試験動物や試験細胞の半数に目的の薬理作用が現れる用量を50％有効量と呼びます。普通はこれをED₅₀（effective dose 50%）と表します。「目的の薬理作用」が「死亡」である時を特に50％致死率と呼び、LD₅₀（lethal dose 50%）と表します。

ED₅₀ と LD₅₀ の比（LD₅₀/ED₅₀）を安全域といいます。この値が大きいほど、薬の効き目が見られる量から致死的な作用が出てしまう量までの間隔が広く、それだけ安全性の高い薬であるといえます。

薬の作用は、薬物分子とその受容体の相互作用により引き起こされます。2種類以上の薬物を併用した時に作用が増強する時、それを協力作用といいます。協力作用は、大きく2つに分類されます。

１つめは、相加作用です。これは、それぞれの薬物が同じ受容体に作用する場合の作用です。2つめは、相乗作用です。これは、それぞれの薬物が異なる受容体に作用する場合の作用です。

逆に、2種類以上の薬物を併用した時に、作用を打ち消しあう時は拮抗作用といいます。拮抗作用は、大きく3つに分類されます。

1つめは化学的拮抗です。これは、ある薬物が他の薬物と化学反応をおこし、不活化される拮抗様式です。代表的な例は、鉛に対する EDTA です。この例の場合は、EDTA が鉛とキレートすることにより、鉛の毒性が低下します。

2つめは薬理学的拮抗です。薬理学的拮抗とは、ある薬物と他の薬物が、同一受容体をターゲットとすることによる拮抗様式です。薬理学的拮抗はさらに競合的拮抗と、非競合的拮抗に分類されます。

競合的拮抗とは、ある薬物と他の薬物が、同じ受容体の同じ場所を共に作用点とするためにおこる拮抗様式です。非競合的拮抗とは、ある薬物と他の薬物が、同じ受容体の違う場所や、そもそも異なる受容体を作用点とするような拮抗様式です。

3つめは機能的拮抗です。機能的拮抗とは、作用する受容体が異なるにもかかわらず、相反する効果を生じるような薬同士の拮抗様式です。

以上の拮抗作用の分類を簡単にまとめると以下のようになります。

受容体と薬物の反応度合いを表す指標として、内活性という概念があります。内活性は、０～１の間をとります。１に近い内活性を持つ場合、ある薬物がすごく受容体と相性がよく、大きい反応を起こすとイメージすればわかりやすいです。０に近い内活性を持つ場合は逆に、薬物と受容体がくっついても反応をほぼ起こさないとイメージするとよいです。

作動薬と拮抗薬の活性を示す指標として、pD₂ , pA₂ , pD’₂ があります。

pD₂ は、薬物効力の強さを表します。ED₅₀ と似てます。定義は pD₂ = －log(ED₅₀) です。pD₂ は値が大きいほど、よく効く薬と考えてよいです。（正確には、少量で作動する薬）

pA₂ は、競合的拮抗薬の効力を表します。作動薬の用量－反応曲線を2倍高濃度側に平行移動させるのに要する競合的拮抗薬のモル濃度の、負の対数値です。つまり、pA₂ が大きいほど、よく競合的拮抗する薬ということです。

pD’₂ は、非競合的拮抗薬の効力を表します。作動薬による最大反応を50％に抑制するのに要する非競合的拮抗薬のモル濃度の、負の対数値です。つまり、pD’₂ が大きいほど、よく非競合的に拮抗する薬ということです。

これらの指標のポイントは、ｐがついたら、値が大きいほどよく効くイメージです。D は作動薬、A は競合的拮抗薬、D’ は非競合的拮抗薬ということです。

最後に、EC₅₀ という指標がたまに見られるため、補足解説を加えます。EC₅₀（half maximal (50%) effective concentration）は、試験動物や試験細胞の半数に目的の薬理作用が現れる血中濃度のことです。 ED₅₀ は投与量だったのですが、EC₅₀ は血中濃度であることが違いです。別表現は、最大反応の 50% 反応投与量 及び 血中濃度です。

