量效关系曲线
药物的量效关系及时效关系
药物的量效关系及时效关系在一定范围内，药物的效应与给药剂量成正比，随给药剂量增加，药物的作用或效应相应增大。
以效应为纵坐标，浓度为横坐标，可绘制反映药物剂量-效应关系的曲线，称量效曲线。
应当指出，多数药物的量效曲线并非呈简单的直线关系。
因此，全面、合理地分析药物的量效关系对指导临床合理用药具有极为重要的意义。
1 量反应的量效关系1.1 量反应的量效曲线以药物浓度为横坐标，效应为纵坐标，绘制的曲线即为量反应的量效曲线。
随着用药剂量增加，药效由弱到强，直至达到最大效应。
低剂量时，药效随药量增加明显增大，其后药效增加趋势逐渐减弱，达某一限度(Emax)时，剂量再增加效应增大不明显，故量效曲线呈长尾S形曲线。
若将药物剂量转换成对数值，绘制的曲线为一对称的S形曲线，通过对该曲线分析，可以了解药物量效关系的特征，并获得反映该关系的参数。
(1)最小有效量：药物能引起可观测效应的阈剂量或阈浓度。
(2)半最大效应剂量：药物产生50％最大效应的剂量或浓度。
(3)药物的效能：药物能产生的最大效应(Emax)。
(4)量效曲线斜率：量效曲线中段近似呈直线，其斜率大小可反映药效强弱。
斜率大，直线陡峻，提示药效剧烈；斜率小，直线平缓，提示药效温和。
1.2 量反应量效关系的临床意义经量效曲线分析所获知的药物效能可用于评价药物效应的强弱，效能大者药效较强。
但效能相等的两药，效应强度并不一定相等。
如中效利尿药氢氯噻嗪与环戊噻嗪的效能相等，但两者强弱不等。
欲使尿液日排钠量达100mmol，氢氯噻嗪用量需10mg，而环戊噻嗪仅需0.3mg。
2 质反应的量效关系2.1 质反应的量效曲线药物引起质反应常需剂量达到某一临界值才能产生，由于药物作用的个体差异，相同剂量药物对不同个体可能引起阳性结果，也可能引起阴性结果。
因此，临界剂量的确定必须通过对多个或多组对象的实验，测得阳性反应百分率。
以药物的对数剂量为横坐标，以累积阳性率为纵坐标作图，可获得对称S形曲线，即为质反应量效曲线。
量效曲线
二节药物剂量与效应关系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 rela-tion-ship)。
由于药理效应与血药浓度的关系较为密切，故在药理学研究中更常用浓度-效应关系(concentration-effect relationship)。
用效应强弱为纵座标、药物浓度为横座标作图得直方双曲线(rectangular hyperbola)。
如将药物浓度改用对数值作图则呈典型的对称S型曲线，这就是通常所讲的量效曲线（图2-1）。
药理效应强弱有的是连续增减的量变，称为量反应(graded response)，例如血压的升降、平滑肌舒缩等，用具体数量或最大反应的百分率表示。
有些药理效应只能用全或无，阳性或阴性表示称为质反应(all-or-none response或quantal response),如死亡与生存、抽搐与不抽搐等，必需用多个动物或多个实验标本以阳性率表示。
用累加阳性率对数剂量（或浓度）作图也呈典型对称S型量效曲线（图2-2）。
从上述两种量效曲线可以看出下列几个特定位点：最小有效浓度(minimum effective concentration)，即刚能引起效应的阈浓度（threshold concentration)。
如果横座标用剂量表示，将“浓度”改为“剂量”即可，下同。
半数有效量(median effective dose)是能引起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。
如果效应指标为中毒或死亡则可改用半数中毒浓度（TC50）、半数中毒剂量（TD50）或半数致死浓度(LC50)、半数致死剂量（LD50）表示。
继续增加浓度或剂量而效应量不再继续上升时，这在量反应中称为最大效能(maximum efficacy)，反映药物的内在活性。
在质反应中阳性反应率达100%，再增加药量也不过如此。
药物的量效关系.
