Was bedeutet LD50?

LD50 ist ein Begriff, der verwendet wird, um die mittlere tödliche Dosis darzustellen, die als die Menge einer Chemikalie definiert ist, die erforderlich ist, um 50 % einer bestimmten Testpopulation zu töten. Es stellt eine objektive Methode zur Messung der akuten Toxizität einer Substanz gegenüber einem bestimmten Organismus dar. Die LD von LD50 ist angelsächsischen Ursprungs und leitet sich vom englischen Begriff für tödliche Dosis ab , während 50 von den 50 % der Bevölkerung eines bestimmten Organismus stammt, die im Durchschnitt sterben, wenn sie der Dosis der Substanz ausgesetzt werden Frage.

Trotz der Tatsache, dass dieser Begriff allgemein in allen Sprachen verwendet wird, wird in der toxikologischen Literatur auf Spanisch oft stattdessen LD50 verwendet (was direkt von der tödlichen Dosis kommt).

Einheiten der mittleren tödlichen Dosis oder LD50

Die LD50 einer Substanz wird im Allgemeinen als die Menge dieser Substanz, ausgedrückt in Masseneinheiten, pro Körpergewichtseinheit des Testorganismus, angegeben.

Die Masse des Stoffes wird in der Regel je nach Bedarf in verschiedenen Masseneinheiten ausgedrückt. Für viele Stoffe mit mäßiger Toxizität ist es ausreichend, diese Menge in Milligramm zu messen, während für gefährlichere Stoffe möglicherweise kleinere Masseneinheiten wie Mikrogramm verwendet werden müssen.

Andererseits ist die Body-Mass-Einheit des Organismus in den meisten Ländern der Welt genormt und entspricht je nach landesüblichem Einheitensystem entweder 1 kg oder 1 Pfund. Der Grund, warum die tödliche Dosis in Bezug auf die Körpermasse des Organismus ausgedrückt wird, liegt darin, dass die Substanz in den Geweben umso stärker verdünnt wird, je größer die Körpermasse ist. Durch die Division der letalen Dosis durch die Masse des Organismus kann die Konzentration normiert werden, um die Letalität oder Toxizität eines Stoffes objektiv vergleichen zu können.

Interpretation des Werts der mittleren tödlichen Dosis oder LD50

Zunächst müssen wir verstehen, dass der LD50-Wert ein statistisches Maß für die Wahrscheinlichkeit ist, dass ein Organismus, der dieser Dosis der Substanz ausgesetzt ist, stirbt. Die formale statistische Interpretation wäre, dass, wenn wir die LD50-Dosis einem Individuum und dann einem anderen und dann einem anderen verabreichen und dies fortsetzen, bis die gesamte Bevölkerung abgedeckt ist, im Durchschnitt 1 von 2 sterben wird.

Wenn wir unter dem Gesichtspunkt der Toxizität die LD50-Werte zweier Substanzen für dieselbe Art oder denselben Organismus vergleichen, gilt: Je niedriger die LD50, desto toxischer ist die Substanz in diesem Organismus. Dies liegt daran, dass eine geringere Menge der Substanz erforderlich ist, um die gleiche Anzahl von Personen zu töten. Mit anderen Worten, wenn A eine LD50 von 10 mg/kg und B eine LD50 von 5 mg/kg hat, dann ist B doppelt so toxisch wie A, da die Hälfte der Menge von B erforderlich ist, um die gleiche Anzahl von Individuen zu töten. die von a

Andererseits müssen wir auch die Einheiten der LD50 richtig interpretieren. Es mag seltsam erscheinen zu sagen, dass die mittlere tödliche Dosis einer Substanz für einen kleinen Organismus wie eine Maus oder ein Insekt 10 mg pro Kilogramm Körpergewicht beträgt, da keiner so viel wie 1 kg wiegt. Wir müssen jedoch bedenken, dass diese Werte nicht wörtlich zu nehmen sind, sondern relative Mengen sind, die unabhängig von der tatsächlichen Größe des Tieres oder Organismus sind.

Um die tödliche Dosis für eine bestimmte Person zu bestimmen, müssen wir ihr tatsächliches Körpergewicht berücksichtigen. Nehmen wir zum Beispiel an, wir haben eine Maus, die 100 g wiegt, und wir wissen, dass Substanz A eine LD50 von 10 mg/kg Körpergewicht hat. Da 10 mg pro 1 kg (das sind 1000 g) erforderlich sind, entspricht die mittlere tödliche Dosis für diese Person 1 mg der Substanz A (unter der Annahme, dass ihre tatsächliche Körpermasse ein Zehntel von 1 kg beträgt).

Um die tatsächliche Masse der Substanz zu bestimmen, die wir einer Person zuführen müssen, um die mittlere tödliche Dosis zu erreichen, müssen wir, noch einfacher gesehen, einfach den LD50-Wert mit der Körpermasse der Person multiplizieren, ausgedrückt in denselben Einheiten, in denen sie angegeben wird .der LD50. In unserem Mausbeispiel beträgt ihre Masse in Kilogramm 0,100 kg, also wäre die Masse von Stoff A (10 mg A/kg Körpermasse) x (0,100 kg Körpermasse) = 1 mg A.

Wie wird die LD50 bestimmt?