薬理学における薬物の種類と指標をまとめると、以下のようになります。

アンタゴニストとは、生体内の受容体分子と結合することで、神経伝達物質やホルモンの機能を妨げるような薬のことです。拮抗薬とほぼ同義で使われます。

受容体とは、細胞膜や細胞質などにあるタンパク質です。受容体と親和性の高い基質が結合するとそれをきっかけに、連続的反応が開始されるようになっています。この連続的に続く反応を引き起こしたり、阻害することにより、薬は作用します。

酵素は、生体内における化学反応を触媒するタンパク質です。基質が結合することで、化学反応を阻害したり、促進したりします。薬が結合することにより、酵素の活性を調節することで薬は作用します。

チャネルとは、細胞膜などの膜上にあるタンパク質です。イオンや特定の物質の通路として機能しています。薬が結合することで、チャネルの開閉をコントロールすることにより、薬は作用します。

受容体、酵素、チャネルのイメージは以下のようになります。

共役する代表的な G タンパク質が大きく３つ存在します。

１つめは Gs タンパク質です。s は stimulate（刺激）の略です。Gs タンパク質と共役する受容体に基質が結合すると、Gsタンパク質を介してアデニル酸シクラーゼ（AC：adenylate cyclase）が刺激（活性化）されます。

アデニル酸シクラーゼが活性化されると、細胞内サイクリックAMP（cAMP:cyclic AMP）が増加します。細胞内 cAMP が増加することで、様々な生理的反応が引き起こされます。「受容体に基質（メッセンジャー）がやってきた」というメッセージを、細胞内に伝える役割に注目し cAMPをセカンドメッセンジャーと呼びます。cAMP の構造は以下のようなものです。

２つめは Gi タンパク質です。iはinhibit（抑制）の略です。Gi タンパク質と共役する受容体に基質が結合すると、Gi タンパク質を介してアデニル酸シクラーゼ（AC：adenylate cyclase）が抑制されます。

アデニル酸シクラーゼが抑制されると、細胞内サイクリックAMP（cAMP:cyclic AMP）が減少します。細胞内 cAMP が減少することで、様々な生理的反応が引き起こされます。

３つめは Gq タンパク質です。 q の由来には決まった説がありません。Gqタンパク質と共役する受容体に基質が結合すると、Gqタンパク質を介してホスホリパーゼ C が活性化されます。

ホスホリパーゼ C は、細胞膜を原料としてジアシルグリセロール（DG）とイノシトール三リン酸（IP₃）を生成します。これらがセカンドメッセンジャーとなって、様々な生理的反応が引き起こされます。

Gタンパク質、Gタンパク質を介して何がおきるか、セカンドメッセンジャーは何か　をまとめると以下になります。

代表的な Gs、Gi、Gq 共役受容体は以下のようになります。

参考）生化学まとめ　１－２　（３）　自律神経系
Gs → β₁ ，β₂ 、H₂ 、D₁
Gi → α₂ ，M₂ , D₂ 、AT_2、GABA_B
Gq → α₁ ，M₁ 、M₃ 、H_1、AT₁

覚え方の一例

・「β受容体なら、Gs」「Gs の残りは、D₁（博士１年生）の H₂（水素）」

・「２とかｂとかついたら、Gi」
※ 5 -HT₂ は Gq　← 5 – HT(セロトニン) 受容体は別枠 それだけまとめて覚える方が良い

・残りが Gq
とすると覚えやすいかもしれません。

余裕があれば
※グルカゴン受容体、V₂ 受容体 → Gs もおさえておきましょう！

もう１つの代表的な薬物受容体は、イオンチャネル内蔵型受容体です。５量体からなる膜貫通タンパク質です。受容体そのものがイオンチャネルを形成しています。イメージは以下のようになります。

代表的なイオンチャネル内蔵型の受容体と、通過するイオンは以下のようになります。

N_N , N_M 受容体 → Na⁺ チャネル
GABA_A 、グリシン受容体 → Cl^ー  チャネル
グルタミン酸受容体 NMDA 型 → Ca²⁺  チャネル
グルタミン酸受容体 non－NMDA型 → Na⁺ ,K⁺ チャネル
５－HT₃ 受容体→ Na⁺ ,K⁺ チャネル

