Средняя смертельная доза - Median lethal dose
В токсикологии , в средней летальной дозе , LD 50 (сокращение от « смертельной дозы , 50%»), LC - 50 (летальная концентрация, 50%) или LCT 50 является мерой летальной дозы в виде токсина , радиацию или патоген . Значение LD 50 для вещества - это доза, необходимая для того, чтобы убить половину членов тестируемой популяции после заданной продолжительности теста. Цифры LD 50 часто используются в качестве общего показателя острой токсичности вещества . Более низкая LD 50 указывает на повышенную токсичность.
Тест был создан Дж. В. Треваном в 1927 году. Термин « полулетальная доза» иногда используется в том же смысле, в частности, при переводах текста на иностранный язык, но может также относиться к сублетальной дозе. LD 50 обычно определяется тестами на животных, таких как лабораторные мыши . В 2011 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США одобрило методы, альтернативные LD 50, для тестирования косметического препарата Ботокс без испытаний на животных.
Условные обозначения
LD 50 обычно выражается как масса вещества, вводимого на единицу массы испытуемого, обычно в миллиграммах вещества на килограмм массы тела, иногда также выражается в нанограммах (подходит для ботулина ), микрограммах или граммах (подходит для парацетамола ). за килограмм. Такая формулировка позволяет сравнивать относительную токсичность различных веществ и нормализовать различия в размере животных, подвергшихся воздействию (хотя токсичность не всегда зависит от массы тела). Для веществ в окружающей среде, таких как ядовитые пары или вещества в воде, токсичные для рыб, используется концентрация в окружающей среде (на кубический метр или на литр), что дает значение LC 50 . Но в этом случае важна выдержка (см. Ниже).
Выбор 50% летальности в качестве эталона позволяет избежать неоднозначности при проведении экстремальных измерений и сократить количество требуемых испытаний. Однако это также означает, что LD 50 не является летальной дозой для всех субъектов; некоторые могут быть убиты гораздо меньшим количеством, в то время как другие выживают при дозах, намного превышающих LD 50 . Такие показатели, как «LD 1 » и «LD 99 » (доза, необходимая для уничтожения 1% или 99% соответственно исследуемой популяции) иногда используются для конкретных целей.
Смертельная доза часто варьируется в зависимости от способа введения ; например, многие вещества менее токсичны при пероральном введении, чем при внутривенном введении. По этой причине значения ЛД 50 часто уточняются в зависимости от способа введения, например, «ЛД 50 в / в».
Соответствующие величины LD 50 /30 или LD 50 /60 используется для обозначения дозы , что без лечения будет летальной для 50% населения в течение (соответственно) 30 или 60 дней. Эти меры чаще используются в физике радиационного здоровья , поскольку выживание после 60 дней обычно приводит к выздоровлению.
Сопоставимое измерение - LCt 50 , которое относится к летальной дозе от воздействия, где C - концентрация, а t - время. Часто его выражают в мг-мин / м 3 . ICt 50 - это доза, которая приведет к потере трудоспособности, а не к смерти. Эти меры обычно используются для определения сравнительной эффективности боевых отравляющих веществ, а дозировки обычно определяются скоростью дыхания (например, в состоянии покоя = 10 л / мин) при вдыхании или степенью проникновения одежды через кожу. Концепция Ct была впервые предложена Фрицем Габером и иногда упоминается как закон Габера , который предполагает, что воздействие 100 мг / м 3 в течение 1 минуты эквивалентно 10 минутам 10 мг / м 3 (1 × 100 = 100, как и 10 × 10 = 100).
Некоторые химические вещества, такие как цианистый водород , быстро выводятся из организма человека и не подчиняются закону Габера. Таким образом, в этих случаях летальная концентрация может быть дана просто как LC 50 и квалифицирована продолжительностью воздействия (например, 10 минут). В Паспорта безопасности для токсичных веществ часто используют эту форму термина , даже если вещество делает следовать закону Габера.
