Кривая доза-эффект (или концентрация-эффект) описывает изменение влияния некоторого лиганда на биологический объект в зависимости от концентрации этого лиганда. Такая кривая может строиться как для индивидуальных клеток или организмов (когда небольшие дозы или концентрации вызывают слабый эффект, а большие — сильный: градуированная кривая) или популяций (в таком случае подсчитывают, у которого процента особей некоторая концентрация или доза лиганда вызывает эффект: корпускулярная кривая ).

Изучение зависимости доза-эффект и построение соответствующих моделей является основным элементом для определения интервала терапевтических и безопасных доз и / или концентраций лекарств или других химических веществ, с которыми сталкивается человек или другой биологический объект.

Основными параметрами, которые определяются при построении моделей, является максимальный возможный эффект (Е max) и доза (концентрация), что вызывает полумаксимального эффект (ED 50 и EC 50, соответственно).

При проведении такого типа исследований надо иметь в виду, что форма зависимости доза-эффект обычно зависит от времени экспонирования биологического объекта к действию исследуемого вещества (ингаляция, прием с пищей, попадания на кожу, и т.д.); поэтому количественная оценка эффекта в случае разного времени экспонирования и различных путей попадания лиганда в организм чаще всего приводит к разным результатам. Итак, в экспериментальном исследовании эти параметры должны быть унифицированными.

Свойства кривой

Кривая доза-эффект — это двумерный график, показывающий зависимость ответы биологического объекта от величины стресс-фактора (концентрация токсичного вещества или загрязнителя, температура, интенсивность облучения и т. Д.). Под ответом исследователь может подразумевать физиологический или биохимический процесс, или даже уровень смертности; следовательно единицами измерения могут быть количество особей (в случае смертности), упорядоченные описательные категории (например, степень повреждений), или физические или химические единицы (величина кровяного давления, активность фермента). Обычно в клиническом исследовании изучаются несколько эффектов на разных организационных уровнях объекта исследования (клеточный, тканевый, организменный, популяционный).

При построении кривой доза исследованной вещества или его концентрация (обычно в миллиграммах или граммах на килограмм массы тела, или в миллиграммах на кубический метр воздуха при ингаляционном внесении) обычно откладывается по оси абсцисс, а величина эффекта — по оси ординат. В некоторых случаях (обычно при большом промежутке доз между минимальным эффектом можно зарегистрировать, и максимальным возможным эффектом) на оси ординат используется логарифмична шкала (такой вариант построения еще называют "напивлогарифмични координаты»). Чаще всего кривая доза-эффект имеет сигмоидну форму и описывается уравнением Хилла, особенно наглядно проявляется в напивлогарифмичних координатах.

Статистический анализ кривой обычно выполняется методами статистической регрессии, таким как пробит-анализ, логит-анализ, или методом Спирмена-Кербера. При этом моделям, в которых используется нелинейная аппроксимация, обычно предпочитают сравнению с линейными или линеаризованимы, даже если эмпирическая зависимость выглядит линейной на исследованном интервале: это делается исходя из того, что в абсолютном большинстве зависимостей доза-эффект механизмы развития эффекта являются нелинейными, но распределение экспериментальных данных может выглядеть линейным при некоторых специфических обстоятельствах и / или на некоторых интервалах доз.

Также довольно частым приемом анализа кривой доза-эффект является ее аппроксимация уравнением Хилла для определения степени кооперативности эффекта.

Изображения по теме

  • Кривая доза эффект