量效关系概念：
药物作用的量效关系曲线
一、量反应：药理效应的高低可以用数字或量的分级来 表示。 如：心率、血压、血糖浓度等。
效 应 Emax 效能——药物所能产生的最大效应。A>B （Emax） 效价——引起同等效应所需的剂量，剂量 小的效价高。 A>B
A B
Emax
A
B
剂量
1、半数致死量（LD50）：引起半数实验动物死亡时的药物剂量。
lgLD50
━ 药物 A；┅ 药物 B
LD5 4、安全指数= ED95 5、安全界限（范围）：
药物的最小有效量——最小中毒量的范围
2、半数有效量（ED50）：引起半数实验动物有效时的药物剂量。 LD50是药物毒性大小的指标， 值越 小 ，毒性越大。
3、治疗指数（TI）= LD50/ ED50 TI是估计药物安全性大小的指标， 一般值越 大，安全性越大。
E（ % ）
ED
100
75
死亡
EDA EDB
LDALDB50 25lgED50 对数 剂量
药物效应的量效关系和构效关系
与受体结合后具有更好的选择性、 亲和力和调节效化合物。此外，构效关系也能用 于改进药代动力学的性质。
此外，还可利用X-光结晶学或磁共 振(NMR)光谱法初始测定原子分辨 配基，以帮助受体结构和药物受体 复合物的鉴定。当整个受体结构还 不清楚的情况时，结合药物的构象 常能提供受体结合部位的镜象。
化学结构非常近似的药物能与同一 受体或酶结合，引起相似（拟似药） 或相反的作用（拮抗药）。例如卡 巴胆碱、毒蕈碱与丙胺太林（普鲁 本辛）的化学结构很相似，但前两 药具有拟胆碱作用，而后一药却为 抗胆碱药。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
构效关系的研究常可导致有效治疗 药物的合成，因为分子构型的变化 可改变药物的作用，由此可能合成 一个治疗作用较强的，而副作用较 小的同类药物。
物反应以在某一小样本群体中出现的频 构效关系的研究常可导致有效治疗
物反应以在某一小样本群体中出现的频 以通过量效曲线以及效能或等效剂
数为纵坐标，以剂量为横坐标作图，质 每个药物由于化学结构的不同，因
药物都有其常规的治疗量 质反应指药理效应以阳性或阴性的形式
反应的量效曲线呈常态分布曲线；若以 (maximal effect, Emax)称为效能
二、质反应的量效曲线
质反应指药理效应以阳性或阴性的形式
来表示，其量效曲线称为质反应的量效 反应的量效曲线呈常态分布曲线；
质反应指药理效应以阳性或阴性的形式 键提供者的位置和定向等。
曲线 (quantal dose-respone curve)。若药 常以LD50/ED50表示。
浓度改为以对数剂量或对数浓度表示，则 物的性质，从而在受体获得最佳表达， 位和受体之间正确建立模型，这样的
药物效应的量效关系和构效 关系
在量效关系中效应有两类表达法，一类是 “量反应”，即在个体上反映的效应强度
机能实验(量效曲线)
医科大学机能学实验报告实验日期：2014年11月6日星期四上午带教教师：专业班级：临床班——组胺和抗组胺药对离体豚鼠回肠的作用一、实验目的学习绘制量效曲线，掌握量效关系、竞争性拮抗药、非竞争性拮抗药等概念，熟悉实验装置。
二、实验原理量效关系曲线是指在一定范围内药理效应与剂量之间的正相关关系。
组胺能使豚鼠的平滑肌收缩，随着用药量增加，肠肌的收缩幅度也增加，而苯海拉明作为竞争性拮抗药使得豚鼠肠肌收缩所需的药的浓度增加，罂粟碱作为非竞争性拮抗药使得豚鼠的肠肌的收缩幅度降低。
pD2：受体激动剂的受体亲和力指数，即受体激动剂引起最大效应的50%时所需计量的摩尔浓度的负对数值。
