Какво означава LD50?

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.

LD50 е термин, използван за представяне на средната летална доза, която се определя като количеството химикал, необходимо за унищожаване на 50% от определена тестова популация. Той представлява обективен начин за измерване на острата токсичност на всяко вещество срещу конкретен организъм. LD50 е от англосаксонски произход и идва от английския термин за летална доза , докато 50 идва от 50% от популацията на конкретен организъм, който средно ще умре, когато бъде изложен на дозата на веществото в въпрос.

Въпреки факта, че този термин се използва често на всички езици, в литературата по токсикология на испански вместо него често се използва LD50 (което идва директно от летална доза).

Единици от средната летална доза или LD50

LD50 на дадено вещество обикновено се отчита като количество от това вещество, изразено в единици маса, на единица телесно тегло на тестовия организъм.

Масата на веществото обикновено се изразява в различни единици за маса, според случая. За много вещества с умерена токсичност е достатъчно да се измери това количество в милиграми, докато за по-опасни вещества може да е необходимо да се използват по-малки единици за маса като микрограмове.

От друга страна, единицата за телесна маса на организма е стандартизирана в повечето страни по света и съответства на 1 kg или 1 паунд, в зависимост от системата от единици, които обикновено се използват в страната. Причината, поради която леталната доза се изразява по отношение на телесната маса на организма, е, че колкото по-голяма е телесната маса, толкова повече веществото се разрежда в тъканите. Чрез разделяне на леталната доза на масата на организма е възможно да се нормализира концентрацията, за да може обективно да се сравни смъртността или токсичността на дадено вещество.

Тълкуване на стойността на средната летална доза или LD50

Като начало трябва да разберем, че стойността на LD50 е статистическа мярка, свързана с вероятността организъм, изложен на споменатата доза от веществото, да умре. Официалната статистическа интерпретация би била, че ако дадем дозата LD50 на един индивид и след това на друг и след това на още един, и продължим да го правим, докато не бъде покрита цялата популация, средно 1 от 2 ще умре.

От гледна точка на токсичността, ако сравним стойностите на LD50 на две вещества за един и същи вид или организъм, колкото по-ниска е LD50, толкова по-токсично ще бъде веществото в посочения организъм. Това е така, защото е необходимо по-малко количество от веществото, за да убие същия брой индивиди. С други думи, ако A има LD50 от 10 mg/kg и B има LD50 от 5 mg/kg, тогава B е два пъти по-токсичен от A, тъй като половината от количеството B е необходимо за убиването на същия брой индивиди. това на a

От друга страна, ние също трябва правилно да тълкуваме единиците на LD50. Може да изглежда странно да се каже, че средната смъртоносна доза от вещество за малък организъм като мишка или насекомо е 10 mg на килограм телесно тегло, тъй като нито едно от тях не тежи повече от 1 kg. Трябва обаче да помним, че тези стойности не трябва да се приемат буквално, а по-скоро са относителни количества, които не зависят от действителния размер на животното или организма.

За да определим смъртоносната доза за конкретен индивид, трябва да вземем предвид действителното му телесно тегло. Да предположим например, че имаме мишка, която тежи 100 g и знаем, че вещество А има LD50 от 10 mg/kg телесно тегло. Тъй като са необходими 10 mg за всеки 1 kg (което е 1000 g), тогава средната летална доза за този индивид съответства на 1 mg вещество А (като се има предвид, че действителната му телесна маса е една десета от 1 kg).

Погледнато още по-просто, за да определим действителната маса на веществото, което трябва да предоставим на индивида, за да постигнем средната летална доза, ние просто трябва да умножим стойността на LD50 по телесната маса на индивида, изразена в същите единици, в които е докладвана. LD50. В нашия пример с мишка, нейната маса в килограми е 0,100 kg, така че масата на вещество А ще бъде (10 mg A/kg телесно тегло) x (0,100 kg телесно тегло) = 1 mg A.

Как се определя LD50?

Средната летална доза се определя експериментално чрез излагане на проба от индивиди от определен организъм на различни дози от дадено вещество и след това записване на броя на индивидите, които умират от ефектите на това вещество. Веществото се прилага принудително по различни начини, включително орален, респираторен, парентерален, интрамускулен или интравенозен начин, между другото.

Животните или организмите, които обикновено се използват в този тип тестове, обикновено са мишки, плъхове, зайци и морски свинчета, но те могат да бъдат и по-малки организми като определени насекоми или по-големи организми като кучета или дори коне. Всичко зависи от намерението, с което се определя тази мярка за токсичност.

Например, когато това, което се желае, е да се оцени токсичността при хора, като се има предвид, че по очевидни причини не могат да се провеждат експерименти върху живи хора, често се използват животински модели, които точно възпроизвеждат функционирането на някои физиологични системи. Мишките често служат за тази цел, но в други случаи се използват шимпанзета или други еволюционно близки видове.

