Median dödlig dos - Median lethal dose
Inom toxikologi är median dödlig dos , LD 50 (förkortning för " dödlig dos , 50%"), LC 50 (dödlig koncentration, 50%) eller LCt 50 ett mått på den dödliga dosen av ett toxin , strålning eller patogen . Värdet av LD 50 för ett ämne är den dos som krävs för att döda hälften av medlemmarna i en testad population efter en viss testperiod. LD 50 -siffror används ofta som en allmän indikator på ett ämnes akuta toxicitet . En lägre LD 50 indikerar ökad toxicitet.
Testet skapades av JW Trevan 1927. Termen semilethal dos används ibland i samma mening, särskilt med översättningar av främmande språktext, men kan också hänvisa till en sublethal dos. LD 50 bestäms vanligtvis av tester på djur som laboratoriemöss . År 2011 godkände US Food and Drug Administration alternativa metoder till LD 50 för att testa det kosmetiska läkemedlet Botox utan djurförsök.
Konventioner
LD 50 uttrycks vanligtvis som massan av ämne som administreras per massenhet av försökspersonen, typiskt som milligram ämne per kilo kroppsmassa, ibland också anges som nanogram (lämplig för botulinum ), mikrogram eller gram (lämplig för paracetamol ) per kilo. Genom att uttrycka det på detta sätt kan den relativa toxiciteten för olika ämnen jämföras och normaliseras för variationen i storleken på de exponerade djuren (även om toxiciteten inte alltid skalas helt enkelt med kroppsmassan). För ämnen i miljön, såsom giftiga ångor eller ämnen i vatten som är giftiga för fisk, används koncentrationen i miljön (per kubikmeter eller per liter), vilket ger ett värde på LC 50 . Men i detta fall är exponeringstiden viktig (se nedan).
Valet av 50% dödlighet som riktmärke undviker risken för otydlighet att göra mätningar i ytterligheterna och minskar mängden testning som krävs. Detta betyder emellertid också att LD 50 inte är den dödliga dosen för alla patienter; vissa kan dödas av mycket mindre, medan andra överlever doser som är mycket högre än LD 50 . Åtgärder som "LD 1 " och "LD 99 " (dosering krävs för att döda 1% respektive 99% av testpopulationen) används ibland för specifika ändamål.
Dödlig dos varierar ofta beroende på administreringssätt ; till exempel är många ämnen mindre giftiga vid administrering oralt än vid intravenös administrering. Av denna anledning är LD 50 -siffror ofta kvalificerade för administreringssätt, t.ex. "LD 50 iv"
De relaterade mängderna LD 50 /30 eller LD 50 /60 används för att referera till en dos som utan behandling kommer att vara dödlig för 50% av befolkningen inom (respektive) 30 respektive 60 dagar. Dessa åtgärder används oftare inom strålnings strålskydd , som överlevnad än 60 dagar oftast resulterar i tillfrisknandet.
En jämförbar mätning är LCt 50 , som avser dödlig dosering från exponering, där C är koncentration och t är tid. Det uttrycks ofta i termer av mg-min/m 3 . ICt 50 är den dos som kommer att orsaka oförmåga snarare än död. Dessa åtgärder används vanligtvis för att indikera jämförande effekt av kemiska krigföringsmedel , och doser är vanligtvis kvalificerade av andningshastigheter (t.ex. vila = 10 l/min) för inandning eller grad av kläder för hudpenetration. Begreppet Ct föreslogs först av Fritz Haber och kallas ibland för Habers lag , som förutsätter att exponering för 1 minut på 100 mg/m 3 motsvarar 10 minuter av 10 mg/m 3 (1 × 100 = 100, liksom 10 × 10 = 100).
Vissa kemikalier, såsom vätecyanid , avgiftas snabbt av människokroppen och följer inte Habers lag. Så, i dessa fall kan den dödliga koncentrationen ges helt enkelt som LC 50 och kvalificeras av exponeringstid (t.ex. 10 minuter). De säkerhetsdatablad för giftiga ämnen använder ofta denna form av begreppet, även om ämnet följer Haber lag.