pA2：即拮抗参数，当激动药与拮抗药合用时，使2倍浓度激动药仅产生原浓度（未加入拮抗药的浓度）激动药的效应所需拮抗药摩尔浓度的负对数值。
三、实验仪器设备Medlab生物信号采集处理系统、肌张力换能器、恒温平滑肌槽实验装置（麦氏浴皿、恒温水浴锅、支架、氧气袋、通气钩、双凹夹等）、豚鼠回肠肌、注射器、烧杯、磷酸组胺（3×10－9~3×10－3g/mL系列浓度）、盐酸苯海拉明、盐酸罂粟碱（3×10－3g/mL）、台氏液1000ml。
四、实验方法与步骤1、肠肌的制备；2、观察各种药物对豚鼠肠肌收缩的影响：取已制备的肠肌，两端分别用细线穿过，一端固定于通气钩上，置入盛有30ml台氏液的浴管内，持续通入氧气；另一端线与拉力传感器相连，调节负荷至1g，待平衡后，进入Medlab生物信号采集处理系统，选择实验项目中的“药理肠肌实验”窗口，调节适当的实验参数，开始实验。
（实际做实验时，该过程由实验老师准备完成）。
按下列顺序加药：⑴分别用1ml注射器准确吸取磷酸组胺系列浓度的药液，从低到高累积加入麦氏浴管内记录标本收缩情况，等达到最大值后，加入下一剂量，直至加入组胺液时标本不再继续收缩为止，记录整理加入不同药物浓度时肠肌标本收缩高度，以最大值计算收缩高度百分比，记录在表内。
乙酰胆碱的量效曲线与药物pD2、pA_2的测定
pD2=q-lgA
pA2= pAx+ lg(x-1)
注意事项
•实验前做好换能器定标,保护张力换能器 •悬挂不要过度牵拉肠管，肠管不要碰壁,肠管 下段贴近L管下端. •加药时，把药加在液面上，不要滴在连 线或管壁上 •在肠管达到最大收缩后，立即加入下一 浓度药物，使药物积累
-lgC
pD2=q-lgA
pA2= pAx+ lg(x-1)
实验步骤
肠管的准备
参数设置(定置实验）
固定肠管在麦氏槽中,并调整离体器官实 验调理仪 按表8-4顺序加入乙酰胆碱
冲洗3遍后加阿托品
15min后,再按表8-4顺序加乙酰胆碱 根据结果绘制量效曲线图
离体器官实验调理仪
照明 供气
乙酰胆碱的量效关系曲线及 药物pD2、pA2的测定
实验目的
学习掌握研究药物量效关系的方法 掌握受体激动剂量效关系曲线图的 绘制方法，及其曲线特点 理解药物pD2、pA2的意义，掌握 其计算方法
理论知识
量效关系：药物的剂量与药物效应在一定范 围内成比例 量效曲线：以药物剂量为横坐标，药物效应 为纵坐标所得曲线 效能：继续增加药物，效应不再继续上升， 这个最大效应称效能 效价:能引起相同效应的相对浓度或剂量
E100%
E100%
C
图A 量效关系曲线图 （以浓度为横坐标）
-lgC
图B 量效关系图 （以浓度对数为横坐标）
pD2、pA2的含义
受体激动剂：有受体亲和力，且具有内在活性 受体拮抗剂：有受体亲和力，但无内在活性 pD2：受体激动剂引起最大效应的50%时所需药 物剂量 的摩尔浓度的负对数值（受体亲和力指数） pA2：使加倍浓度的激动剂仅引起原浓度的效应 水平所需的拮抗剂摩尔浓度的负对数（竞争性受体
量效曲线
概念
药物的剂量与药理效应在一定范围内成正比， 这就是剂量-效应关系，简称量-效关系。
剂量与效应的关系示意图
无效量：指用药剂量过小，在体内达不到有效浓度，不能产生明显药理效 应的剂量。
剂量与效应的关系示意图
最小有效量：是指刚能引起药理效应的剂量。
剂量与效应的关系示意图
极量：是指能产生最大效应但尚未引起毒性反应的剂量
质反应的量-效曲线
特定点为半数有效量 ED50 效应为死亡时称半数致死量 LD50 50
治疗指数
