Mitä LD50 tarkoittaa?

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


LD50 on termi, jota käytetään kuvaamaan tappavaa mediaaniannosta, joka määritellään kemikaalin määräksi, joka tarvitaan tappamaan 50 % tietystä testipopulaatiosta. Se edustaa objektiivista tapaa mitata minkä tahansa aineen akuuttia myrkyllisyyttä tiettyä organismia vastaan. LD50:n LD on anglosaksista alkuperää ja tulee englanninkielisestä termistä lethal dose , kun taas 50 tulee 50 %:lta tietyn organismin populaatiosta, joka keskimäärin kuolee altistuessaan aineen annokselle kysymys.

Huolimatta siitä, että tätä termiä käytetään yleisesti kaikilla kielillä, espanjankielisessä toksikologian kirjallisuudessa käytetään usein sen sijaan LD50:tä (joka tulee suoraan tappavasta annoksesta).

Keskimääräisen tappavan annoksen tai LD50:n yksiköt

Aineen LD50 ilmoitetaan yleensä kyseisen aineen määränä ilmaistuna massayksikköinä testiorganismin ruumiinpainoyksikköä kohti.

Aineen massa ilmaistaan ​​yleensä erilaisina massayksiköinä tarpeen mukaan. Monille kohtalaisen myrkyllisille aineille riittää tämän määrän mittaaminen milligrammoina, kun taas vaarallisemmille aineille voi olla tarpeen käyttää pienempiä massayksiköitä, kuten mikrogrammoja.

Toisaalta organismin painoyksikkö on standardoitu useimmissa maailman maissa ja se vastaa joko 1 kg:ta tai 1 puntaa riippuen maassa yleisesti käytetystä yksikköjärjestelmästä. Syy siihen, miksi tappava annos ilmaistaan ​​organismin painona, johtuu siitä, että mitä suurempi ruumiinmassa on, sitä enemmän aine laimenee kudoksissa. Jakamalla tappava annos organismin massalla, on mahdollista normalisoida pitoisuus, jotta voidaan objektiivisesti vertailla aineen kuolleisuutta tai myrkyllisyyttä.

Keskimääräisen tappavan annoksen tai LD50:n arvon tulkinta

Aluksi meidän on ymmärrettävä, että LD50-arvo on tilastollinen mitta, joka liittyy todennäköisyyteen, että mainitulle aineannokselle altistunut organismi kuolee. Muodollinen tilastollinen tulkinta olisi, että jos annamme LD50-annoksen yhdelle yksilölle ja sitten toiselle ja sitten toiselle, ja jatkamme niin, kunnes koko populaatio on katettu, keskimäärin yksi kahdesta kuolee.

Toksisuuden kannalta, jos vertaamme kahden aineen LD50-arvoja samalle lajille tai organismille, mitä pienempi LD50, sitä myrkyllisempää aine on mainitussa organismissa. Tämä johtuu siitä, että pienempi määrä ainetta tarvitaan tappamaan sama määrä yksilöitä. Toisin sanoen, jos A:n LD50 on 10 mg/kg ja B:n LD50 on 5 mg/kg, niin B on kaksi kertaa myrkyllisempi kuin A, koska puolet B:n määrästä tarvitaan tappamaan sama määrä yksilöitä. että a

Toisaalta meidän on myös tulkittava oikein LD50:n yksiköt. Voi tuntua oudolta sanoa, että aineen tappava mediaaniannos pienelle organismille, kuten hiirelle tai hyönteiselle, on 10 mg painokiloa kohden, koska kumpikaan ei paina yhtä paljon kuin 1 kg. Meidän on kuitenkin muistettava, että näitä arvoja ei pidä ottaa kirjaimellisesti, vaan ne ovat suhteellisia määriä, jotka ovat riippumattomia eläimen tai organismin todellisesta koosta.

Tietyn henkilön tappavan annoksen määrittämiseksi meidän on otettava huomioon hänen todellinen ruumiinpainonsa. Oletetaan esimerkiksi, että meillä on 100 g painava hiiri ja tiedämme, että aineen A LD50 on 10 mg/kg. Koska 10 mg tarvitaan jokaista 1 kg:aa kohden (joka on 1000 g), tämän henkilön keskimääräinen tappava annos vastaa 1 mg:aa ainetta A (ottaen huomioon, että hänen todellinen ruumiinpainonsa on kymmenesosa 1 kg:sta).

