Τι σημαίνει LD50;

Το LD50 είναι ένας όρος που χρησιμοποιείται για να αντιπροσωπεύει τη Μέση Θανατηφόρα Δόση, η οποία ορίζεται ως η ποσότητα μιας χημικής ουσίας που απαιτείται για να σκοτώσει το 50% ενός συγκεκριμένου πληθυσμού δοκιμής. Αντιπροσωπεύει έναν αντικειμενικό τρόπο μέτρησης της οξείας τοξικότητας οποιασδήποτε ουσίας έναντι ενός συγκεκριμένου οργανισμού. Το LD του LD50 είναι αγγλοσαξονικής προέλευσης και προέρχεται από τον αγγλικό όρο για τη θανατηφόρα δόση , ενώ το 50 προέρχεται από το 50% του πληθυσμού ενός συγκεκριμένου οργανισμού που, κατά μέσο όρο, θα πεθάνει όταν εκτεθεί στη δόση της ουσίας στο ερώτηση.

Παρά το γεγονός ότι αυτός ο όρος χρησιμοποιείται συνήθως σε όλες τις γλώσσες, στην τοξικολογική βιβλιογραφία στα ισπανικά, χρησιμοποιείται συχνά το LD50 (το οποίο προέρχεται απευθείας από τη θανατηφόρα δόση).

Μονάδες της διάμεσης θανατηφόρας δόσης ή LD50

Η LD50 μιας ουσίας αναφέρεται γενικά ως η ποσότητα αυτής της ουσίας εκφρασμένης σε μονάδες μάζας, ανά μονάδα βάρους σώματος του υπό δοκιμή οργανισμού.

Η μάζα της ουσίας εκφράζεται συνήθως σε διαφορετικές μονάδες μάζας ανάλογα με την περίπτωση. Για πολλές ουσίες μέτριας τοξικότητας αρκεί η μέτρηση αυτής της ποσότητας σε χιλιοστόγραμμα, ενώ για πιο επικίνδυνες ουσίες μπορεί να χρειαστεί να χρησιμοποιηθούν μικρότερες μονάδες μάζας όπως μικρογραμμάρια.

Από την άλλη, η μονάδα μάζας σώματος του οργανισμού είναι τυποποιημένη στις περισσότερες χώρες του κόσμου και αντιστοιχεί είτε σε 1 κιλό είτε σε 1 λίβρα, ανάλογα με το σύστημα μονάδων που χρησιμοποιείται συνήθως στη χώρα. Ο λόγος για τον οποίο η θανατηφόρα δόση εκφράζεται ως προς τη μάζα σώματος του οργανισμού είναι επειδή όσο μεγαλύτερη είναι η σωματική μάζα, τόσο περισσότερο η ουσία αραιώνεται στους ιστούς. Διαιρώντας τη θανατηφόρα δόση με τη μάζα του οργανισμού, είναι δυνατό να ομαλοποιηθεί η συγκέντρωση για να μπορέσουμε να συγκρίνουμε αντικειμενικά τη θνησιμότητα ή την τοξικότητα μιας ουσίας.

Ερμηνεία της τιμής της διάμεσης θανατηφόρας δόσης ή LD50

Αρχικά, πρέπει να καταλάβουμε ότι η τιμή LD50 είναι ένα στατιστικό μέτρο που σχετίζεται με την πιθανότητα ένας οργανισμός που εκτίθεται στην εν λόγω δόση της ουσίας να πεθάνει. Η επίσημη στατιστική ερμηνεία θα ήταν ότι αν χορηγήσουμε τη δόση LD50 σε ένα άτομο και μετά σε άλλο και μετά σε άλλο, και συνεχίσουμε να το κάνουμε μέχρι να καλυφθεί ολόκληρος ο πληθυσμός, κατά μέσο όρο 1 στους 2 θα πεθάνει.

