药物剂量和效应的关系——蟾蜍腹直肌法

【实验目的】

1. 学习冷血动物离体器官实验的方法，熟悉其实验条件。

2. 学习胆碱受体激动药（ACh）亲和指数(pD2)和内在活性（Emax）的测定和计算方法。

3. 理解药物量效关系的理论与pD2值的实际意义

【实验原理】

激动剂（药物或递质）与相应的受体结合，可引起一系列的生理或药理效应（如收缩）。剂量越大，效应越强。剂量和效应之间存在着一定的数学关系。

乙酰胆碱激动蟾蜍腹直肌细胞膜上的N受体，引起收缩，并表现出一定的量效关系。乙酰胆碱用克分子浓度（摩尔浓度）表示，按质量作用定律，量效关系呈直方双曲线，符合Clark方程式线形关系。用Scoltt比值法可将Clark方程式推导为直线公式，通过直线回归运算可得到KD和Emax，pD2= –log KD。pD2是衡量激动剂的亲和力的参数，用产生50%的最大效应或50%受体被结合时，游离激动剂克分子浓度的负对数来表示。

受体阻断剂与激动剂竞争结合受体，使激动剂的量-效曲线右移，这种竞争性拮抗现象仍然符合Clark受体占领学说，可以用Scott比值法的直线回归运算。pA2是衡量阻断剂亲合力的指标，可定量比较不同阻断剂对同一受体的亲合力大小或与激动剂的竞争性拮抗能力。pA2的概念是：能使激动剂的浓度提高到二倍时产生原来的效应所需阻断剂的克分子浓度的负对数。

【实验材料】

1. 动物：蟾蜍

2. 试剂和药品：3×10-7～3×10-2mol/L ACh，任氏液

3. 装置和器材：恒温平滑肌标本槽，张力换能器，手术器械，注射器，量筒，BL-420生理信号采集与处理系统。

【实验方法】

1. 标本制作：取蟾蜍一只，用探针破坏其脑和脊髓后，背位固定于蛙板上，剪开腹部皮肤，暴露腹直肌。在耻骨端及胸骨端各以丝线结扎，并自腹白线将两片腹直肌分离。将剪下的肌条标本一端固定于“L”型钩上浸入含60 mL任氏液的标本槽中，并向营养液中通入空气，每秒1-2个气泡；另一端连于张力换能器上与BL-420生理信号采集与处理系统连接。启动软件，记录腹直肌收缩张力曲线，实验前调整肌肉预张力为1至1.5g，稳定10min后

记录正常收缩活动。

2. 给药方案：

（1） 用微量注射器或微量进样器向组织浴槽内按浓度从小到大加入ACh溶液，ACh以累加克分子浓度（mol/L）递增，当每个浓度引起的腹直肌收缩反应达到最大时，立即累加下一个浓度，直到出现最大反应（即浓度增加，收缩反应不再增加）。最后测量收缩幅度。

（2） 同一标本可进行重复试验。可在前一次试验结束后用任氏液冲洗标本3～5次，使肌肉张力恢复到实验前水平，再次稳定10min后，再向浴槽内累加上述浓度的ACh溶液，直到达到最大反应。

给药方案、药物在浴槽内克分子浓度及效应的记录见下表。

ACh（mol/L） 0 加药容量(mL) 浴槽内浓度 （mol/L） 收缩力（g）

3×10-7 0.2

0.4

3×10-6 0.14 10-8

0.4 3×10-8

3×10-5 0.14 10-7

0.4 3×10-7

3×10-4 0.14 10-6

0.4 3×10-6

3×10-3 0.14 10-5

0.4 3×10-5

3×10-2 0.14 10-4

0.4 3×10-4

0 10-9 3×10-9

3. 受体激动药（ACh）亲和指数（pD2）和内在活性（Emax）的计算方法

根据浴槽内一系列累加ACh克分子浓度及其相应的效应（腹直肌收缩力），用Scott比值法进行激动剂KD值和Emax的计算。ACh KD和Emax的计算请参阅《机能实验学》（第二版）第十二章实验一Scott比值法的基本公式和计算器运算过程。进一步计算出pD2：pD2＝-log KD。

【注意事项】

1. 组织标本制备应轻巧，避免牵拉、压迫； 2. 生理溶液的配制应十分准确；

3. 实验中注意浴槽内不断给予气体，以免组织缺氧；有条件者可给予95%的O2和5%的

CO2。

4. 待组织收缩反应平衡后，再开始实验。

5. 实验中以累加方式给药，每次给药后不冲洗标本。

6. 本试验的受体动力学计算过程较复杂，实验前应详细阅读《机能实验学》（第二版）第

十二章受体动力学有关理论和计算器操作步骤。

【讨论思考】

1. 何谓量效曲线？绘制药物的量效曲线有何意义？

2. 何谓pD2 、pA2？测定pD2、pA2有何意义？

3. 离体器官实验条件有哪些？

 

第二篇：药物剂量及效应关系

药物剂量及效应关系

掌握药物的量效关系及主要术语：量反应、质反应、最小有效量、极量、半数有效量、半数

致死量、效能、效应强度、治疗指数、安全范围。

1.量效关系：药理效应与剂量在一定范围内随着剂量或浓度的增加而增加的规律性变

化。

浓度-效应关系：药理效应与血药浓度的关系较为密切药理学研究常用。

（1）量反应：药理效应强弱有的是连续增减的量变，如血压升降、平滑肌舒缩等，用

具体数量或最大反应的百分率表示。

（2）质反应：有些药理效应只能用全或无，阳性或阴性表示，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。

2.最小有效量（阈剂量或阈浓度）：刚引起药理效应的剂量。

3.极量：引起最大效应而不发生中毒的剂量（即安全用药的极限）。

4.剂量：一般成人应用药物能产生治疗作用的一次平均用量。

5.治疗量：指药物的常用量，是临床常用的有效剂量范围，一般为介于最小有效量和极

量之间的量。

6.常用量：比阈剂量大，比极量小的剂量。一般情况下治疗量不应超过极量。

7.最小中毒量：超过极量，刚引起轻度中毒的量。

8.致死量：超过中毒量，引起死亡的剂量。

关于药物剂量各国都制定了常用剂量范围，在药品说明书上有介绍。对毒性药品还规定了极量（包括单剂量、一日量及疗程量），超限用药造成不良后果，医生应负法律责任。

9.效价强度：药物达一定药理效应的剂量。反映药物与受体的亲和力，其值越小则强度

越大。

10.效能：药物达最大药理效应的能力（增加浓度或剂量而效应量不再继续上升）。反

映药物的内在活性。药物的最大效能与效应强度含意完全不同，二者并不平行。

11.安全范围：最小有效量和最小中毒量之间的距离医学教|育网搜集整理。

12.半数致死量（LD50）：引起半数动物死亡的剂量。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）表示。

13.半数有效量（ED50）：是能引起半数阳性反应（质反应）或半数最大效应（量反

应）的浓度或剂量，用半数有效浓度（EC50）表示。

14.治疗指数：半数致死量和半数有效量的比值（LD50/ED50），比值越大相对安全性越大，反之越小。该指标的药物效应及毒性反应性质不明确，这一安全指标并不可靠。

15.安全范围：是ED95～TD5之间的距离，其值越大越安全。药物的安全性与药物剂

量（或浓度）有关。

16.可靠安全系数（CSF）：CSF=LD1/ED99，比值大于1，安全系数较大；比值小

于1，安全系数小。