Als therapeutische Breite eines Arzneimittels bezeichnet man das Verhältnis seiner therapeutischen zu seiner toxischen Dosis. Ein Arzneimittel ist umso ungefährlicher, je größer die therapeutische Breite ist. Diese wird im Allgemeinen als „therapeutischer Quotient“ angegeben (aus dem Englischen übertragen oft als therapeutischer Index bezeichnet), der sich wie folgt berechnet:

$Therapeutischer\backslash \; Quotient\; =\; \backslash over\{ED\_\{50\}\}\}$

Dabei ist ED₅₀ (mittlere Effektivdosis) die Dosis, bei der bei 50 % der Individuen der gewünschte therapeutische Effekt auftritt, und LD₅₀ (mittlere letale Dosis) die Dosis, bei der 50 % der Individuen sterben.

Zu beachten ist hierbei, daß der therapeutische Quotient aus LD50 und ED50 inzwischen als nicht mehr absolut sicher für die Ermittlung der therapeutischen Breite angesehen wird, da die sogenannten Wirkungskurven der ED und der LD unterschiedlich steil sein können und somit ein gefährlich falsches Ergebnis herauskommen kann. Es wird dazu geraten, einen Quotienten aus z.B. LD5 und ED95 oder LD25 und ED75 zu bestimmen - aber auch hierbei können u.U. gefährliche Ergebnisse, wenn auch in viel kleinerem Maße, bestimmt werden. Absolut zuverlässige Aussagen über die therapeutische Sicherheit eines Arzneimittels lassen sich wohl nur aus dem gesamten Verlauf der Dosis-Wirkungs- und der Dosis-Letalitäs-Kurve und nicht unbedingt aus der Errechnung eines Quotienten machen (vgl. Ernst Mutschler, Arzneimittelwirkungen, 7. Auflage, korrigierter Nachdruck 1997, ISBN 3-8047-1377-7).

Zu den Arzneimitteln mit großer therapeutischer Breite zählen zum Beispiel Glukokortikoide, Penicillin, andere β-Lactam-Antibiotika und Diazepam. Arzneimittel mit geringer therapeutischer Breite sind beispielsweise die Herzglykoside, Paracetamol, Lithium und Theophyllin. Bei deren Anwendung müssen deshalb die Blutspiegel teilweise laborchemisch kontrolliert werden. Narkotika zeichnen sich durch eine extrem geringe therapeutische Breite aus, weshalb die Medikation in Kliniken dem Anästhesisten vorbehalten ist.

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