Από την άποψη της τοξικότητας, εάν συγκρίνουμε τις τιμές LD50 δύο ουσιών για το ίδιο είδος ή οργανισμό, όσο χαμηλότερη είναι η LD50, τόσο πιο τοξική θα είναι η ουσία στον εν λόγω οργανισμό. Αυτό συμβαίνει επειδή απαιτείται μικρότερη ποσότητα της ουσίας για να σκοτώσει τον ίδιο αριθμό ατόμων. Με άλλα λόγια, εάν το Α έχει LD50 10 mg/kg και το Β έχει LD50 5 mg/kg, τότε το Β είναι δύο φορές πιο τοξικό από το Α, αφού η μισή ποσότητα του Β απαιτείται για να σκοτώσει τον ίδιο αριθμό ατόμων. αυτό του α

Από την άλλη, πρέπει επίσης να ερμηνεύσουμε σωστά τις μονάδες του LD50. Μπορεί να φαίνεται παράξενο να πούμε ότι η διάμεση θανατηφόρα δόση μιας ουσίας για έναν μικρό οργανισμό όπως ένα ποντίκι ή ένα έντομο είναι 10 mg ανά κιλό σωματικού βάρους, αφού κανένα από τα δύο δεν ζυγίζει όσο 1 κιλό. Ωστόσο, πρέπει να θυμόμαστε ότι αυτές οι τιμές δεν πρέπει να λαμβάνονται κυριολεκτικά, αλλά είναι σχετικές ποσότητες που είναι ανεξάρτητες από το πραγματικό μέγεθος του ζώου ή του οργανισμού.

Για να προσδιορίσουμε τη θανατηφόρα δόση για ένα συγκεκριμένο άτομο, πρέπει να λάβουμε υπόψη το πραγματικό σωματικό του βάρος. Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι έχουμε ένα ποντίκι που ζυγίζει 100 g και γνωρίζουμε ότι η ουσία Α έχει LD50 10 mg/kg σωματικού βάρους. Δεδομένου ότι απαιτούνται 10 mg για κάθε 1 kg (που είναι 1000 g), τότε η μέση θανατηφόρα δόση για αυτό το άτομο αντιστοιχεί σε 1 mg ουσίας Α (δεδομένου ότι η πραγματική μάζα σώματος του είναι το ένα δέκατο του 1 kg).

Αν το δούμε ακόμη πιο απλά, για να προσδιορίσουμε την πραγματική μάζα της ουσίας που πρέπει να προσφέρουμε σε ένα άτομο για να επιτύχουμε τη μέση θανατηφόρα δόση, πρέπει απλώς να πολλαπλασιάσουμε την τιμή LD50 με τη μάζα σώματος του ατόμου που εκφράζεται στις ίδιες μονάδες στις οποίες αναφέρεται. το LD50. Στο παράδειγμα του ποντικιού μας, η μάζα της σε κιλά είναι 0,100 kg, επομένως η μάζα της ουσίας Α θα ήταν (10 mg A/kg μάζα σώματος) x (0,100 kg μάζα σώματος) = 1 mg A.

Πώς προσδιορίζεται το LD50;

Η διάμεση θανατηφόρα δόση προσδιορίζεται πειραματικά εκθέτοντας ένα δείγμα ατόμων ενός συγκεκριμένου οργανισμού σε διάφορες δόσεις μιας ουσίας και στη συνέχεια καταγράφοντας τον αριθμό των ατόμων που πεθαίνουν από τις επιπτώσεις αυτής της ουσίας. Η ουσία χορηγείται με τη βία με διάφορους τρόπους, συμπεριλαμβανομένης της στοματικής, αναπνευστικής, παρεντερικής, ενδομυϊκής ή ενδοφλέβιας οδού, μεταξύ άλλων.

Τα ζώα ή οι οργανισμοί που χρησιμοποιούνται συνήθως σε αυτό το είδος δοκιμής είναι συνήθως ποντίκια, αρουραίοι, κουνέλια και ινδικά χοιρίδια, αλλά μπορεί επίσης να είναι μικρότεροι οργανισμοί όπως ορισμένα έντομα ή μεγαλύτεροι οργανισμοί όπως σκύλοι ή ακόμα και άλογα. Όλα εξαρτώνται από την πρόθεση με την οποία προσδιορίζεται αυτό το μέτρο τοξικότητας.

