machine

Externe Links