För sjukdomsframkallande organismer finns det också ett mått som kallas median infektionsdos och dosering. Den mediana infektionsdosen (ID 50 ) är antalet organismer som tas emot av en person eller testdjur som är kvalificerade enligt administreringssättet (t.ex. 1 200 org/man per oral). På grund av svårigheterna att räkna faktiska organismer i en dos, kan infektiva doser uttryckas i termer av biologisk analys, såsom antalet LD 50 'är i viss testdjur. I biologisk krigföring är infektionsdosen antalet infektionsdoser per kubikmeter luft gånger antalet exponeringsminuter (t.ex. är ICt 50 100 medeldoser - min/m 3 ).
Begränsning
Som ett mått på toxicitet är LD 50 något opålitligt och resultaten kan variera kraftigt mellan testanläggningar på grund av faktorer som provpopulationens genetiska egenskaper, testade djurarter, miljöfaktorer och administreringssätt.
Det kan också finnas stor variation mellan arter; vad som är relativt säkert för råttor kan mycket väl vara extremt giftigt för människor ( jfr paracetamoltoxicitet ), och vice versa. Till exempel är choklad, som är relativt ofarlig för människor, känd för att vara giftigt för många djur . När det används för att testa gift från giftiga varelser, såsom ormar , kan LD 50 -resultat vara vilseledande på grund av de fysiologiska skillnaderna mellan möss, råttor och människor. Många giftiga ormar är specialiserade rovdjur på möss, och deras gift kan anpassas specifikt för att inaktivera möss; och mongooses kan vara exceptionellt resistenta. Medan de flesta däggdjur har en mycket liknande fysiologi, kan LD 50 -resultat ha lika stor betydelse för varje däggdjursart, som människor, etc.
Exempel
Obs: Att jämföra ämnen (särskilt läkemedel) med varandra med LD 50 kan i många fall vara vilseledande på grund av (delvis) skillnader i effektiv dos (ED 50 ). Därför är det mer användbart att jämföra sådana ämnen genom terapeutiskt index , som är helt enkelt förhållandet mellan LD 50 till ED 50 .
Följande exempel listas med hänvisning till LD 50 -värden i fallande ordning och åtföljs av LC 50 -värden, {bracket}, när så är lämpligt.
Ämne | Djur, väg | LD 50 {LC 50 } |
LD 50 : g/kg {LC 50 : g/L} standardiserad |
Referens |
---|---|---|---|---|
Vatten | råtta, oral | 90 000 mg/kg | 90 | |
Sackaros (bordsocker) | råtta, oral | 29.700 mg/kg | 29.7 | |
Glukos (blodsocker) | råtta, oral | 25 800 mg/kg | 25.8 | |
Mononatriumglutamat (MSG) | råtta, oral | 16 600 mg/kg | 16.6 | |
Stevioside (från stevia ) | möss och råttor, orala | 15 000 mg/kg | 15 | |
Bensin (Bensin) | råtta | 14 063 mg/kg | 14,0 | |
C -vitamin (askorbinsyra) | råtta, oral | 11,900 mg/kg | 11.9 | |
Glyfosat (isopropylaminsalt av) | råtta, oral | 10537 mg/kg | 10.537 | |
Laktos (mjölksocker) | råtta, oral | 10.000 mg/kg | 10 | |
Aspartam | möss, orala | 10.000 mg/kg | 10 | |
Urea | råtta, oral | 8,471 mg/kg | 8.471 | |
Cyanursyra | råtta, oral | 7700 mg/kg | 7.7 | |
Kadmiumsulfid | råtta, oral | 7080 mg/kg | 7,08 | |
Etanol (spannmålssprit) | råtta, oral | 7,060 mg/kg | 7.06 | |
