Полумаксимальная эффективная концентрация ( EC 50 ) является мерой концентрации лекарственного средства, антитела или токсиканта, которая вызывает биологический ответ на полпути между исходным уровнем и максимумом после определенного времени воздействия. [1] Проще говоря, EC 50 можно определить как концентрацию, необходимую для получения 50% [...] эффекта [2] и также можно записать как [A] 50 . [3] Его обычно используют в качестве меры эффективности препарата , хотя использование EC 50 предпочтительнее, чем «активность», которую критиковали за ее неопределенность. [3] ЕС 50 является мерой концентрации, выраженной в молярных единицах (М), где 1 М эквивалентен 1 моль / л .
Таким образом , EC 50 ступенчатой кривой доза-эффект представляет собой концентрацию соединения, при которой наблюдается 50% его максимального эффекта. [4] EC 50 кривой квантовой дозы-эффекта представляет собой концентрацию соединения, при которой 50% населения проявляют ответ, [5] после определенной продолжительности воздействия.
Для пояснения градуированная кривая «доза-эффект» показывает градуированный эффект лекарственного средства (ось y) в зависимости от дозы лекарственного средства (ось x) у одного или среднего субъекта. Кривая количественного ответа на дозу показывает процент субъектов, у которых ответ отмечается по принципу «все или ничего» (ось y) по сравнению с дозой лекарственного средства (ось x).
Для анализов конкурентного связывания и анализов функциональных антагонистов IC 50 является наиболее распространенным суммарным показателем кривой «доза-эффект». Для анализов агонистов/стимуляторов наиболее распространенным суммарным показателем является ЕС 50 . [6]
ЕС 50 также связан с IC 50 , который является мерой ингибирования соединения (50% ингибирование).
Биологические реакции на концентрации лигандов обычно следуют сигмоидальной функции. Точкой перегиба , в которой усиление реакции с увеличением концентрации лиганда начинает замедляться, является EC 50 , которую можно определить математически путем получения линии наилучшего соответствия. Хотя для оценки удобнее полагаться на график, этот типичный метод дает менее точные и менее точные результаты. [6]
Ответ или эффект E зависит как от связывания лекарства, так и от рецептора, связанного с лекарством. Агонист , который связывается с рецептором и инициирует ответ, обычно обозначается сокращенно A или D. При низких концентрациях агониста [A] ответ E неизмеримо низок, но при более высоких [A] E становится измеримым. E увеличивается с увеличением [A] до тех пор, пока не достигнет достаточно высокого значения [A], когда E выйдет на плато в сторону асимптотического максимально достижимого отклика E max . [А], при котором Е составляет 50% от Емакс, называется половиной максимальной эффективной концентрации и обозначается сокращенно ЕС 50 или реже [А] 50 . Термин «активность» относится к значению ЕС 50 . Чем ниже EC 50 , тем меньшая концентрация лекарства требуется для достижения 50% максимального эффекта и тем выше эффективность. Концентрации ЕС 10 и ЕС 90 , вызывающие 10% и 90% максимальные ответы, определяются аналогично.
Существует широкий диапазон значений ЕС 50 лекарств; они обычно находятся в пределах от нМ до мМ. Следовательно, зачастую более практично использовать логарифмически преобразованные значения p EC 50 вместо EC 50 , где
.
Эффективность лекарства зависит от его сродства и эффективности .
Сродство описывает, насколько хорошо лекарство может связываться с рецептором. Более быстрое или более сильное связывание представлено более высоким сродством или, что то же самое, более низкой константой диссоциации. EC 50 не следует путать с константой сродства K d . В то время как первое отражает концентрацию лекарственного средства, необходимую для определенного уровня тканевого ответа, второе отражает концентрацию лекарственного средства, необходимую для определенного связывания с рецептором.
Эффективность – это взаимосвязь между занятостью рецептора и способностью инициировать ответ на молекулярном, клеточном, тканевом или системном уровне.
EC 50 относится к уравнению Хилла , которое является функцией концентрации агониста, [A]:
где E — наблюдаемая реакция или эффект выше базовой линии, а n — коэффициент Хилла , отражающий наклон кривой. [7]
EC 50 представляет собой точку перегиба уравнения Хилла, за пределами которой увеличение [A] оказывает меньшее влияние на E. На кривых доза- эффект часто берется логарифм [A], превращающий уравнение Хилла в сигмоидальную логистическую функцию. . В этом случае ЕС 50 представляет собой восходящий участок сигмовидной кривой.
Эффекты стрессора или лекарства обычно зависят от времени воздействия. Следовательно, EC 50 (и аналогичные статистические данные) будут зависеть от времени воздействия. Точная форма этой временной функции будет зависеть от фактора стресса (например, конкретного токсиканта), механизма его действия, подвергающегося воздействию организма и т. д. Эта зависимость от времени затрудняет сравнение эффективности или токсичности между соединениями и между различными организмами.
Лекарственное средство не будет иметь единого значения ЕС 50 из-за того, что разные ткани имеют разную чувствительность к лекарственному средству (частично из-за экспрессии тканеспецифических рецепторов). [ нужна цитация ] Кроме того, EC 50 зависит от многих факторов, включая вид, тип ткани и клеток, а также генетику. [ нужна цитата ]
![{\displaystyle E={\frac {{[A]}^{n}\times {E_ {\mathrm {max} }}}{{[A]}^{n}+\mathrm {EC} _{50 }^{n}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/655b52301235f8884480e0b617f5b5e6d2759623)