La concentración efectiva media máxima ( CE 50 ) es una medida de la concentración de un fármaco, anticuerpo o tóxico que induce una respuesta biológica a medio camino entre el valor inicial y el máximo después de un tiempo de exposición específico. [1] Más simplemente, EC 50 puede definirse como la concentración requerida para obtener un efecto del 50% [...] [2] y también puede escribirse como [A] 50 . [3] Se utiliza comúnmente como medida de la potencia de un fármaco , aunque se prefiere el uso de EC 50 al de "potencia", que ha sido criticado por su vaguedad. [3] EC 50 es una medida de concentración, expresada en unidades molares (M), donde 1 M equivale a 1 mol / L .
Por lo tanto, la CE50 de una curva graduada de dosis-respuesta representa la concentración de un compuesto en la que se observa el 50% de su efecto máximo. [4] La CE 50 de una curva dosis-respuesta cuántica representa la concentración de un compuesto donde el 50% de la población muestra una respuesta, [5] después de una duración de exposición específica.
Para mayor claridad, una curva de respuesta a la dosis gradual muestra el efecto gradual del fármaco (eje y) sobre la dosis del fármaco (eje x) en uno o 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 todo o nada (eje y) sobre la dosis del fármaco (eje x).
Para ensayos de unión competitiva y ensayos de antagonistas funcionales, la CI 50 es la medida resumida más común de la curva dosis-respuesta. Para ensayos de agonista/estimulador, la medida resumida más común es la CE50 . [6]
La CE 50 también está relacionada con la IC 50 , que es una medida de la inhibición de un compuesto (50% de inhibición).
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 al aumentar la concentración de ligando comienza a disminuir es la CE 50 , que puede determinarse matemáticamente derivando la línea de mejor ajuste. Si bien es más conveniente confiar en un gráfico para la estimación, este método típico produce resultados menos exactos y menos precisos. [6]
La respuesta o efecto, E, depende tanto de la unión del fármaco como del receptor unido al fármaco. El agonista que se une al receptor e inicia la respuesta suele abreviarse como A o D. A concentraciones bajas de agonista, [A], la respuesta, E, es inmensamente baja, pero a concentraciones más altas de [A], E se vuelve mensurable. E aumenta con [A] hasta un [A] suficientemente alto, cuando E se estabiliza hacia una respuesta asintótica máxima alcanzable, E max . La [A] en la que E es el 50 % de E max se denomina concentración efectiva media máxima y se abrevia EC 50 , o raramente [A] 50 . El término "potencia" se refiere al valor CE 50 . Cuanto menor sea la CE50 , menor será la concentración de un fármaco para producir el 50% del efecto máximo y mayor será la potencia. Las concentraciones de EC 10 y EC 90 para inducir respuestas máximas del 10 % y del 90 % se definen de manera similar.
Existe una amplia gama de valores de EC 50 de medicamentos; normalmente están entre nM y mM. Por lo tanto, a menudo es más práctico referirse a los valores de p EC 50 transformados logarítmicamente en lugar de EC 50 , donde
.
La potencia de un fármaco depende de su afinidad y eficacia .
La afinidad describe qué tan bien un fármaco puede unirse a un receptor. Una unión más rápida o más fuerte está representada por una mayor afinidad o, de manera equivalente, una constante de disociación más baja. La CE 50 no debe confundirse con la constante de afinidad, Kd . Mientras que el primero refleja la concentración del fármaco necesaria para un nivel de respuesta tisular, el segundo refleja la concentración del fármaco necesaria para una cantidad determinada 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 sistémico.
La CE 50 se relaciona con la ecuación de Hill , que es función de la concentración del agonista, [A]:
donde E es la respuesta o efecto observado por encima del valor inicial, y n, el coeficiente de Hill refleja la pendiente de la curva. [7]
La EC 50 representa el punto de inflexión de la ecuación de Hill, más allá del cual los aumentos de [A] tienen menos impacto en E. En las curvas de dosis-respuesta , a menudo se toma el logaritmo de [A], convirtiendo la ecuación de Hill en una función logística sigmoidea. . En este caso, el EC 50 representa la sección ascendente de la curva sigmoidea.
Los efectos de un factor estresante o una droga generalmente dependen del tiempo de exposición. Por lo tanto, la CE 50 (y estadísticas similares) será función del tiempo de exposición. La forma exacta de esta función del tiempo 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 potencia o toxicidad entre compuestos y entre diferentes organismos.
Un fármaco no tendrá un valor único de CE 50 debido a que diferentes tejidos tienen diferentes sensibilidades al fármaco (en parte debido a la expresión del receptor específico del tejido). [ cita necesaria ] Además, EC 50 depende de muchos factores, incluidas las especies, el tipo de tejido y célula y la genética. [ cita necesaria ]
![{\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)