Для болезнетворных организмов существует также мера, известная как средняя инфекционная доза и дозировка. Средняя инфекционная доза (ID 50 ) - это количество организмов, полученное человеком или подопытным животным, квалифицированным по способу введения (например, 1200 орг / человека на пероральный прием). Из-за трудностей с подсчетом реальных организмов в дозе инфекционные дозы могут быть выражены в терминах биологического анализа, таких как количество LD 50 для некоторого подопытного животного. В биологической войне инфекционная доза - это количество инфекционных доз на кубический метр воздуха, умноженное на количество минут воздействия (например, ICt 50 - это 100 средних доз - мин / м 3 ).
Ограничение
В качестве меры токсичности LD 50 в некоторой степени ненадежен, и результаты могут сильно различаться в разных испытательных учреждениях из-за таких факторов, как генетические характеристики выборочной популяции, исследованные виды животных, факторы окружающей среды и способ введения.
Между видами также может быть большое разнообразие; то, что относительно безопасно для крыс, вполне может быть чрезвычайно токсичным для человека ( см. токсичность парацетамола ), и наоборот. Например, известно, что шоколад, относительно безвредный для человека, токсичен для многих животных . При использовании для тестирования яда ядовитых существ, таких как змеи , результаты LD 50 могут вводить в заблуждение из-за физиологических различий между мышами, крысами и людьми. Многие ядовитые змеи являются специализированными хищниками на мышах, и их яд может быть адаптирован специально для вывода из строя мышей; и мангусты могут быть исключительно устойчивы. Хотя большинство млекопитающих имеют очень схожую физиологию, результаты LD 50 могут иметь, а могут и не иметь равное значение для всех видов млекопитающих, таких как люди и т. Д.
Примеры
Примечание: сравнение веществ (особенно лекарств) друг с другом по LD 50 может вводить в заблуждение во многих случаях из-за (частично) различий в эффективных дозах (ED 50 ). Следовательно, более полезно сравнивать такие вещества по терапевтическому индексу , который представляет собой просто отношение LD 50 к ED 50 .
Следующие ниже примеры перечислены со ссылкой на значения LD 50 в порядке убывания и сопровождаются значениями LC 50 , {заключенными в скобки}, когда это необходимо.
Вещество | Животное, маршрут | LD 50 {LC 50 } |
LD 50 : г / кг {LC 50 : г / л} стандартизованный |
Ссылка |
---|---|---|---|---|
Воды | крыса, оральный | 90000 мг / кг | 90 | |
Сахароза (столовый сахар) | крыса, оральный | 29,700 мг / кг | 29,7 | |
Глюкоза (сахар в крови) | крыса, оральный | 25,800 мг / кг | 25,8 | |
Глутамат натрия ( глутамат натрия ) | крыса, оральный | 16600 мг / кг | 16,6 | |
Стевиозид (из стевии ) | мыши и крысы, перорально | 15000 мг / кг | 15 | |
Бензин (бензин) | крыса | 14,063 мг / кг | 14.0 | |
Витамин С (аскорбиновая кислота) | крыса, оральный | 11,900 мг / кг | 11,9 | |
Глифосат (изопропиламиновая соль) | крыса, оральный | 10 537 мг / кг | 10,537 | |
Лактоза (молочный сахар) | крыса, оральный | 10,000 мг / кг | 10 | |
Аспартам | мыши, оральный | 10,000 мг / кг | 10 | |
Мочевина | крыса, оральный | 8,471 мг / кг | 8,471 | |
Циануровая кислота | крыса, оральный | 7,700 мг / кг | 7,7 | |
Сульфид кадмия | крыса, оральный | 7,080 мг / кг | 7,08 | |
