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.
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).
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.
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 |
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.
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.).