特に 、Na⁺ チャネルが N 受容体、Cl^ー  チャネルが GABA 、グリシン受容体であることが重要です。

薬効の個人差はさまざまな要因から生じます。代表的な要因は年齢、性別、種差、代謝酵素の遺伝的な違い、受容体の遺伝的な違いなどです。

吸収における代表的な薬物相互作用は、ニューキノロン系抗菌薬と、金属イオンの相互作用です。これは、ニューキノロンと金属イオンが不溶性キレート化合物を形成することにより吸収が低下する相互作用です。

代謝における代表的な薬物相互作用はテオフィリンとシメチジンの相互作用です。シメチジンは、全ての CYP という代謝酵素を阻害する薬物です。テオフィリンは CYP1A2 という酵素により代謝されます。シメチジンによりテオフィリンの代謝が阻害されることにより、テオフィリンの血中濃度が上がるという相互作用です。

排泄における代表的な薬物相互作用は、プロベネシドとペニシリンの相互作用です。プロベネシドは、尿細管に薬を排出する分泌作用を抑制する薬です。ペニシリンは腎排泄の抗菌薬です。プロベネシドにより、ペニシリンの分泌が抑制されることで排泄が遅くなり、ペニシリンの血中濃度が高いまま維持されるという相互作用です。

注意しなければならないのは、相互作用はそれ自体、よい悪いということはないということです。例えばプロベネシドは、ペニシリンの血中濃度を維持するために開発された薬であるという背景があります。

また、レボドパとカルビドパという２つの薬剤は、相互作用を活かした合剤として今もパーキンソン病の治療薬として使われています。カルビドパによる、末梢におけるレボドパ代謝酵素阻害を利用することで、中枢へのレボドパ移行を実現しているという合剤です。

薬物依存には、精神的依存と身体的依存があります。精神的依存は、依存性薬物にはみなあります。

身体的依存があるのが、オピオイド、バルビツレート、アルコールです。身体的依存がある薬物は、薬物の投与を中止すると退薬症状（離脱症状）が現れます。

オピオイドとは、オピオイド受容体と親和性を示す化合物の総称です。オピオイドの意味はオピウム（アヘン）類縁物質という意味です。

また、コカイン、大麻以外は耐性があります。耐性があるとは、投与初期と同程度の効果を得るために使用量や使用頻度を増加しなければならないということです。

副作用には有益なものもあります。例えば鼻炎薬の副作用として眠気が知られていますが、この作用に注目して睡眠導入剤を開発する、といったケースもあります。副作用の中で、患者にとって好ましくない作用を与える性質を毒性と呼びます。

ある事例を与えられた時、それが副作用なのか、有害事象なのかといった分類ができることが重要です。

生命科学の探究、人及び動物の健康・安全、環境保全等の課題の解決に当たっては、動物実験等が必要かつ唯一の手段である場合があり、動物実験等により得られる成果は、人及び動物の健康の保持増進等に多大な貢献をもたらしてきた。

一方、動物実験等は、動物の生命又は身体の犠牲を強いる手段であり、動物実験等を実施する者はこのことを念頭におき適正な動物実験等の実施に努める必要がある。

また、平成１７年６月に動物の愛護及び管理に関する法律の一部を改正する法律（平成１７年法
律第６８号）が公布され、これまで規定されていた Refinement（苦痛の軽減）に関する規定に加え、Replacement（代替法の利用）及び Reduction（動物利用数の削減）に関する規定が盛り込まれ、我が国においても、動物実験等の理念であり、国際的にも普及・定着している「３Ｒの原則」にのっとり、動物実験等を適正に実施することがより一層重要となっている。引用　おわり

以上のように、代替不可能な部分もあり、大きな成果を得てきたが、生命、身体の犠牲を強いる手段であることをふまえ、「3R の原則」に則った適正な実験実施の必要があるという内容です。また、近年ソフトウェア等を使った代替法も発展してきており、活用が望まれます。