Natrium isopropyl metylfosfonsyra (IMPA, metabolit av sarin ) | råtta, oral | 6860 mg/kg | 6,86 | |
Melamin | råtta, oral | 6000 mg/kg | 6 | |
Taurin | råtta, oral | 5000 mg/kg | 5 | |
Melamin cyanurat | råtta, oral | 4100 mg/kg | 4.1 | |
Fruktos (fruktsocker) | råtta, oral | 4000 mg/kg | 4 | |
Natriummolybdat | råtta, oral | 4000 mg/kg | 4 | |
Natriumklorid (bordsalt) | råtta, oral | 3000 mg/kg | 3 | |
Paracetamol (acetaminofen) | råtta, oral | 1,944 mg/kg | 1.944 | |
Delta-9-tetrahydrocannabinol (THC) | råtta, oral | 1,270 mg/kg | 1.27 | |
Cannabidiol (CBD) | råtta, oral | 980 mg/kg | 0,98 | |
Metanol | mänsklig, muntlig | 810 mg/kg | 0,81 | |
Arsenik | råtta, oral | 763 mg/kg | 0,763 | |
Ibuprofen | råtta, oral | 636 mg/kg | 0,636 | |
Formaldehyd | råtta, oral | 600–800 mg/kg | 0,6 | |
Solanine ( huvudalkaloid i flera växter i Solanaceae, bland dem Solanum tuberosum ) | råtta, oral (2,8 mg/kg människa, oral) | 590 mg/kg | 0,590 | |
Alkyldimetylbensalkoniumklorid (ADBAC) | råtta, munfisk , nedsänkning av vattenlevande ryggradslösa djur, nedsänkning |
304,5 mg/kg {0,28 mg/L} {0,059 mg/L} |
0.3045 {0.00028} {0.000059} |
|
Kumarin ( bensopyron , från Cinnamomum aromaticum och andra växter) | råtta, oral | 293 mg/kg | 0,293 | |
Psilocybin (från magiska svampar ) | mus, muntlig | 280 mg/kg | 0,280 | |
Saltsyra | råtta, oral | 238–277 mg/kg | 0,238 | |
Ketamin | råtta, intraperitoneal | 229 mg/kg | 0,229 | |
Aspirin (acetylsalicylsyra) | råtta, oral | 200 mg/kg | 0,2 | |
Koffein | råtta, oral | 192 mg/kg | 0,192 | |
Arseniskt trisulfid | råtta, oral | 185–6 400 mg/kg | 0,185–6,4 | |
Natriumnitrit | råtta, oral | 180 mg/kg | 0,18 | |
Metylendioximetamfetamin (MDMA, ecstasy) | råtta, oral | 160 mg/kg | 0,18 | |
Uranylacetat dihydrat | mus, muntlig | 136 mg/kg | 0,136 | |
Diklordifenyltrikloretan (DDT) | mus, muntlig | 135 mg/kg | 0,135 | |
Uran | möss, orala | 114 mg/kg (uppskattat) | 0,114 | |
Bisoprolol | mus, muntlig | 100 mg/kg | 0,1 | |
Kokain | mus, muntlig | 96 mg/kg | 0,096 | |
Kobolt (II) klorid | råtta, oral | 80 mg/kg | 0,08 | |
Kadmiumoxid | råtta, oral | 72 mg/kg | 0,072 | |
Tiopentalnatrium (används vid dödlig injektion ) | råtta, oral | 64 mg/kg | 0,064 | |
Demeton-S-metyl | råtta, oral | 60 mg/kg | 0,060 | |
Metamfetamin | råtta, intraperitoneal | 57 mg/kg | 0,057 | |
Natriumfluorid | råtta, oral | 52 mg/kg | 0,052 | |
Nikotin | mus och råtta, oral
människa, rökning |
50 mg/kg | 0,05 | |
Pentaborane | mänsklig, muntlig | 50 mg/kg | 0,05 | |
Capsaicin | mus, muntlig | 47,2 mg/kg | 0,0472 | |
Vitamin D3 (cholecalciferol) | råtta, oral | 37 mg/kg | 0,037 | |
Piperidin (från svartpeppar ) | råtta, oral | 30 mg/kg | 0,030 | |
Heroin (diamorfin) | mus, intravenös | 21,8 mg/kg | 0,0218 | |
Lyserginsyradietylamid (LSD) | råtta, intravenös | 16,5 mg/kg | 0,0165 | |
Arseniktrioxid | råtta, oral | 14 mg/kg | 0,014 | |
Metalliskt arsenik | råtta, intraperitoneal | 13 mg/kg | 0,013 | |
Natriumcyanid | råtta, oral | 6,4 mg/kg | 0,0064 | |