Этанол (зерновой спирт) | крыса, оральный | 7,060 мг / кг | 7.06 | |
Изопропилметилфосфоновая кислота натрия (IMPA, метаболит зарина ) | крыса, оральный | 6860 мг / кг | 6,86 | |
Меламин | крыса, оральный | 6000 мг / кг | 6 | |
Таурин | крыса, оральный | 5000 мг / кг | 5 | |
Цианурат меламина | крыса, оральный | 4,100 мг / кг | 4.1 | |
Фруктоза (фруктовый сахар) | крыса, оральный | 4000 мг / кг | 4 | |
Молибдат натрия | крыса, оральный | 4000 мг / кг | 4 | |
Хлорид натрия (поваренная соль) | крыса, оральный | 3000 мг / кг | 3 | |
Парацетамол ( парацетамол ) | крыса, оральный | 1,944 мг / кг | 1,944 | |
Дельта-9-тетрагидроканнабинол (THC) | крыса, оральный | 1,270 мг / кг | 1,27 | |
Каннабидиол (CBD) | крыса, оральный | 980 мг / кг | 0,98 | |
Метанол | человек, оральный | 810 мг / кг | 0,81 | |
Мышьяк | крыса, оральный | 763 мг / кг | 0,763 | |
Ибупрофен | крыса, оральный | 636 мг / кг | 0,636 | |
Формальдегид | крыса, оральный | 600–800 мг / кг | 0,6 | |
Соланин (основной алкалоид в нескольких растениях пасленовых, среди которых Solanum tuberosum ) | крыса, перорально (2,8 мг / кг человека, перорально) | 590 мг / кг | 0,590 | |
Алкилдиметилбензалкония хлорид (ADBAC) | крыса, оральная рыба, погружение водных беспозвоночных, погружение |
304,5 мг / кг {0,28 мг / л} {0,059 мг / л} |
0,3045 {0,00028} {0,000059} |
|
Кумарин ( бензопирон из Cinnamomum aromaticum и других растений) | крыса, оральный | 293 мг / кг | 0,293 | |
Псилоцибин (из волшебных грибов ) | мышь, оральный | 280 мг / кг | 0,280 | |
Соляная кислота | крыса, оральный | 238–277 мг / кг | 0,238 | |
Кетамин | крыса, внутрибрюшинно | 229 мг / кг | 0,229 | |
Аспирин (ацетилсалициловая кислота) | крыса, оральный | 200 мг / кг | 0,2 | |
Кофеин | крыса, оральный | 192 мг / кг | 0,192 | |
Трисульфид мышьяка | крыса, оральный | 185–6 400 мг / кг | 0,185–6,4 | |
Нитрат натрия | крыса, оральный | 180 мг / кг | 0,18 | |
Метилендиоксиметамфетамин (МДМА, экстази) | крыса, оральный | 160 мг / кг | 0,18 | |
Дигидрат уранилацетата | мышь, оральный | 136 мг / кг | 0,136 | |
Дихлордифенилтрихлорэтан (ДДТ) | мышь, оральный | 135 мг / кг | 0,135 | |
Уран | мыши, оральный | 114 мг / кг (расчетно) | 0,114 | |
Бисопролол | мышь, оральный | 100 мг / кг | 0,1 | |
Кокаин | мышь, оральный | 96 мг / кг | 0,096 | |
Хлорид кобальта (II) | крыса, оральный | 80 мг / кг | 0,08 | |
Оксид кадмия | крыса, оральный | 72 мг / кг | 0,072 | |
Тиопентал натрия (используется в смертельной инъекции ) | крыса, оральный | 64 мг / кг | 0,064 | |
Деметон-S-метил | крыса, оральный | 60 мг / кг | 0,060 | |
Метамфетамин | крыса, внутрибрюшинно | 57 мг / кг | 0,057 | |
Фторид натрия | крыса, оральный | 52 мг / кг | 0,052 | |
Никотин | мышь и крыса, оральный
человек, курящий |
50 мг / кг | 0,05 | |
Пентаборана | человек, оральный | 50 мг / кг | 0,05 | |
Капсаицин | мышь, оральный | 47,2 мг / кг | 0,0472 | |
Витамин D3 (холекальциферол) | крыса, оральный | 37 мг / кг | 0,037 | |
Пиперидин (из черного перца ) | крыса, оральный | 30 мг / кг | 0,030 | |
Героин (диаморфин) | мышь, внутривенно | 21,8 мг / кг | 0,0218 | |
Диэтиламид лизергиновой кислоты (ЛСД) | крыса, внутривенно | 16,5 мг / кг | 0,0165 | |
Триоксид мышьяка | крыса, оральный | 14 мг / кг | 0,014 | |
Металлический мышьяк | крыса, внутрибрюшинно | 13 мг / кг | 0,013 | |