通常将药物的LD50/ED50的比值称为治疗指数，用以表示药 物的安全性。治疗指数大的药物相对较安全。
本节课重点
最小有效量 半数有效量
极量
效价强度
效能
半数致死量
治疗指数
剂量与效应的关系示意图
最小有效量与极量之间的范围为治疗量 最小有效量与最小中毒量之间的剂量范围称为安全范围
量效曲线
概念
药理效应按照性质可以分为量反应和质反应两种情况
量反应
药理效应的强弱有的是连续增减的量变，可用具体数量
或最大反应的百分率表示，称为量反应。
量效曲线
效能
பைடு நூலகம்
效能 也称为最大效应，既增加药物的浓度或者剂量， 其效应不再继续增强时的药理效应极限。
效价强度
效价强度 也称为等效剂量，简称效价。是只能 引起等效反应的相对浓度或剂量。
举例
效价强度 环戊噻嗪>氢氯噻嗪>呋塞米>氯噻嗪
效能 环戊噻嗪=氢氯噻嗪=氯噻嗪<呋塞米
质反应
质反应用于表示药物在机体中引起的效应的发生比例。没
有强度的差别，不能以具体的数值表示，而只能以“阴性或
量效关系
100名受 试者产生 同一效应 所需药物 浓度频数 图
5
对数剂量
三、几个重要概念
1.效能（最大效应） 2.效价强度
3.安全范围： ED95和LD5之间的范围 (ED99和LD1之间的范围) 4.治疗指数(TI)：LD50/ED50
6
增加剂量，可产生最大效应 达最大效应后增加剂量不再 增强效应
药物的量效关系
1
一、药物的剂量与效应
1.无效量 2.最小有效量 3.治疗量（有效量） 4.极量 5.最小中毒量和中毒量 6.最小致死量及致死量
2
治疗量
3
量效曲线（量反应曲线）
浓 度
Emax
Emax
剂量
对数 剂量
4
量效曲线（质反应曲线）
阳
性 反 应 率 分段反应率 累加反 应率
药物浓度
8
100%
效应强度
50%
最小有效 浓度（阈 浓度）
半数有效量(ED50)
引起50%阳性反应 50%最大效应的量
0
药物浓度
9
10
半数中毒量（TD50）
产生毒性反应剂量的50%
半数致死量（LD50）
引起死亡剂量的50%
11
治疗指数
(Therapeutic Index)
12
治疗指数
(Therapeutic Index)
表示药物安全性，比值愈大，愈安全 TI ＞3，较安全，如PN ＞1000 TI ＜2，不安全，ge):
ED95和LD5之间的范围 (ED99和LD1之间的比值) 。
数值愈大愈安全
14
效应强度
斜率
最大效应 (maximum effect)
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昆明医科大学机能学实验报告
实验日期：
带教教师：
小组成员：
专业班级：
药物的量效关系曲线
——组胺和抗组胺药对离体豚鼠回肠的作用
一、实验目的
1.学习绘制量效曲线
2.掌握量效关系、竞争性拮抗药、非竞争性拮抗药等概念
3.熟悉实验装置
二、实验原理
药物的药理效应和剂量在一定范围内呈正相关关系。
组胺属于激动药，其受体为H1、H2、H3，本实验主要利用组胺激动H1受体能使回肠收缩。
苯海拉明是H1受体的竞争性拮抗药，能与组胺互相竞争相同受体，降低激动药对受体的亲和力，而不降低内在活性，此过程是可逆的，使量效曲线平行右移而最大效应不变。
罂粟碱是H1受体的非竞争性拮抗药，与组胺合用时，可使激动药对受体的亲和力和内在活性均降低，此过程不可逆，使量效曲线右移而最大效应降低。
三、实验仪器设备
Medlab生物信号采集处理系统、肌张力换能器、恒温平滑肌槽实验装置、注射器（1mL）、培养皿、烧杯、普通剪刀、组织剪、眼科剪、止血钳、外科缝合线等。