Για παράδειγμα, όταν το επιθυμητό είναι να εκτιμηθεί η τοξικότητα στους ανθρώπους, δεδομένου ότι, για προφανείς λόγους, δεν μπορούν να πραγματοποιηθούν πειράματα σε ζωντανούς ανθρώπους, χρησιμοποιούνται συχνά ζωικά μοντέλα που αναπαράγουν στενά τη λειτουργία κάποιου φυσιολογικού συστήματος. Τα ποντίκια εξυπηρετούν συχνά αυτόν τον σκοπό, αλλά σε άλλες περιπτώσεις χρησιμοποιούνται χιμπατζήδες ή άλλα εξελικτικά στενά συγγενικά είδη.

Από την άλλη πλευρά, μπορεί να θέλετε να εκτιμήσετε την αποτελεσματικότητα μιας συγκεκριμένης νέας σύνθεσης ενός φυτοφαρμάκου. Στην περίπτωση αυτή, οι δοκιμές πραγματοποιούνται σχεδόν πάντα στον οργανισμό για τον οποίο προορίζεται να χρησιμοποιηθεί το προϊόν (το παράσιτο). Αυτό μπορεί να είναι κάποιο έντομο ή άλλος οργανισμός.

Ερμηνεία πειραματικών δεδομένων

Μόλις τα δεδομένα από το πείραμα είναι διαθέσιμα, προχωράμε στην ανάλυσή του για τον υπολογισμό του LD50. Δεδομένου ότι η διάμεση θανατηφόρος δόση μιας ουσίας για έναν δεδομένο οργανισμό δεν είναι γνωστή εκ των προτέρων, πρέπει να πραγματοποιηθούν αρκετές δοκιμές με αυξανόμενες δόσεις της ουσίας. Οι χαμηλότερες δόσεις μπορεί να μην σκοτώσουν κανένα άτομο, ενώ οι υψηλές δόσεις μπορεί να σκοτώσουν τη συντριπτική πλειοψηφία. Ωστόσο, η δόση που σκοτώνει μόνο τα μισά άτομα δύσκολα θα επιτευχθεί κατά τη διάρκεια του πειράματος.

Για το λόγο αυτό, η πραγματική τιμή του LD50 (ή, πιο κατάλληλα, μια εκτίμηση του) πρέπει να προσδιορίζεται με παρεμβολή ή με άλλες γραφικές ή στατιστικές μεθόδους από τα δεδομένα που λαμβάνονται κατά τη διάρκεια του πειράματος. Η καμπύλη δόσης-απόκρισης έχει συνήθως το σχήμα του γράμματος S (σιγμοειδής καμπύλη), που σημαίνει ότι η άμεση παρεμβολή των δεδομένων μπορεί να παρουσιάζει υψηλό σφάλμα παρεμβολής σε ορισμένες περιπτώσεις. Εν όψει αυτού, τα δεδομένα συχνά γραμμικοποιούνται πριν από την παρεμβολή, η οποία επιτυγχάνεται με τη γραφική παράσταση της απόκρισης έναντι της λογαριθμικής δόσης και όχι της ίδιας της δόσης. Αυτό σχεδόν πάντα έχει ως αποτέλεσμα μια γραφική παράσταση ευθείας γραμμής που μπορεί να προσαρμοστεί για ελάχιστα τετράγωνα, καθιστώντας έτσι ευκολότερο τον ακριβή προσδιορισμό του σημείου στο οποίο το 50% των ατόμων εμφανίζει την αναμενόμενη απόκριση (δηλ.

Προέλευση του LD50

Η μέση θανατηφόρα δόση ή το τεστ LD50 δεν είναι κάτι νέο. Στην πραγματικότητα, είναι σχεδόν 100 ετών, αφού αναπτύχθηκε το 1927. Στα αρχικά πειράματα χρησιμοποιήθηκαν συνολικά 200 ζώα, από τα οποία τα μισά πέθαναν από την επίδραση της υπό δοκιμή ουσίας, ενώ τα μισά από αυτά που επέζησαν θυσιάστηκαν. άλλες μη θανατηφόρες επιδράσεις.