Klorotoxin (CTX, från skorpioner ) | möss | 4,3 mg/kg | 0,0043 | |
Cyanväte | mus, muntlig | 3,7 mg/kg | 0,0037 | |
Carfentanil | råtta, intravenös | 3,39 mg/kg | 0,00339 | |
Nikotin (från olika Solanaceae -släkten) | möss, orala | 3,3 mg/kg | 0,0033 | |
Vit fosfor | råtta, oral | 3,03 mg/kg | 0,00303 | |
Strychnine (från Strychnos nux-vomica ) | mänsklig, muntlig | 1-2 mg/kg (uppskattat) | 0,001–0,002 | |
Kvicksilver (II) klorid | råtta, oral | 1 mg/kg | 0,001 | |
Nikotin | mänsklig, muntlig | 0,8 mg/kg (uppskattat) | 0,0008 | |
Cantharidin (från blåsbaggar ) | mänsklig, muntlig | 500 μg/kg | 0,0005 | |
Aflatoxin B1 (från Aspergillus flavus mögel) | råtta, oral | 480 μg/kg | 0,00048 | |
Plutonium | hund, intravenös | 320 μg/kg | 0,00032 | |
Amatoxin (från Amanita phalloides svamp) | råtta | 300-700 μg/kg | 0,0007 | |
Bufotoxin (från Bufo paddor ) | katt, intravenös | 300 μg/kg | 0,0003 | |
Cesium-137 | mus, förälder | 21,5 μCi/g | 0,000245 | |
Natriumfluoracetat | råtta, oral | 220 μg/kg | 0,00022 | |
Sarin | mus, subkutan injektion | 172 μg/kg | 0,000172 | |
Robustoxin (från Sydney funnel -web spider ) | möss | 150 μg/kg | 0,000150 | |
VX | människa, oral, inandning, absorption genom hud/ögon | 140 μg/kg (uppskattat) | 0,00014 | |
Gift av den brasilianska vandrande spindeln | råtta, subkutan | 134 μg/kg | 0,000134 | |
Aconitine (från Aconitum napellus och besläktade arter) | råtta, intravenös | 80 μg/kg | 0.000080 | |
Dimetylkvicksilver | mänsklig, transdermal | 50 μg/kg | 0.000050 | |
TBPO (t-butyl-bicyklofosfat) | mus, intravenös | 36 μg/kg | 0.000036 | |
Fentanyl | apa | 30 μg/kg | 0.00003 | |
Venom of the Inland Taipan (australiensisk orm) | råtta, subkutan | 25 μg/kg | 0.000025 | |
Ricin (från ricinolja ) | råtta, intraperitoneal råtta, oral |
22 μg/kg 20–30 mg/kg |
0,000022 0,02 |
|
2,3,7,8-Tetrachlorodibenzodioxin (TCDD, in Agent Orange ) | råtta, oral | 20 μg/kg | 0.00002 | |
Tetrodotoxin från den blåringade bläckfisken | intravenös | 8,2 μg/kg | 0,0000082 | |
CrTX-A (från Carybdea rastonii box maneter gift ) | kräftor, intraperitonealt | 5 μg/kg | 0,000005 | |
Latrotoxin (från änkaspindel gift ) | möss | 4,3 μg/kg | 0,0000043 | |
Epibatidin (från Epipedobates anthonyi poison dart groda) | mus, intravenös | 1,46-13,98 μg/kg | 0,00000146 | |
Batrachotoxin (från giftdartgroda ) | human subkutan injektion | 2–7 μg/kg (uppskattat) | 0,000002 | |
Abrin (från rosenkransärta ) | möss, intravenöst
människa, inandning mänsklig, muntlig |
0,7 μg/kg
3,3 μg/kg 10–1000 μg/kg |
0.0000007
0,0000033 0,00001–0,001 |
|
Saxitoxin (från vissa marina dinoflagellater ) | människa, intravenöst
mänsklig, muntlig |
0,6 μg/kg
5,7 μg/kg |
0.0000006
0,0000057 |
|
Pacific Ciguatoxin -1 (från ciguaterisk fisk ) | möss, intraperitonealt | 250 ng /kg | 0.00000025 | |
Palytoxin (från Palythoa korall) | mus, intravenös | 45 ng/kg
2,3–31,5 μg/kg |
0.000000045
0,0000023 |
|
Maitotoxin (från ciguaterisk fisk ) | mus, intraperitoneal | 50 ng /kg | 0.00000005 | |