Vielä yksinkertaisemmin katsottuna määrittääksemme aineen todellisen massan, joka meidän on toimitettava yksilölle saavuttaakseen tappavan mediaaniannoksen, meidän on yksinkertaisesti kerrottava LD50-arvo yksilön ruumiinmassalla, joka ilmaistaan ​​samoissa yksiköissä, joissa se ilmoitetaan. LD50. Hiiriesimerkissämme sen massa kilogrammoina on 0,100 kg, joten aineen A massa olisi (10 mg A/kg ruumiinmassaa) x (0,100 kg ruumiinmassaa) = 1 mg A.

Miten LD50 määritetään?

Keskimääräinen tappava annos määritetään kokeellisesti altistamalla näyte tietyn organismin yksilöistä eri annoksille ainetta ja kirjaamalla sitten tämän aineen vaikutuksiin kuolleiden yksilöiden lukumäärä. Ainetta annetaan väkisin eri tavoin, mukaan lukien muun muassa suun, hengitysteiden, parenteraalisen, lihaksensisäisen tai suonensisäisen reitin kautta.

Tämän tyyppisissä testeissä yleisesti käytetyt eläimet tai organismit ovat yleensä hiiriä, rottia, kaneja ja marsuja, mutta ne voivat olla myös pienempiä organismeja, kuten tiettyjä hyönteisiä, tai suurempia organismeja, kuten koiria tai jopa hevosia. Kaikki riippuu tarkoituksesta, jolla tämä myrkyllisyyden mitta määritetään.

Esimerkiksi kun halutaan arvioida myrkyllisyyttä ihmisissä, koska ilmeisistä syistä kokeita ei voida suorittaa elävillä ihmisillä, käytetään usein eläinmalleja, jotka jäljittelevät läheisesti jonkin fysiologisen järjestelmän toimintaa. Hiiret palvelevat usein tätä tarkoitusta, mutta muissa tapauksissa käytetään simpansseja tai muita evoluutionaalisesti läheisiä lajeja.

Toisaalta saatat haluta arvioida tietyn uuden torjunta-aineformulaation tehokkuutta. Tässä tapauksessa testit tehdään lähes aina organismille, jolle tuotetta on tarkoitettu käytettäväksi (tuholainen). Tämä voi olla jokin hyönteinen tai muu organismi.

Kokeellisten tietojen tulkinta

Kun kokeen tiedot ovat saatavilla, siirrymme sen analyysiin LD50:n laskemiseksi. Koska aineen keskimääräistä tappavaa annosta tietylle organismille ei tiedetä etukäteen, on tehtävä useita testejä kasvavilla aineen annoksilla. Pienemmät annokset eivät välttämättä tappaa ketään, kun taas suuret annokset voivat tappaa suurimman osan. Kuitenkin annos, joka tappaa vain puolet yksilöistä, tuskin saavutetaan kokeen aikana.

Tästä syystä LD50:n todellinen arvo (tai sopivammin sen arvio) on määritettävä interpoloimalla tai muilla graafisilla tai tilastollisilla menetelmillä kokeen aikana saaduista tiedoista. Annos-vastekäyrä on yleensä S-kirjaimen muotoinen (sigmoidikäyrä), mikä tarkoittaa, että tietojen suora interpolointi voi joissain tapauksissa aiheuttaa suuren interpolointivirheen. Tätä silmällä pitäen tiedot usein linearisoidaan ennen interpolointia, joka saadaan aikaan piirtämällä vaste logaritmiannosta vastaan ​​itse annoksen sijaan. Tämä johtaa lähes aina suoraviivaiseen kuvaajaan, joka voidaan sovittaa pienimmän neliösumman mukaan, jolloin on helpompi määrittää tarkasti piste, jossa 50 % yksilöistä osoittaa odotetun vasteen (ts.