От друга страна, може да искате да оцените ефективността на определена нова формула на пестицид. В този случай тестовете почти винаги се извършват върху организма, за който е предназначен да се използва продуктът (вредителя). Това може да е някакво насекомо или друг организъм.

Интерпретация на експериментални данни

След като данните от експеримента са налични, пристъпваме към техния анализ за изчисляване на LD50. Тъй като средната смъртоносна доза от дадено вещество за даден организъм не е известна предварително, трябва да се извършат няколко теста с нарастващи дози от веществото. По-ниските дози може да не убият нито един индивид, докато високите дози могат да убият огромното мнозинство. Въпреки това, дозата, която убива само половината от индивидите, едва ли ще бъде постигната по време на експеримента.

Поради тази причина действителната стойност на LD50 (или, по-подходящо, нейна оценка) трябва да се определи чрез интерполация или чрез други графични или статистически методи от данните, получени по време на експеримента. Кривата доза-отговор обикновено е под формата на буквата S (сигмоидна крива), което означава, че директната интерполация на данните може да доведе до висока грешка при интерполация в някои случаи. С оглед на това данните често се линеаризират преди интерполация, което се постига чрез начертаване на отговора спрямо логаритмичната доза, а не самата доза. Това почти винаги води до праволинейна графика, която може да бъде настроена за най-малки квадрати, като по този начин улеснява точното определяне на точката, в която 50% от индивидите показват очаквания отговор (т.е.

Произход на LD50

Средната летална доза или тестът LD50 не е нищо ново. Всъщност той е на почти 100 години, като е разработен през 1927 г. В първоначалните експерименти са използвани общо 200 животни, от които половината са умрели от ефектите на тестваното вещество, докато половината от оцелелите са били умъртвени. други нелетални ефекти.

Тази класическа процедура за определяне на средната летална доза обаче е преустановена в повечето страни по света в полза на други по-подходящи и по-малко нехуманни методи.

Други стойности на летална доза

LD50 (или LD50) се превърна в световен стандарт за сравняване на токсичността на вещество срещу определен животински вид или организъм. Той обаче не е единственият, който съществува. По същия начин, по който се дефинира и определя LD50, могат да се дефинират и други дози, които причиняват смърт в различни пропорции от населението. По този начин можем да дефинираме летална доза LD90 като доза от вещество, което убива 90% от населението или LD10, което показва дозата от вещество, което убива само 10% от населението. Всеки от тях има своите специфични приложения и своите предизвикателства при измерването им.

Примери за стойности на LD50 за обикновени безвредни вещества

Следната таблица показва някои средни летални дози или стойности на LD50 за обичайни вещества, като някои храни:

вещество LD50
обикновена трапезна захар 30 г на кг тегло
Етилов алкохол 10,6 g на kg тегло
обикновена готварска сол 3 g на kg тегло
Тетрахидроканабинол 1,27 g на kg тегло
Кофеин 0,300 g на kg тегло
никотин От 0,8 до 1 mg на kg тегло

Примери за стойности на LD50 за обикновени отровни вещества

Следващата таблица представя някои стойности на средната летална доза или LD50 за често срещани токсични вещества, както и някои от най-опасните отрови или токсини, които са известни:

LD50 токсичност
вещество LD50
Циановодород 1,52 mg на kg тегло
отрова на черна мамба 50 ug на kg тегло
Отровата на клюната морска змия 10 ug на kg тегло
Батрахотоксин 2 ug на kg тегло
полоний 210 от 10 до 50 ng на kg тегло
Ботулинов токсин 1 ng на kg тегло

Препратки

AnimaNaturalis. (2015, 12 септември). Смъртоносна доза 50 (LD50) . https://www.animanaturalis.org/p/1361/dosis_letal_50_dl50

Канадски център за здравословни и безопасни условия на труд. (2018, 12 ноември). Какво е LD50 и LC50? :ОТГОВОРИ . https://www.ccohs.ca/oshanswers/chemicals/ld50.html

Катедра по правна медицина и токсикология. (nd). Тема 1. Понятие, история и обхват на токсикологията. Университет на Гранада. https://www.ugr.es/%7Eajerez/proyecto/t2-13.htm

Администрация по храните и лекарствата (FDA). (nd). Глава IV. Насоки за тестове за токсичност – остра орална токсичност . https://www.fda.gov/media/72257/download

Национален институт за изследване на човешкия геном. (2022 г., 25 юли). Животински модел . genome.gov. https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/Animal-model

Нелсън, Р. (2019 г., 3 септември). Най-отровните змии в света . Неопитомена наука. https://untamedscience.com/blog/most-venomous-snakes-in-the-world/

Химия.е. (nd). Смъртоносна_доза_50% . https://www.quimica.es/enciclopedia/Dosis_mortal_50%25.html

mm
Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

Artículos relacionados