Polonium-210 | människa, inandning | 10 ng/kg (uppskattat) | 0.00000001 | |
Difteritoxin (från Corynebacterium ) | möss | 10 ng/kg | 0.00000001 | |
Shigatoxin (från Shigella -bakterier) | möss | 2 ng/kg | 0.000000002 | |
Tetanospasmin (från Clostridium tetani ) | möss | 2 ng/kg | 0.000000002 | |
Botulinumtoxin (från Clostridium botulinum ) | människa, oral, injektion, inandning | 1 ng/kg (uppskattad) | 0.000000001 | |
Joniserande strålning | mänsklig, bestrålning | 5 Gy |
Giftskalan
LD 50 -värdena har ett mycket brett intervall. Den botulinumtoxin som den mest toxiska ämne som är känt har en LD 50 -värde av 1 ng / kg, medan det mest icke-giftigt ämne vatten har en LD 50 -värde av mer än 90 g / kg. Det är en skillnad på cirka 1 av 100 miljarder eller 11 storleksordningar. Som med alla mätvärden som skiljer sig åt med många storleksordningar, är en logaritmisk vy tillrådlig. Välkända exempel är indikationen på jordbävningsstyrkan med Richterskalan , pH-värdet , som ett mått på den sura eller basiska karaktären hos en vattenlösning eller på ljudstyrka i decibel . I detta fall anses den negativa decimallogaritmen för LD 50 -värdena, som är standardiserad i kg per kg kroppsvikt, −log 10 (LD 50 ) .
Det dimensionslösa värdet som hittas kan anges i en toxinskala. Vatten som baslinjesubstans är snyggt 1 i den negativa logaritmiska toxinskalan.
Djurens rättigheter
Djurrätts- och djurskyddsgrupper , som Animal Rights International, har kämpat mot LD 50- test på djur. Flera länder, inklusive Storbritannien , har vidtagit åtgärder för att förbjuda oral LD 50 , och Organisationen för ekonomiskt samarbete och utveckling (OECD) avskaffade kravet på det muntliga testet 2001 (se Testguide 401, Trends in Pharmacological Sciences Vol. 22, 22 februari 2001).
Se även
- Djurförsök
- Reed-Muench-metoden
- Dosen gör giftet ( latin : sola dos facit venenum) , toxikologiskt ordspråk från Paracelsus att stora mängder av alla ämnen är dödliga, till exempel vatten.
Andra mått på toxicitet
- IDLH
- Viss säkerhetsfaktor
- Terapeutiskt index
- Skyddsindex
- Fixerad dosprocedur för att uppskatta LD50
- Median giftig dos (TD50)
- Lägsta publicerade toxiska koncentration (TCLo)
- Lägsta publicerade dödliga dos (LDLo)
- EC 50 (halv maximal effektiv koncentration)
- IC 50 (halv maximal hämmande koncentration)
- Draize test
- Indikativt gränsvärde
- Ingen observerad-negativ effekt-effekt (NOAEL)
- Lägsta observerade biverkningsnivå (LOAEL)
- Upp-och-ner-procedur
Relaterade åtgärder
- TCID 50 vävnadskultur infektionsdosering
- EID 50 ägginfektionsdosering
- ELD 50 äggdödlig dosering
- Plackbildande enheter (pfu)
Referenser
externa länkar
- Canadian Center for Occupational Health and Safety
- Lipnick RL, Cotruvo JA, Hill RN, Bruce RD, Stitzel KA, Walker AP, et al. (Mars 1995). "Jämförelse av upp-och-ned, konventionella LD50 och fasta doser för akut toxicitet". Livsmedel och kemisk toxikologi . 33 (3): 223–31. doi : 10.1016/0278-6915 (94) 00136-C . PMID 7896233 .