Dosis-Wirkungs-Beziehung und therapeutischer Index

Wie die Wirkung mit der Dosis wächst, was ein potenteres von einem wirksameren Arzneimittel unterscheidet und wie nah die toxische an der nützlichen Dosis ist.

Aktualisiert 1 Nov 2026

Dosis-Wirkungs-Kurven beschreiben, wie sich die Wirkung mit Dosis oder Konzentration verändert. Sie trennen zwei oft verwechselte Begriffe: Potenz (wie viel Arzneimittel nötig ist) und Wirksamkeit bzw. Efficacy (wie groß die maximale Wirkung sein kann). Der Vergleich der Kurven für die erwünschte Wirkung und für die Toxizität ergibt den therapeutischen Index, der bestimmt, wie sorgfältig ein Arzneimittel dosiert und überwacht werden muss.

Das Wichtigste

Graduierte Kurve: Die Wirkung bei einem Patienten oder Gewebe steigt mit der Konzentration, bis sie beim Wirkungsmaximum (Emax) ein Plateau erreicht. Die EC50 ist die Konzentration, die die Hälfte von Emax bewirkt.
Quantale Kurve: der Anteil einer Population, der eine Alles-oder-nichts-Antwort zeigt; ED50, TD50 und LD50 sind die Dosen, bei denen die Hälfte anspricht, die Hälfte Toxizität zeigt oder die Hälfte stirbt (bei Tieren).
Die Potenz betrifft die Lage auf der Dosisachse, die Wirksamkeit die Höhe der Kurve. Ein potenteres Arzneimittel ist nicht unbedingt ein besseres.
Therapeutischer Index = TD50 / ED50 (LD50 / ED50 in Tierstudien). Ein enger Index bedeutet, dass kleine Spiegeländerungen schaden können.
Zu den Arzneimitteln mit engem Index gehören Warfarin, Digoxin, Aminoglykoside, Lithium und Phenytoin; sie erfordern eine Überwachung von Spiegel oder Wirkung.

Graduierte Dosis-Wirkungs-Beziehung

Gegen den Logarithmus der Konzentration aufgetragen, bildet die Antwort meist eine S-förmige Kurve. Die Lage links-rechts zeigt die Potenz (eine niedrigere EC50 bedeutet höhere Potenz). Die Höhe der Kurve zeigt die Wirksamkeit. Fentanyl ist weit potenter als Morphin, aber beide sind volle Agonisten am μ-Opioidrezeptor mit ähnlicher maximaler Analgesie.

Quantale Dosis-Wirkungs-Beziehung

In einer Population hat jeder Mensch eine Schwellendosis für eine Antwort. Die kumulative Kurve ergibt die ED50 (mediane effektive Dosis) und die TD50 (mediane toxische Dosis). Die Streuung der Kurve spiegelt die Unterschiede zwischen Menschen wider; deshalb kann eine Dosis, die für die meisten Patienten passt, für manche zu viel sein.

Therapeutischer Index und therapeutisches Fenster

Der therapeutische Index vergleicht toxische und wirksame Dosen. Das therapeutische Fenster ist die klinische Entsprechung: der Spiegelbereich, der wirkt, ohne inakzeptable Toxizität. Die Fachinformation von Warfarin bezeichnet es als Arzneimittel mit engem therapeutischem Bereich, das eine INR-Überwachung erfordert; die Fachinformation von Digoxin vermerkt, dass Toxizität selbst bei üblicherweise als sicher geltenden Spiegeln auftreten kann, besonders bei niedrigem Kalium oder Magnesium.

Weiter Index: die meisten Penicilline, viele Antihistaminika
Enger Index: Warfarin, Digoxin, Aminoglykoside, Lithium, Phenytoin, Ciclosporin, Tacrolimus

Was sich in der Praxis ändert

Bei Arzneimitteln mit engem Index spielen Wechsel des Präparats oder der Darreichungsform, Wechselwirkungen, Nierenfunktion und Erkrankungen eine größere Rolle. Die Überwachung von Spiegeln (Digoxin, Aminoglykoside, Lithium) oder der Wirkung (INR bei Warfarin) und die Anleitung der Patienten, frühe Zeichen einer Toxizität zu melden, sind das Sicherheitsnetz.

Testen Sie sich

Überlegen Sie die Antwort und tippen Sie dann auf die Frage.

Arzneimittel A hat eine niedrigere EC50 als Arzneimittel B, aber dasselbe Emax. Was bedeutet das?

Arzneimittel A ist potenter (es wird weniger benötigt), aber nicht wirksamer: Beide erreichen dieselbe maximale Wirkung.

Wie wird der therapeutische Index berechnet?

Als Verhältnis der toxischen zur wirksamen Dosis bei der Hälfte der Population (TD50 / ED50); in Tierstudien kann die letale Dosis (LD50) verwendet werden.

Warum erfordert Digoxin eine sorgfältige Überwachung?

Es hat einen geringen Abstand zwischen wirksamen und toxischen Spiegeln, und eine Toxizität ist bei niedrigem Kalium oder Magnesium oder eingeschränkter Nierenfunktion wahrscheinlicher.

Ist Fentanyl wirksamer als Morphin?

Nein. Fentanyl ist potenter, aber beide sind volle μ-Opioid-Agonisten mit ähnlicher maximaler Wirkung.

Beispielarzneimittel

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Lehrinhalt darüber, wie Arzneimittel wirken; keine Verordnungshilfe und kein Ersatz für den Rat einer Ärztin, eines Arztes oder anderer Fachpersonen. Ohne Dosierungen.

Quellen: DailyMed - WARFARIN SODIUM tablet (DailyMed (U.S. National Library of Medicine), 2026); DailyMed - DIGOXIN tablet (DailyMed (U.S. National Library of Medicine), 2026); Therapeutic Drug Monitoring (MedlinePlus (U.S. National Library of Medicine), 2026).

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