La concentración efectiva máxima media ( CE 50 ) es una medida de la concentración de un fármaco, anticuerpo o tóxico que induce una respuesta biológica a medio camino entre la línea base y la máxima después de un tiempo de exposición especificado. [1] De manera más simple, la CE 50 se puede definir como la concentración requerida para obtener un efecto del 50% [2] y también se puede escribir como [A] 50 . [3] Se utiliza comúnmente como una medida de la potencia de un fármaco , aunque se prefiere el uso de CE 50 sobre el de "potencia", que ha sido criticado por su vaguedad. [3] La CE 50 es una medida de concentración, expresada en unidades molares (M), donde 1 M es equivalente a 1 mol / L .
Por lo tanto, la CE 50 de una curva de respuesta a la dosis graduada representa la concentración de un compuesto en la que se observa el 50 % de su efecto máximo. [4] La CE 50 de una curva de respuesta a la dosis cuántica representa la concentración de un compuesto en la que el 50 % de la población muestra una respuesta, [5] después de una duración de exposición especificada.
Para mayor claridad, una curva de respuesta a la dosis graduada muestra el efecto graduado del fármaco (eje y) sobre la dosis del fármaco (eje x) en un sujeto o en un promedio de sujetos. Una curva de respuesta a la dosis cuántica muestra el porcentaje de sujetos en los que se observa una respuesta de tipo todo o nada (eje y) sobre la dosis del fármaco (eje x).
En los ensayos de unión competitiva y los ensayos de antagonistas funcionales, la CI50 es la medida de resumen más común de la curva dosis-respuesta. En los ensayos de agonistas/estimulantes, la medida de resumen más común es la CE50 . [ 6]
La CE 50 también está relacionada con la CI 50 , que es una medida de la inhibición de un compuesto (inhibición del 50%).
Las respuestas biológicas a las concentraciones de ligando suelen seguir una función sigmoidea . El punto de inflexión en el que el aumento de la respuesta con el aumento de la concentración de ligando comienza a disminuir es la CE50 , que se puede determinar matemáticamente mediante la derivación de la línea de mejor ajuste. Si bien es más conveniente confiar en un gráfico para la estimación, este método típico produce resultados menos precisos y exactos. [6]
La respuesta o efecto, E, depende tanto de la unión del fármaco como del receptor al que se une. El agonista que se une al receptor e inicia la respuesta suele abreviarse A o D. A bajas concentraciones de agonista, [A], la respuesta, E es inconmensurablemente baja, pero a mayores [A], E se vuelve medible. E aumenta con [A] hasta que alcanza un [A] suficientemente alto, cuando E se estabiliza hacia una respuesta máxima asintótica alcanzable, Emax . La [A] en la que E es el 50% de Emax se denomina concentración efectiva máxima media y se abrevia EC50 , o raramente [A] 50 . El término "potencia" se refiere al valor EC50. Cuanto menor sea el EC50 , menor será la concentración de un fármaco necesaria para producir el 50% del efecto máximo y mayor será la potencia. Las concentraciones CE 10 y CE 90 para inducir respuestas máximas del 10% y 90% se definen de manera similar.
Existe una amplia gama de valores de CE 50 de los fármacos; normalmente se encuentran entre nM y mM. Por lo tanto, a menudo es más práctico hacer referencia a los valores de CE 50 transformados logarítmicamente en lugar de CE 50 , donde
.
La potencia de un fármaco depende de su afinidad y eficacia .
La afinidad describe la capacidad de un fármaco para unirse a un receptor. Una unión más rápida o más fuerte se representa mediante una mayor afinidad o, equivalentemente, una constante de disociación más baja. La CE50 no debe confundirse con la constante de afinidad, Kd . Mientras que la primera refleja la concentración del fármaco necesaria para un nivel de respuesta tisular, la segunda refleja la concentración del fármaco necesaria para una cantidad de unión al receptor.
La eficacia es la relación entre la ocupación del receptor y la capacidad de iniciar una respuesta a nivel molecular, celular, tisular o de sistema.
La CE 50 se relaciona con la ecuación de Hill , que es una función de la concentración del agonista, [A]:
donde E es la respuesta o efecto observado por encima de la línea base, y n, el coeficiente de Hill , refleja la pendiente de la curva. [7]
La CE50 representa el punto de inflexión de la ecuación de Hill, más allá del cual los aumentos de [A] tienen un menor impacto en E. En las curvas de respuesta a la dosis , a menudo se toma el logaritmo de [A], convirtiendo la ecuación de Hill en una función logística sigmoidea . En este caso, la CE50 representa la sección ascendente de la curva sigmoidea.
Los efectos de un factor estresante o de un fármaco dependen generalmente del tiempo de exposición. Por lo tanto, la CE50 ( y otras estadísticas similares) serán una función del tiempo de exposición. La forma exacta de esta función temporal dependerá del factor estresante (por ejemplo, el tóxico específico), su mecanismo de acción, el organismo expuesto, etc. Esta dependencia del tiempo dificulta la comparación de la potencia o toxicidad entre compuestos y entre diferentes organismos.
Un fármaco no tendrá un único valor de EC50 debido a que los diferentes tejidos tienen diferentes sensibilidades al fármaco (en parte debido a la expresión de receptores específicos del tejido). [ cita requerida ] Además, la EC50 depende de muchos factores, entre ellos la especie, el tipo de tejido y célula y la genética. [ cita requerida ]
![{\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)