Ωστόσο, αυτή η κλασική διαδικασία για τον προσδιορισμό της μέσης θανατηφόρου δόσης έχει διακοπεί στις περισσότερες χώρες του κόσμου, προς όφελος άλλων καταλληλότερων και λιγότερο απάνθρωπων μεθόδων.

Άλλες θανατηφόρες τιμές δόσης

Το LD50 (ή LD50) έχει γίνει παγκόσμιο πρότυπο για τη σύγκριση της τοξικότητας μιας ουσίας έναντι ενός συγκεκριμένου ζωικού είδους ή οργανισμού. Ωστόσο, δεν είναι το μόνο που υπάρχει. Με τον ίδιο τρόπο που ορίζεται και προσδιορίζεται το LD50, μπορούν επίσης να οριστούν και άλλες δόσεις που προκαλούν θάνατο σε διαφορετικές αναλογίες ενός πληθυσμού. Έτσι, μπορούμε να ορίσουμε μια θανατηφόρα δόση LD90 ως τη δόση μιας ουσίας που σκοτώνει το 90% ενός πληθυσμού ή LD10 που υποδεικνύει τη δόση μιας ουσίας που σκοτώνει μόνο το 10% του πληθυσμού. Κάθε ένα έχει τις ιδιαίτερες χρήσεις του και τις προκλήσεις του κατά τη μέτρησή τους.

Παραδείγματα τιμών LD50 για κοινές αβλαβείς ουσίες

Ο παρακάτω πίνακας δείχνει ορισμένες μέσες θανατηφόρες δόσεις ή τιμές LD50 για κοινές ουσίες, όπως ορισμένα τρόφιμα:

Παραδείγματα τιμών LD50 για κοινές δηλητηριώδεις ουσίες

Ο παρακάτω πίνακας παρουσιάζει ορισμένες τιμές της διάμεσης θανατηφόρας δόσης ή LD50 για κοινές τοξικές ουσίες, καθώς και μερικά από τα πιο επικίνδυνα δηλητήρια ή τοξίνες που είναι γνωστά:

βιβλιογραφικές αναφορές

AnimaNaturalis. (2015, 12 Σεπτεμβρίου). Θανατηφόρα δόση 50 (LD50) . https://www.animanaturalis.org/p/1361/dosis_letal_50_dl50

Καναδικό Κέντρο για την Υγεία και την Ασφάλεια στην Εργασία. (2018, 12 Νοεμβρίου). Τι είναι ένα LD50 και LC50; :OSH Απαντήσεις . https://www.ccohs.ca/oshanswers/chemicals/ld50.html

Τμήμα Νομικής Ιατρικής και Τοξικολογίας. (ν). Θέμα 1. Έννοια, Ιστορία και πεδίο εφαρμογής της Τοξικολογίας. Πανεπιστήμιο της Γρανάδας. https://www.ugr.es/%7Eajerez/proyecto/t2-13.htm

Οργανισμός Τροφίμων και Φαρμάκων (FDA). (ν). Κεφάλαιο IV. Οδηγίες για Δοκιμές Τοξικότητας – Οξεία Στοματική Τοξικότητα . https://www.fda.gov/media/72257/download

Εθνικό Ινστιτούτο Ερευνών Ανθρώπινου Γονιδιώματος. (2022, 25 Ιουλίου). Ζωικό μοντέλο . genome.gov. https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/Animal-model

Nelson, R. (2019, 3 Σεπτεμβρίου). Τα πιο δηλητηριώδη φίδια στον κόσμο . Αδέσμευτη Επιστήμη. https://untamedscience.com/blog/most-venomous-snakes-in-the-world/

Χημεία.είναι. (ν). Θανατηφόρα_δόση_50% . https://www.quimica.es/enciclopedia/Dosis_mortal_50%25.html