Střední smrtelná dávka - Median lethal dose

V toxikologie , na střední letální dávky , LD 50 (zkratka pro „ letální dávky , 50%“), LC 50 (letální koncentrace, 50%), nebo LCT 50 je mírou letální dávky části toxinu , záření , nebo patogenu . Hodnota LD 50 pro látku je dávka potřebná k zabití poloviny členů testované populace po specifikovaném trvání testu. Údaje LD 50 se často používají jako obecný ukazatel akutní toxicity látky . Nižší LD 50 je indikativní pro zvýšenou toxicitu.

Test vytvořil JW Trevan v roce 1927. Termín semiletální dávka se občas používá ve stejném smyslu, zejména s překlady cizojazyčného textu, ale může také odkazovat na subletální dávku. LD 50 se obvykle stanoví testy na zvířatech, jako jsou laboratorní myši . V roce 2011 schválil americký úřad pro kontrolu potravin a léčiv alternativní metody k LD 50 pro testování kosmetického léku Botox bez testů na zvířatech.

Konvence

LD 50 je obvykle vyjádřen jako hmotnost látky podané na jednotku hmotnosti testovaného subjektu, obvykle jako miligramy látky na kilogram tělesné hmotnosti, někdy také uváděné jako nanogramy (vhodné pro botulinum ), mikrogramy nebo gramy (vhodné pro paracetamol ) za kilogram. Uvedení tímto způsobem umožňuje porovnat relativní toxicitu různých látek a normalizuje kolísání velikosti vystavených zvířat (ačkoli toxicita se ne vždy mění jednoduše podle tělesné hmotnosti). Pro látky v životním prostředí, jako jsou jedovaté páry nebo látky ve vodě, které jsou toxické pro ryby, se používá koncentrace v životním prostředí (na metr krychlový nebo na litr) s hodnotou LC 50 . V tomto případě je však doba expozice důležitá (viz níže).

Volba 50% letality jako měřítka zamezuje nejednoznačnosti provádění měření v extrémech a snižuje množství požadovaného testování. To však také znamená, že LD 50 není smrtelná dávka pro všechny subjekty; některé může zabít mnohem méně, zatímco jiné přežijí dávky mnohem vyšší než LD 50 . Pro specifické účely se příležitostně používají opatření jako "LD 1 " a "LD 99 " (dávka nutná k usmrcení 1% respektive 99% testované populace).

Smrtelná dávka se často liší v závislosti na způsobu podání ; například mnoho látek je při orálním podání méně toxických než při intravenózním podání. Z tohoto důvodu jsou údaje LD 50 často způsobilé pro způsob podávání, např. „LD 50 iv“

Příslušná množství LD 50 /30 nebo LD 50 / R60 jsou používány se odkazovat na dávku, která bez léčby bude letální pro 50% populace v (v tomto pořadí), 30 nebo 60 dní. Tato opatření se používají častěji ve fyzice radiačního zdraví , protože přežití po 60 dnech obvykle vede k zotavení.

Srovnatelné měření je LCt 50 , které se týká smrtelné dávky z expozice, kde C je koncentrace a t je čas. Často se vyjadřuje v mg-min/m 3 . ICt 50 je dávka, která způsobí spíše pracovní neschopnost než smrt. Tato opatření se běžně používají k označení srovnávací účinnosti chemických bojových látek a dávkování se obvykle určuje podle rychlosti dýchání (např. Klidový = 10 l/min) pro vdechování nebo míry oděvu pro pronikání kůží. Koncept Ct byl poprvé navržen Fritzem Haberem a je někdy označován jako Haberův zákon , který předpokládá, že expozice 1 minutě 100 mg/m 3 odpovídá 10 minutám 10 mg/m 3 (1 × 100 = 100, stejně jako 10 × 10 = 100).

Některé chemikálie, jako je kyanovodík , se v lidském těle rychle detoxikují a nedodržují Haberův zákon. V těchto případech tedy může být smrtelná koncentrace uvedena jednoduše jako LC 50 a kvalifikována podle doby expozice (např. 10 minut). Tyto bezpečnostní listy pro toxické látky často používají tuto formu termínu, i když podstatou problému následovat Haber zákon.

Pro organismy způsobující onemocnění existuje také opatření známé jako střední infekční dávka a dávkování. Střední infekční dávka (ID 50 ) je počet organismů přijatých osobou nebo testovacím zvířetem kvalifikovaným podle způsobu podání (např. 1 200 org/člověk na orálně). Vzhledem k obtížím při počítání skutečné organismy v dávce, může být infekční dávky vyjádřeny v biologickém testu, jako je například počet LD 50 je do určité testovacího zvířete. V biologické válce je infekční dávkování počet infekčních dávek na metr krychlový vzduchu krát počet minut expozice (např. ICt 50 je 100 středních dávek - min/m 3 ).