磷酸组胺（3×10-9~3×10-3g/mL系列浓度 )、盐酸苯海拉明、盐酸罂粟碱、台氏液1000mL。
四、实验方法与步骤
1.制备肠肌
2.观察各种药物对豚鼠肠肌收缩的影响。
（1）分别用1mL注射器准确吸取磷酸组胺系列浓度的药液从低到高累积加入麦氏浴管内，记录标本收缩情况，等达到最大值后，加入下一个剂量，直至加入组胺液时标本不再继续收缩为止，并做好标记。
（2）用预热台式液反复冲洗标本3次，然后平衡稳定，等肠肌标本收缩回到基线后，加入
苯海拉明0.1mL，5min后，重复（1）。
（3）冲洗标本，平衡后，加入盐酸罂粟碱0.1mL，5min后，重复（1）。
五、实验结果
（电子版实验结果粘贴）
将实验数据填入下表：
组胺系列液(g/ml) 3×10－93×10－83×10－73×10－63×10－53×10－43×10－3加药次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 加药体积(ml) 0.1 0.2 0.07 0.2 0.07 0.2 0.07 0.2 0.07 0.2 0.07 0.2 0.07 0.2
累积浓度(g/ml) 10-113×
10-11
10-10
3×
10-10
10-9
3×
10-9
10-8
3×
10-8
10-7
3×
10-7
10-6
3×
10-6
10-5
3×
10-5
收缩浓度对数-11 -10.
5
-10 -9.5 -9 -8.5 -8 -7.5 -7 -6.5 -6 -5.5 -5 -4.5
收缩高度0.06
2
0.24
8
0.418
0.43
4
0.511
0.54
2
0.635
0.69
7
0.945
1.00
7
1.177
1.23
9
1.301
1.36
3
收缩高度百分比（%） 4.55 18.2 30.7 31.8 37.5 39.8 46.6 51.1 69.3 73.9 86.4 90.9 95.5 100
加苯海拉明后高度0.01
5
0.03
1
0.155
0.37
1
0.495
0.66
6
0.805
0.91
3
1.177
1.39
3
1.316
1.36
2
1.455
1.64
1
加苯海拉明后百分比（%） 1.1 2.27 11.4 27.2 36.3 48.9 59.1 67.0 86.4 84.9 80.2 83.0 88.7 100
加罂粟碱后高度0.03
1
0.06
2
0.124 0.17 0.309 0.34 0.418
0.46
4
0.526
0.61
9
0.666
0.74
3
0.898
1.09
9
加罂粟碱后百分比（%） 2.27 4.55 9.1 12.5 22.7 25.0 30.7 34.0 38.6 45.4 48.9 54.5 65.9 73.4
以肠肌收缩高度百分比为纵坐标，药物累积浓度对数值为横坐标，绘制出组胺及其组胺拮抗药存在下之量效曲线。
（纸质版绘制后拍照贴图）
六、分析与讨论
1、什么是量效关系，有何意义？
量效关系是指药物的药理效应和剂量在一定范围内呈正相关关系。
从药物的量效关系可知关
于药物有效性及安全性等方面的重要信息。
2、拮抗药（竞争性和非竞争性）与激动药并用时，激动药的量效曲线有何变化？
由本次实验的数据及曲线图可知：
竞争性拮抗药与激动药并用时，激动药的量效曲线平行右移而最大效应不变。
非竞争性拮抗药与激动药并用时，激动药的量效曲线右移而最大效应也降低。
七、结论
组胺的量效曲线是一条标准的S形曲线。