Цианистый натрий | крыса, оральный | 6,4 мг / кг | 0,0064 | |
Хлоротоксин (CTX, из скорпионов ) | мышей | 4,3 мг / кг | 0,0043 | |
Цианистый водород | мышь, оральный | 3,7 мг / кг | 0,0037 | |
Карфентанил | крыса, внутривенно | 3,39 мг / кг | 0,00339 | |
Никотин (из различных родов пасленовых ) | мыши, оральный | 3,3 мг / кг | 0,0033 | |
Белый фосфор | крыса, оральный | 3,03 мг / кг | 0,00303 | |
Стрихнин (из Strychnos nux-vomica ) | человек, оральный | 1-2 мг / кг (приблизительно) | 0,001–0,002 | |
Хлорид ртути (II) | крыса, оральный | 1 мг / кг | 0,001 | |
Никотин | человек, оральный | 0,8 мг / кг (расчетно) | 0,0008 | |
Кантаридин (от жуков-пузырей ) | человек, оральный | 500 мкг / кг | 0,0005 | |
Афлатоксин B1 (из плесени Aspergillus flavus ) | крыса, оральный | 480 мкг / кг | 0,00048 | |
Плутоний | собака, внутривенно | 320 мкг / кг | 0,00032 | |
Аматоксин (из грибов Amanita phalloides ) | крыса | 300-700 мкг / кг | 0,0007 | |
Буфотоксин (от жаб Буфо ) | кошка, внутривенно | 300 мкг / кг | 0,0003 | |
Цезий-137 | мышь, отцовство | 21,5 мкКи / г | 0,000245 | |
Натрий фторацетат | крыса, оральный | 220 мкг / кг | 0,00022 | |
Зарин | мышь, подкожная инъекция | 172 мкг / кг | 0,000172 | |
Робустоксин (от сиднейского воронкообразного паука ) | мышей | 150 мкг / кг | 0,000150 | |
VX | человек, перорально, вдыхание, всасывание через кожу / глаза | 140 мкг / кг (расчетно) | 0,00014 | |
Яд бразильского странствующего паука | крыса, подкожно | 134 мкг / кг | 0,000134 | |
Аконитин (из Aconitum napellus и родственных видов) | крыса, внутривенно | 80 мкг / кг | 0,000080 | |
Диметилртуть | человек, трансдермальный | 50 мкг / кг | 0,000050 | |
ТБПО (т-бутилбициклофосфат) | мышь, внутривенно | 36 мкг / кг | 0,000036 | |
Фентанил | обезьяна | 30 мкг / кг | 0,00003 | |
Яд внутреннего тайпана (австралийская змея) | крыса, подкожно | 25 мкг / кг | 0,000025 | |
Рицин (из касторового масла ) | крыса, внутрибрюшинная крыса, орально |
22 мкг / кг 20–30 мг / кг |
0,000022 0,02 |
|
2,3,7,8-Тетрахлордибензодиоксин (TCDD, в Agent Orange ) | крыса, оральный | 20 мкг / кг | 0,00002 | |
Тетродотоксин от сине-кольчатых осьминогов | внутривенный | 8,2 мкг / кг | 0,0000082 | |
CrTX-А (от Carybdea rastonii окно медузы яда ) | раки, внутрибрюшинные | 5 мкг / кг | 0,000005 | |
Латротоксин (из яда паука-вдовы ) | мышей | 4,3 мкг / кг | 0,0000043 | |
Эпибатидин (из ядовитой лягушки Epipedobates anthonyi ) | мышь, внутривенно | 1,46-13,98 мкг / кг | 0,00000146 | |
Батрахотоксин (из ядовитой лягушки-дротика ) | человек, подкожная инъекция | 2–7 мкг / кг (расчетно) | 0,000002 | |
Абрин (из четок горохового ) | мыши, внутривенно
человек, вдыхание человек, оральный |
0,7 мкг / кг
3,3 мкг / кг 10–1000 мкг / кг |
0,0000007
0,0000033 0,00001–0,001 |
|
Сакситоксин (из некоторых морских динофлагеллят ) | человек, внутривенно
человек, оральный |
0,6 мкг / кг
5,7 мкг / кг |
0,0000006
0,0000057 |
|
Тихоокеанский сигуатоксин -1 (из сигуатерической рыбы ) | мыши, внутрибрюшинно | 250 нг / кг | 0,00000025 | |
Палитоксин (из коралла Palythoa ) | мышь, внутривенно | 45 нг / кг
2,3–31,5 мкг / кг |
0,000000045
0,0000023 |
|
Майтотоксин (из сигуатерной рыбы ) | мышь, внутрибрюшинно | 50 нг / кг | 0,00000005 | |
Полоний-210 | человек, вдыхание | 10 нг / кг (расчетно) | 0,00000001 | |