Omezení

Jako měřítko toxicity je LD 50 poněkud nespolehlivý a výsledky se mohou mezi testovacími zařízeními značně lišit v důsledku faktorů, jako jsou genetické vlastnosti populace vzorku, testované druhy zvířat, faktory prostředí a způsob podávání.

I mezi druhy může existovat velká variabilita; co je relativně bezpečné pro krysy, může být velmi toxické pro člověka ( srov. toxicita paracetamolu ) a naopak. Například o čokoládě, relativně neškodné pro člověka, je známo, že je toxická pro mnoho zvířat . Při použití k testování jedu od jedovatých tvorů, jako jsou hadi , mohou být výsledky LD 50 zavádějící kvůli fyziologickým rozdílům mezi myšmi, krysami a lidmi. Mnoho jedovatých hadů je specializovaných predátorů na myších a jejich jed může být upraven specificky tak, aby myši byl neschopný; a mongoózy mohou být výjimečně odolné. Zatímco většina savců má velmi podobnou fyziologii, výsledky LD 50 mohou, ale nemusí mít stejný vliv na každý druh savce, jako jsou lidé atd.

Příklady

Poznámka: Srovnání látek (zejména léčiv) mezi sebou pomocí LD 50 může být v mnoha případech zavádějící kvůli (částečně) rozdílům v účinné dávce (ED 50 ). Proto je užitečnější porovnat takové látky podle terapeutického indexu , což je jednoduše poměr LD 50 k ED 50 .

Následující příklady jsou uvedeny s odkazem na hodnoty LD 50 v sestupném pořadí a případně s hodnotami LC 50 , {bracketed}.

Látka Zvíře, cesta LD 50
{LC 50 }
LD 50  : g/kg
{LC 50  : g/L}
standardizováno
Odkaz
Voda krysa, orální 90 000 mg/kg 90
Sacharóza (stolní cukr) krysa, orální 29 700 mg/kg 29.7
Glukóza (krevní cukr) krysa, orální 25 800 mg/kg 25.8
Glutamát sodný (MSG) krysa, orální 16 600 mg/kg 16.6
Stevioside (ze stévie ) myši a krysy, orální 15 000 mg/kg 15
Benzín (benzín) krysa 14 063 mg/kg 14.0
Vitamín C (kyselina askorbová) krysa, orální 11 900 mg/kg 11.9
Glyfosát (isopropylaminová sůl) krysa, orální 10 537 mg/kg 10,537
Laktóza (mléčný cukr) krysa, orální 10 000 mg/kg 10
Aspartam myši, orální 10 000 mg/kg 10
Močovina krysa, orální 8 471 mg/kg 8,471
Kyselina kyanurová krysa, orální 7 700 mg/kg 7.7
Sulfid kademnatý krysa, orální 7 080 mg/kg 7.08
Ethanol (obilný alkohol) krysa, orální 7 060 mg/kg 7.06
Kyselina isopropylmethylfosfonová sodná (IMPA, metabolit sarinu ) krysa, orální 6 860 mg/kg 6,86
Melamin krysa, orální 6 000 mg/kg 6
Taurin krysa, orální 5 000 mg/kg 5
Melamin kyanurát krysa, orální 4 100 mg/kg 4.1
Fruktóza (ovocný cukr) krysa, orální 4 000 mg/kg 4
Molybdenan sodný krysa, orální 4 000 mg/kg 4
Chlorid sodný (kuchyňská sůl) krysa, orální 3 000 mg/kg 3
Paracetamol (acetaminofen) krysa, orální 1 944 mg/kg 1,944
Delta-9-tetrahydrokanabinol (THC) krysa, orální 1270 mg/kg 1,27
Kanabidiol (CBD) krysa, orální 980 mg/kg 0,98
Methanol člověk, orál 810 mg/kg 0,81
Arsen krysa, orální 763 mg/kg 0,763
Ibuprofen krysa, orální 636 mg/kg 0,636
Formaldehyd krysa, orální 600–800 mg/kg 0,6
Solanin (hlavní alkaloid v několika rostlinách v Solanaceae, mezi nimi Solanum tuberosum ) krysa, orální (2,8 mg/kg člověk, orální) 590 mg/kg 0,590
Alkyldimethylbenzalkoniumchlorid (ADBAC) krysa, orální
ryba, ponoření
vodních bezobratlých, ponoření
304,5 mg/kg
{0,28 mg/L}
{0,059 mg/L}
0,3045
{ 0,00028 }
{0,000059}
Coumarin ( benzopyron , z Cinnamomum aromaticum a dalších rostlin) krysa, orální 293 mg/kg 0,293
Psilocybin (z kouzelných hub ) myš, orál 280 mg/kg 0,280
Kyselina chlorovodíková krysa, orální 238–277 mg/kg 0,238
Ketamin krysa, intraperitoneální 229 mg/kg 0,229
Aspirin (kyselina acetylsalicylová) krysa, orální 200 mg/kg 0,2
Kofein krysa, orální 192 mg/kg 0,192
Sulfid arsenitý krysa, orální 185–6 400 mg/kg 0,185–6,4
Dusitan sodný krysa, orální 180 mg/kg 0,18
Methylenedioxymethamphetamin (MDMA, extáze) krysa, orální 160 mg/kg 0,18
Uranylacetát dihydrát myš, orál 136 mg/kg 0,136
Dichlorodifenyltrichlorethan (DDT) myš, orál 135 mg/kg 0,135
Uran myši, orální 114 mg/kg (odhad) 0,114
Bisoprolol myš, orál 100 mg/kg 0,1
Kokain myš, orál 96 mg/kg 0,096
Chlorid kobaltnatý krysa, orální 80 mg/kg 0,08
Oxid kademnatý krysa, orální 72 mg/kg 0,072
Thiopental sodný (používá se ve smrtící injekci ) krysa, orální 64 mg/kg 0,064
Demeton-S-methyl krysa, orální 60 mg/kg 0,060
Metamfetamin krysa, intraperitoneální 57 mg/kg 0,057
Fluorid sodný krysa, orální 52 mg/kg 0,052
Nikotin myš a krysa, orální