Die mittlere tödliche Dosis wird experimentell bestimmt, indem eine Stichprobe von Individuen eines bestimmten Organismus verschiedenen Dosen einer Substanz ausgesetzt und dann die Anzahl der Personen erfasst wird, die an den Wirkungen dieser Substanz sterben. Die Substanz wird auf verschiedene Arten zwangsweise verabreicht, darunter unter anderem auf oralem, respiratorischem, parenteralem, intramuskulärem oder intravenösem Weg.

Die üblicherweise in dieser Art von Tests verwendeten Tiere oder Organismen sind normalerweise Mäuse, Ratten, Kaninchen und Meerschweinchen, aber es können auch kleinere Organismen wie bestimmte Insekten oder größere Organismen wie Hunde oder sogar Pferde sein. Es hängt alles von der Absicht ab, mit der dieses Toxizitätsmaß bestimmt wird.

Wenn beispielsweise die Toxizität beim Menschen abgeschätzt werden soll, da Experimente aus offensichtlichen Gründen nicht an lebenden Menschen durchgeführt werden können, werden häufig Tiermodelle verwendet, die die Funktionsweise eines physiologischen Systems genau nachbilden. Mäuse dienen häufig diesem Zweck, aber in anderen Fällen werden Schimpansen oder andere evolutionär eng verwandte Arten verwendet.

Andererseits möchten Sie vielleicht die Wirksamkeit einer bestimmten neuen Formulierung eines Pestizids abschätzen. In diesem Fall werden die Tests fast immer an dem Organismus durchgeführt, für den das Produkt verwendet werden soll (dem Schädling). Dies kann ein Insekt oder ein anderer Organismus sein.

Interpretation experimenteller Daten

Sobald die Daten aus dem Experiment verfügbar sind, fahren wir mit der Analyse für die Berechnung des LD50 fort. Da die mittlere tödliche Dosis einer Substanz für einen bestimmten Organismus nicht im Voraus bekannt ist, müssen mehrere Tests mit steigenden Dosen der Substanz durchgeführt werden. Niedrigere Dosen töten möglicherweise keine Person, während hohe Dosen die überwiegende Mehrheit töten können. Die Dosis, die nur die Hälfte der Individuen tötet, wird während des Experiments jedoch kaum erreicht.

Aus diesem Grund muss der tatsächliche Wert der LD50 (oder besser eine Schätzung davon) aus den während des Experiments gewonnenen Daten durch Interpolation oder durch andere grafische oder statistische Methoden bestimmt werden. Die Dosis-Wirkungs-Kurve hat normalerweise die Form des Buchstabens S (Sigmoidkurve), was bedeutet, dass die direkte Interpolation der Daten in einigen Fällen einen hohen Interpolationsfehler aufweisen kann. Angesichts dessen werden die Daten vor der Interpolation häufig linearisiert, was durch Auftragen der Reaktion gegen die logarithmische Dosis und nicht gegen die Dosis selbst erreicht wird. Dies führt fast immer zu einem geradlinigen Diagramm, das für die kleinsten Quadrate angepasst werden kann, wodurch es einfacher wird, den Punkt genau zu bestimmen, an dem 50 % der Personen die erwartete Reaktion zeigen (d. h.

Herkunft von LD50

Die mittlere tödliche Dosis oder der LD50-Test ist nichts Neues. Tatsächlich ist es fast 100 Jahre alt, da es 1927 entwickelt wurde.In den ursprünglichen Experimenten wurden insgesamt 200 Tiere verwendet, von denen die Hälfte an den Wirkungen der Testsubstanz starb, während die andere Hälfte, die überlebte, für die Studie geopfert wurde andere nicht tödliche Wirkungen.

Dieses klassische Verfahren zur Bestimmung der mittleren tödlichen Dosis wurde jedoch in den meisten Ländern der Welt zugunsten geeigneterer und weniger menschenverachtender Methoden eingestellt.

Andere tödliche Dosiswerte

Der LD50 (oder LD50) ist zu einem weltweiten Standard für den Vergleich der Toxizität einer Substanz gegenüber einer bestimmten Tierart oder einem bestimmten Organismus geworden. Es ist jedoch nicht die einzige, die existiert. Auf die gleiche Weise wie die LD50 definiert und bestimmt wird, können auch andere Dosen definiert werden, die bei unterschiedlichen Anteilen einer Bevölkerung zum Tode führen. Daher können wir eine tödliche Dosis LD90 als die Dosis einer Substanz definieren, die 90 % der Bevölkerung tötet, oder LD10, die die Dosis einer Substanz angibt, die nur 10 % der Bevölkerung tötet. Jeder hat seinen besonderen Nutzen und seine Herausforderungen bei der Messung.

Beispiele für LD50-Werte für gängige harmlose Substanzen

Die folgende Tabelle zeigt einige mittlere tödliche Dosen oder LD50-Werte für gängige Substanzen, wie z. B. einige Lebensmittel:

Beispiele für LD50-Werte für gängige Giftstoffe

Die folgende Tabelle zeigt einige Werte der mittleren tödlichen Dosis oder LD50 für häufig vorkommende toxische Substanzen sowie einige der gefährlichsten Gifte oder Toxine, die bekannt sind:

Verweise

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