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Der '''Schild-Plot''' ist ein nach [[Heinz Otto Schild]] benanntes grafisches Verfahren zur Ermittlung der [[Pharmakologie|pharmakologischen]] Wirkpotenz eines [[Antagonist (Pharmakologie)|Antagonisten]] ([[pA2-Wert|p''A2''-Wert]]) unter Nutzung der [[Lineare Regression|Linearen Regression]] ('''Schild-Regression''').<ref>R. R. Neubig, M. Spedding, T. Kenakin, A. Christopoulos: ''International Union of Pharmacology Committee on Receptor Nomenclature and Drug Classification. International Union of Pharmacology Committee on Receptor Nomenclature and Drug Classification. XXXVIII. Update on terms and symbols in quantitative pharmacology.'' In: ''Pharmacol Rev.'', 2003, Band 55, Nr. 4, S. 597–606. PMID 14657418. [http://pharmrev.aspetjournals.org/content/55/4/597.full.pdf+html PDF].</ref> Der Schild-Plot beschreibt dabei den linearen Zusammenhang zwischen dem [[Logarithmus]] der [[mol]]aren Antagonistenkonzentration (log [''Antagonist'']) und der Hemmwirkung des Antagonisten (dargestellt als log (''r''-1)):

: <math>\operatorname{p}A_2 = -\log\,[Antagonist] + \log\,(r - 1)</math>

Besondere Bedeutung besitzt die [[Regressionsgerade]] im Schild-Plot. Ihre Steigung liefert Aussagen über die Art des Antagonismus. Die antagonistische Potenz (p''A''2-Wert) entspricht dem [[Abszisse]]nschnittpunkt der Regressionsgeraden.

== Praktische Durchführung ==
Zur Aufnahme eines Schild-Plots und zur daraus folgenden Berechnung des p''A''2-Werts wird der Antagonist in getrennten Experimenten in unterschiedlichen Konzentrationen in einem pharmakologischen Testsystem (z. B. [[Zellkultur]] oder [[Gewebe (Biologie)|Gewebe]]) inkubiert oder, bei [[Tierversuch]]en, einem Versuchstier verabreicht. Anschließend wird durch Zugabe bzw. Verabreichung steigender Konzentrationen eines [[Agonist (Pharmakologie)|Agonisten]] üblicherweise die Agonistenkonzentration ermittelt, bei der ein halbmaximaler Effekt beobachtet werden kann (''EC''50-Wert). Dieser Wert ist von der Konzentration des Antagonisten abhängig und nimmt mit steigender Antagonistenkonzentration zu. Das Verhältnis aus ''EC''50-Wert in Anwesenheit eines Antagonisten und ''EC''50-Wert in Abwesenheit eines Antagonisten wird als das Konzentrationsverhältnis (''concentration ratio'') ''r'' bezeichnet:
:<math>r = \frac {EC_{50} (+ Antagonist)} {EC_{50} (- Antagonist)}</math>

Das für verschiedene Antagonistenkonzentrationen ermittelte Konzentrationsverhältnis wird als log (''r''-1) gegen den Logarithmus der molaren Antagonistenkonzentration in einem Diagramm eingetragen. Der Schnittpunkt der Ausgleichsfunktion mit der Abszisse entspricht, bei Vorliegen einer [[Linearität (Physik)#In der Chemie|Linearität]] und einer Steigung der Ausgleichsgeraden von etwa ''m'' = 1, dem p''A''2-Wert des Antagonisten.

Alternativ dazu ist ein Schild-Plot auf der Basis jedes beliebigen ''EC''X-Werts theoretisch möglich.