člověk, kouření

50 mg/kg 0,05
Pentaboran člověk, orál 50 mg/kg 0,05
Kapsaicin myš, orál 47,2 mg/kg 0,0472
Vitamín D3 (cholekalciferol) krysa, orální 37 mg/kg 0,037
Piperidin (z černého pepře ) krysa, orální 30 mg/kg 0,030
Heroin (diamorfin) myš, intravenózní 21,8 mg/kg 0,0218
Diethylamid kyseliny lysergové (LSD) krysa, nitrožilní 16,5 mg/kg 0,0165
Oxid arsenitý krysa, orální 14 mg/kg 0,014
Kovový arsen krysa, intraperitoneální 13 mg/kg 0,013
Kyanid sodný krysa, orální 6,4 mg/kg 0,0064
Chlorotoxin (CTX, od štírů ) myši 4,3 mg/kg 0,0043
Kyanovodík myš, orál 3,7 mg/kg 0,0037
Carfentanil krysa, nitrožilní 3,39 mg/kg 0,00339
Nikotin (z různých rodů Solanaceae ) myši, orální 3,3 mg/kg 0,0033
Bílý fosfor krysa, orální 3,03 mg/kg 0,00303
Strychnin (ze Strychnos nux-vomica ) člověk, orál 1–2 mg/kg (odhad) 0,001–0,002
Chlorid rtuťnatý krysa, orální 1 mg/kg 0,001
Nikotin člověk, orál 0,8 mg/kg (odhad) 0,0008
Cantharidin (z puchýřů ) člověk, orál 500 μg/kg 0,0005
Aflatoxin B1 (z formy Aspergillus flavus ) krysa, orální 480 μg/kg 0,00048
Plutonium pes, nitrožilní 320 μg/kg 0,00032
Amatoxin (z hub Amanita phalloides ) krysa 300-700 μg/kg 0,0007
Bufotoxin (z ropuch Bufo ) kočka, nitrožilní 300 μg/kg 0,0003
Cesium-137 myš, parenterální 21,5 μCi/g 0,000245
Fluoroacetát sodný krysa, orální 220 μg/kg 0,00022
Sarin myš, subkutánní injekce 172 μg/kg 0,000172
Robustoxin (ze Sydney trychtýř-web pavouk ) myši 150 μg/kg 0,000150
VX člověk, orálně, vdechnutí, absorpce kůží/očima 140 μg/kg (odhad) 0,00014
Venom brazilského putujícího pavouka krysa, podkožní 134 μg/kg 0,000134
Aconitin (z Aconitum napellus a příbuzných druhů) krysa, nitrožilní 80 μg/kg 0,000080
Dimethylrtuť lidské, transdermální 50 μg/kg 0,000050
TBPO (t-butyl-bicyklofosfát) myš, intravenózní 36 μg/kg 0,000036
Fentanyl opice 30 μg/kg 0,00003
Venom vnitrozemského Taipanu (australský had) krysa, podkožní 25 μg/kg 0,000025
Ricin (z rostliny ricinového oleje ) krysa, intraperitoneální
krysa, orální
22 μg/kg
20–30 mg/kg
0,000022
0,02
2,3,7,8-Tetrachlorodibenzodioxin (TCDD, v Agent Orange ) krysa, orální 20 μg/kg 0,00002
Tetrodotoxin z chobotnice s modrými kroužky intravenózní 8,2 μg/kg 0,0000082
CrTX-A (z krabičkového jedu medúzy Carybdea rastonii ) rak, intraperitoneální 5 μg/kg 0,000005
Latrotoxin (z jedu vdovy ) myši 4,3 μg/kg 0,0000043
Epibatidin (z jedovaté šipkové žáby Epipedobates anthonyi ) myš, intravenózní 1,46-13,98 μg/kg 0,00000146
Batrachotoxin (z jedovaté šipky ) lidská subkutánní injekce 2–7 μg/kg (odhad) 0,000002
Abrin (z růžence hrachu ) myši, intravenózně