Токсин дифтерии (из коринебактерий ) | мышей | 10 нг / кг | 0,00000001 | |
Токсин шига (из бактерий Shigella ) | мышей | 2 нг / кг | 0,000000002 | |
Тетаноспазмин (из Clostridium tetani ) | мышей | 2 нг / кг | 0,000000002 | |
Ботулинический токсин (из Clostridium botulinum ) | человек, перорально, инъекция, вдыхание | 1 нг / кг (приблизительно) | 0,000000001 | |
Ионизирующее излучение | человек, облучение | 5 Гр |
Шкала яда
Значения LD 50 имеют очень широкий диапазон. Ботулинический токсин как наиболее токсичное вещество , известное имеет LD 50 значения 1 нг / кг, в то время как большинство не-токсичное вещество воды имеет LD 50 значения более чем 90 г / кг. Это разница примерно в 1 из 100 миллиардов, или на 11 порядков. Как и для всех измеренных значений, которые различаются на много порядков, рекомендуется логарифмическое представление. Хорошо известными примерами являются указание силы землетрясения с использованием шкалы Рихтера , значение pH в качестве меры кислотного или основного характера водного раствора или громкости в децибелах . В этом случае отрицательный десятичный логарифм значений LD 50 , который стандартизирован в кг на кг веса тела, считается -log 10 (LD 50 ) .
Найденное безразмерное значение можно ввести в шкалу токсинов. Вода в качестве исходного вещества точно равна 1 по отрицательной логарифмической шкале токсинов.
Проблемы прав животных
Группы по защите прав животных и благополучия животных , такие как Animal Rights International, выступили против тестирования LD 50 на животных. Несколько стран, в том числе Великобритания , предприняли шаги по запрету перорального LD 50 , а Организация экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) отменила требование о устном тестировании в 2001 году (см. Руководство по тестированию 401, Trends in Pharmacological Sciences Vol. 22, 22 февраля 2001 г.).
Смотрите также
- Тестирование животных
- Метод Рида-Мюнча
- Доза делает яд ( латинское : sola dosis facit venenum) , по токсикологической пословице Парацельса, что большое количество любого вещества, например воды, смертельно.
Другие меры токсичности
- IDLH
- Определенный коэффициент безопасности
- Терапевтический индекс
- Защитный индекс
- Процедура фиксированной дозы для оценки LD50
- Средняя токсическая доза (TD50)
- Самая низкая опубликованная токсическая концентрация (TCLo)
- Самая низкая опубликованная летальная доза (LDLo)
- EC 50 (половина максимальной эффективной концентрации)
- IC 50 (половина максимальной ингибирующей концентрации)
- Тест Дрейза
- Ориентировочное предельное значение
- Уровень отсутствия наблюдаемых побочных эффектов (NOAEL)
- Уровень наименьшего наблюдаемого нежелательного эффекта (LOAEL)
- Процедура подъема и опускания
Связанные меры
- TCID 50 Дозировка для заражения тканевой культурой
- EID 50 Инфекционная дозировка яиц
- Смертельная дозировка для яиц ELD 50
- Установки для формирования зубного налета (БОЕ)
использованная литература
внешние ссылки
- Канадский центр охраны труда и техники безопасности
- Липник Р.Л., Котруво Дж. А., Хилл Р. Н., Брюс Р. Д., Штицель К. А., Уокер А. П. и др. (Март 1995 г.). «Сравнение процедур повышения и понижения, стандартной LD50 и процедур острой токсичности с фиксированной дозой». Пищевая и химическая токсикология . 33 (3): 223–31. DOI : 10.1016 / 0278-6915 (94) 00136-C . PMID 7896233 .