<div style="margin: 0; margin-right:10px; border: 2px solid #dfdfdf; background-color:#F8F8FF; text-align:right; padding: 0.3em 1em 0.7em 1em;">
[[Datei:Agonist Antagonist.png|links]]
'''Ermittlung des p''A''2-Werts mit Hilfe des Schild-Plots:''' Steigende Antagonistenkonzentrationen führen zu einer Rechtsverschiebung der Konzentrations-Wirkungskurve und zu einer Abnahme des p''EC''50-Werts des Agonisten. Aus dieser Rechtsverschiebung lässt sich das Konzentrationsverhältnis ''r'' berechnen, das als log (''r''-1) gegen den Logarithmus der molaren Antagonistenkonzentration im Schild-Plot (eingebettete Abbildung) eingetragen wird und zur Ermittlung des p''A''2-Werts dient.
<div style="clear:left;"></div>
</div>

== Interpretationen ==
Außer einer Ermittlung des p''A''2-Werts ermöglicht der Schild-Plot auch Aussagen über die qualitative Art des Antagonismus. So ist eine Linearität der Ausgleichsfunktion und eine Steigung der Ausgleichsgeraden von ''m'' = 1 ein guter Hinweis auf das Vorliegen eines [[Kompetitive Hemmung|kompetitiven Antagonismus]]. Unter diesen Bedingungen entspricht der ermittelte p''A''2-Wert der [[Affinität (Biochemie)|Affinitätskonstanten]] p''K''B des Antagonisten.

=== Abweichung von der Linearität ===
Zeigt die Ausgleichsfunktion keinen linearen Verlauf, so kann, auch bei Erfüllung aller anderen Voraussetzungen (insbesondere eine durch den Antagonisten bedingte parallele Rechtsverschiebung der Konzentrations-Wirkungskurve des Agonisten), nicht mehr von einem rein kompetitiven Antagonismus gesprochen werden. Weist die Ausgleichsfunktion zwei oder mehrere lineare Abschnitte auf, so deutet dies auf eine Kompetition zwischen Agonist und Antagonist um zwei oder mehrere [[Bindungsstelle]]n am Rezeptor.

=== Abweichung von der Steigung ''m'' = 1 ===
Weist bei zumindest annähernder Linearität die Ausgleichsfunktion eine Steigung von ''m'' > 1 auf, was in der Praxis eine überproportionale Abnahme der Wirkung des Antagonisten mit abnehmender Konzentration bedeutet, so deutet dies auf eine Inaktivierung oder einen Uptake des Antagonisten unter experimentellen Bedingungen. Dieses Phänomen tritt auch bei nicht ausreichender Inkubationszeit des Antagonisten auf.

Der häufiger zu beobachtende Fall, dass die Ausgleichsgeraden im Schild-Plot eine Steigung von ''m'' < 1 aufweist, kann unter anderem auf eine Inaktivierung oder einen Uptake des eingesetzten Agonisten zurückgeführt werden. Auch eine Kompetition von Antagonist und Agonist um verschiedene Bindungsstellen mit verschiedenen Bindungsaffinitäten für diese Liganden kann zu einer Ausgleichsgeraden mit einer Steigung von ''m'' < 1 führen.

== Alternativen ==
Alternative Verfahren sind z. B. die ''Gaddum-Gleichung'' nach [[John Gaddum]] und die ''Cheng-Prusoff-Gleichung''.<ref>S. Lazareno, N. J. Birdsall: ''Estimation of competitive antagonist affinity from functional inhibition curves using the Gaddum, Schild and Cheng-Prusoff equations.'' In: ''Br J Pharmacol.'', 1993, Band 109, Nr. 4, S. 1110–1119. PMID 8401922; {{PMC|2175764}}.</ref><ref>T. F. Webster: ''Mixtures of endocrine disruptors: How similar must mechanisms be for concentration addition to apply?'' In: ''Toxicology'', 2013. PMID 23357612, [[doi:10.1016/j.tox.2013.01.009]].</ref><ref>T. L. Williams, D. A. Smith, N. R. Burton, T. W. Stone: ''Amino acid pharmacology in neocortical slices: evidence for bimolecular actions from an extension of the Hill and Gaddum-Schild equations.'' In: ''Br J Pharmacol.'', 1988, Band 95, Nr. 3, S. 805–810. PMID 2905185; {{PMC|1854217}}.</ref>

== Literatur ==
* O. Arunlakshana, H.O. Schild: ''Some quantitative uses of drug antagonism''. In: ''Br. J. Pharmacol.'', 1959, 14, S. 48–58.
* T. Kenakin: ''Pharmacological analysis of drug-receptor interaction''. 2. Aufl. Raven Press, New York 1993.

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Pharmakologie]]
[[Kategorie:Enzymkinetik]]

Schild-Plot - Versionsgeschichte

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