člověk, inhalace

člověk, orál

0,7 μg/kg

3,3 μg/kg

10–1 000 μg/kg

0,0000007

0,0000033

0,00001–0,001

Saxitoxin (z některých mořských dinoflagelátů ) člověk, nitrožilně

člověk, orál

0,6 μg/kg

5,7 μg/kg

0,0000006

0,0000057

Pacific Ciguatoxin -1 (z ciguaterických ryb ) myši, intraperitoneální 250 ng /kg 0,00000025
Palytoxin (z Palythoa coral) myš, intravenózní 45 ng/kg

2,3–31,5 μg/kg

0,000000045

0,0000023

Maitotoxin (z ciguateric ryby ) myš, intraperitoneální 50 ng /kg 0,00000005
Polonium-210 člověk, inhalace 10 ng/kg (odhad) 0,00000001
Toxin záškrtu (z Corynebacterium ) myši 10 ng/kg 0,00000001
Shiga toxin (z bakterií Shigella ) myši 2 ng/kg 0,000000002
Tetanospasmin (od Clostridium tetani ) myši 2 ng/kg 0,000000002
Botulotoxin (z Clostridium botulinum ) lidské, orální, injekční, inhalační 1 ng/kg (odhad) 0,000000001
Ionizující radiace člověk, ozařování Gy

Jedovatá stupnice

Smrtelné dávky hodnot LD 50 v logaritmickém měřítku

Hodnoty LD 50 mají velmi široký rozsah. Botulotoxinu jako nejvíce toxické látky známé má LD 50 hodnotu 1 ng / kg, zatímco nejvíce netoxická látka voda má LD 50 hodnotu více než 90 g / kg. To je rozdíl asi 1 ze 100 miliard neboli 11 řádů. Jako u všech naměřených hodnot, které se liší o mnoho řádů, je vhodné logaritmické zobrazení. Známými příklady jsou indikace síly zemětřesení pomocí Richterovy stupnice , hodnoty pH , jako měřítka kyselého nebo zásaditého charakteru vodného roztoku nebo hlasitosti v decibelech . V tomto případě je záporný desítkový logaritmus hodnot LD 50 , který je standardizován v kg na kg tělesné hmotnosti, považován za −log 10 (LD 50 ) .

Nalezenou bezrozměrnou hodnotu lze zadat v toxinové stupnici. Voda jako základní látka je úhledně 1 v měřítku negativního logaritmického toxinu.

Obavy z práv zvířat

Skupiny pro práva zvířat a dobré životní podmínky zvířat , jako je Animal Rights International, se postavily proti testování LD 50 na zvířatech. Několik zemí, včetně Velké Británie , přijalo opatření k zákazu ústního LD 50 a Organizace pro hospodářskou spolupráci a rozvoj (OECD) zrušila požadavek na ústní test v roce 2001 (viz Test Guideline 401, Trends in Pharmacological Sciences Vol. 22, 22. února 2001).

Viz také

Jiná opatření toxicity

Související opatření

  • Infekční dávkování TCID 50 pro tkáňové kultury
  • EID 50 Vaječné infekční dávkování
  • Smrtelné dávkování vajec ELD 50
  • Jednotky tvořící plak (pfu)

Reference

externí odkazy