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Dosis-Wirkungs-Beziehung, Wirkung auf einen Organismus oder genauer gesagt auf das Risiko eines definierten Ergebnisses, das durch eine bestimmte Menge eines Mittels oder eine bestimmte Expositionsstufe erzeugt wird. Eine Dosis-Wirkungs-Beziehung ist eine, bei der ein zunehmendes Expositionsniveau entweder mit einem zunehmenden oder einem abnehmenden Risiko des Ergebnisses verbunden ist., Der Nachweis einer Dosis-Wirkungs-Beziehung wird als starker Beweis für einen kausalen Zusammenhang zwischen der Exposition und dem Ergebnis angesehen. Die Wahrscheinlichkeit eines Kausalzusammenhangs kann jedoch auch dann nicht außer Acht gelassen werden, wenn ein Dosis-Wirkungs-Verhältnis fehlt.
Die Exposition bei Untersuchungen von Dosis-Wirkungs-Beziehungen kann auf verschiedene Arten charakterisiert werden, einschließlich Spitzenexposition; Dauer der Exposition bei oder über einem festgelegten Niveau; durchschnittliche Exposition, die ein zeitgewichteter Durchschnitt der Exposition ist; oder kumulative Exposition, die die Summe der zeitgewichteten Exposition ist. In jedem dieser Fälle kann die Zunahme der Exposition in ihrer Intensität oder Dauer liegen.
Dosis-Wirkungs-Beziehungen können durch die Zeit signifikant beeinflusst werden., Beispielsweise kann die Reaktionszeit bei der Untersuchung der Beziehung der Exposition zum Ergebnis durch eine Latenzzeit zwischen der Exposition und dem Ergebnis beeinflusst werden. Wenn die Effekte zu früh nach der Exposition gemessen werden, ist auch dann kein Effekt zu sehen, wenn die Exposition das Ergebnis verursacht. Ein Beispiel hierfür ist das erhöhte Leukämierisiko nach Strahlenexposition, das je nach Art der Exposition eine Latenzzeit zwischen 2 und 20 Jahren haben kann.,
Odds Ratio und das relative Risiko (Maßnahmen des Zusammenhangs zwischen Expositionen und outcomes) berechnet werden, für die Kategorien der zunehmenden Exposition, wobei jede höhere Exposition ist im Vergleich mit einer baseline-Exposition. Die mathematische Beziehung der Exposition gegenüber dem Ergebnis kann linear sein, logisch linear sein oder einem anderen Muster folgen. Selbst ohne Exposition kann ein gewisses Risiko bestehen, oder es kann eine Schwellendosis geben, unter der kein Einfluss der Exposition auf das Risiko zu sehen ist.
In einigen Fällen kann die Beziehung zwischen Exposition und Ergebnis U-förmig sein (wenn sie als Diagramm dargestellt wird), wobei ein hohes Risiko sowohl bei extremen Exposition als auch ein geringeres Risiko bei Zwischenexpositionen besteht. Ein Beispiel dafür ist die Beziehung von Vitamin A zu Geburtsfehlern. Ein erhöhtes Risiko für Geburtsfehler tritt nicht nur bei Vitamin-A-Mangel auf, sondern auch bei übermäßigen Dosen.
Ein statistischer Trendtest kann durchgeführt werden, um zu überprüfen, ob ein offensichtlicher Trend in den Daten für eine Dosis-Wirkungs-Beziehung statistisch signifikant ist., Der Cochran-Armitage-Test wird beispielsweise verwendet, um Trends in einem binären Ergebnis (z. B. krank oder nicht krank) zu erkennen und gilt für eine lineare Beziehung zwischen Exposition und Ergebnis. Ein weiteres Beispiel ist der Cochran-Mantel-Haenszel-test, eine Erweiterung des chi-Quadrat-test für trend.
Die Einbeziehung kleiner Zahlen in die Gruppen am äußersten Ende der Expositionsverteilung kann zu statistisch instabilen Raten in diesen Gruppen führen, was sich möglicherweise auf die Gültigkeit eines offensichtlichen Trends auswirkt. Außerdem enthalten die Endkategorien manchmal extreme Werte, die die Ergebnisse beeinflussen können., Zum Beispiel können nur sehr wenige Probanden in eine Kategorie mit der Bezeichnung „Mehr als zwei Packungen pro Tag“aufgenommen werden-eine Kategorie, die ein Subjekt mit einer Exposition umfassen kann, die weit über allen anderen in der Studie liegt. Aus diesem Grund untersuchen Forscher häufig auch die Auswirkungen von Extremwerten auf die Ergebnisse einer Dosis-Wirkungs-Beziehungsstudie.