LD50:n alkuperä

Keskimääräinen tappava annos tai LD50-testi ei ole mitään uutta. Itse asiassa se on lähes 100 vuotta vanha, ja se on kehitetty vuonna 1927. Alkuperäisissä kokeissa käytettiin yhteensä 200 eläintä, joista puolet kuoli koeaineen vaikutuksiin, kun taas puolet selvinneistä tapettiin. muita ei-tappavia vaikutuksia.

Tämä klassinen menetelmä keskimääräisen tappavan annoksen määrittämiseksi on kuitenkin lopetettu useimmissa maailman maissa, ja sen sijaan on käytetty muita tarkoituksenmukaisempia ja vähemmän epäinhimillisiä menetelmiä.

Muut tappavat annosarvot

LD50:stä (tai LD50:stä) on tullut maailmanlaajuinen standardi, jolla verrataan aineen myrkyllisyyttä tiettyyn eläinlajiin tai organismiin. Se ei kuitenkaan ole ainoa olemassa oleva. Samalla tavalla kuin LD50 määritellään ja määritetään, voidaan määritellä myös muita annoksia, jotka aiheuttavat kuoleman eri osissa väestöstä. Siten voimme määritellä tappavan annoksen LD90 aineen annokseksi, joka tappaa 90 % väestöstä, tai LD10:ksi, joka ilmaisee aineen annoksen, joka tappaa vain 10 % väestöstä. Jokaisella on omat käyttötarkoituksensa ja haasteensa niitä mitattaessa.

Esimerkkejä tavallisten vaarattomien aineiden LD50-arvoista

Seuraavassa taulukossa on joitain keskimääräisiä tappavia annoksia tai LD50-arvoja tavallisille aineille, kuten eräille elintarvikkeille:

Aine LD50
tavallinen pöytäsokeri 30 g painokiloa kohden
Etyylialkoholi 10,6 g painokiloa kohden
tavallinen ruokasuola 3 g painokiloa kohden
Tetrahydrokannabinoli 1,27 g painokiloa kohden
Kofeiini 0,300 g painokiloa kohden
Nikotiini 0,8 – 1 mg painokiloa kohti

Esimerkkejä yleisten myrkyllisten aineiden LD50-arvoista

Seuraavassa taulukossa on joitain keskimääräisen tappavan annoksen tai LD50:n arvoja tavallisille myrkyllisille aineille sekä joitakin vaarallisimmista tunnetuista myrkkyistä tai toksiineista:

LD50 myrkyllisyys
Aine LD50
Vetysyanidi 1,52 mg painokiloa kohden
musta mamba myrkkyä 50 ug painokiloa kohden
Nokkameren käärmeen myrkky 10 ug painokiloa kohden
Batrakotoksiini 2 ug painokiloa kohden
Polonium 210 10 – 50 ng painokiloa kohden
Botuliinitoksiini 1 ng painokiloa kohden

Viitteet

AnimaNaturalis. (2015, 12. syyskuuta). Tappava annos 50 (LD50) . https://www.animanaturalis.org/p/1361/dosis_letal_50_dl50

Kanadan työterveys- ja työturvallisuuskeskus. (2018, 12. marraskuuta). Mikä on LD50 ja LC50? :OSH vastauksia . https://www.ccohs.ca/oshanswers/chemicals/ld50.html

Oikeuslääketieteen ja toksikologian laitos. (nd). Aihe 1. Toksikologian käsite, historia ja laajuus. Granadan yliopisto. https://www.ugr.es/%7Eajerez/proyecto/t2-13.htm

Food and Drug Administration (FDA). (nd). Luku IV. Myrkyllisyystestien ohjeet – Välitön myrkyllisyys suun kautta . https://www.fda.gov/media/72257/download

National Human Genome Research Institute. (2022, 25. heinäkuuta). Eläin malli . genome.gov. https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/Animal-model

Nelson, R. (2019, 3. syyskuuta). Maailman myrkyllisimmät käärmeet . Kesyttämätön tiede. https://untamedscience.com/blog/most-venomous-snakes-in-the-world/

Kemia.is. (nd). Tappava_annos_50 % . https://www.quimica.es/enciclopedia/Dosis_mortal_50%25.html

-Mainos-

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

Artículos relacionados

Liekin väritesti