Co oznacza LD50?

LD50 to termin używany do określenia średniej dawki śmiertelnej, która jest zdefiniowana jako ilość substancji chemicznej wymagana do zabicia 50% określonej populacji testowej. Stanowi obiektywny sposób pomiaru ostrej toksyczności dowolnej substancji wobec określonego organizmu. LD LD50 ma pochodzenie anglosaskie i pochodzi od angielskiego terminu oznaczającego dawkę śmiertelną , podczas gdy 50 pochodzi od 50% populacji określonego organizmu, który średnio umiera po ekspozycji na dawkę substancji w pytanie.

Pomimo tego, że termin ten jest powszechnie używany we wszystkich językach, w literaturze toksykologicznej w języku hiszpańskim często używa się zamiast niego LD50 (co pochodzi bezpośrednio od dawki śmiertelnej).

Jednostki średniej dawki śmiertelnej lub LD50

LD50 substancji jest ogólnie podawana jako ilość tej substancji wyrażona w jednostkach masy na jednostkę masy ciała badanego organizmu.

Masę substancji zwykle wyraża się w odpowiednich jednostkach masy. W przypadku wielu substancji o umiarkowanej toksyczności wystarczy zmierzyć tę ilość w miligramach, podczas gdy w przypadku bardziej niebezpiecznych substancji może być konieczne użycie mniejszych jednostek masy, takich jak mikrogramy.

Z drugiej strony jednostka masy ciała organizmu jest znormalizowana w większości krajów świata i odpowiada 1 kg lub 1 funtowi, w zależności od systemu jednostek powszechnie używanego w danym kraju. Powodem, dla którego dawka śmiertelna jest wyrażona w przeliczeniu na masę ciała organizmu, jest to, że im większa masa ciała, tym bardziej substancja jest rozcieńczana w tkankach. Dzieląc dawkę śmiertelną przez masę organizmu, można znormalizować stężenie, aby móc obiektywnie porównać śmiertelność lub toksyczność substancji.

Interpretacja wartości mediany dawki śmiertelnej lub LD50

Na początek musimy zrozumieć, że wartość LD50 jest miarą statystyczną związaną z prawdopodobieństwem śmierci organizmu wystawionego na tę dawkę substancji. Formalna interpretacja statystyczna byłaby taka, że ​​jeśli podalibyśmy dawkę LD50 jednemu osobnikowi, potem drugiemu, a potem kolejnemu i kontynuowalibyśmy to aż do objęcia całej populacji, średnio 1 na 2 umrze.

Z punktu widzenia toksyczności, jeśli porównamy wartości LD50 dwóch substancji dla tego samego gatunku lub organizmu, im niższa wartość LD50, tym bardziej substancja będzie toksyczna w tym organizmie. Wynika to z faktu, że do zabicia tej samej liczby osobników wymagana jest mniejsza ilość substancji. Innymi słowy, jeśli A ma LD50 10 mg/kg, a B LD50 5 mg/kg, to B jest dwa razy bardziej toksyczny niż A, ponieważ do zabicia tej samej liczby osobników potrzeba połowy ilości B. to z

Z drugiej strony musimy również poprawnie interpretować jednostki LD50. Może wydawać się dziwne stwierdzenie, że średnia śmiertelna dawka substancji dla małego organizmu, takiego jak mysz czy owad, wynosi 10 mg na kilogram masy ciała, ponieważ żaden z nich nie waży nawet 1 kg. Musimy jednak pamiętać, że tych wartości nie należy brać dosłownie, a raczej są to ilości względne, niezależne od rzeczywistej wielkości zwierzęcia czy organizmu.

Aby określić dawkę śmiertelną dla konkretnego osobnika, musimy wziąć pod uwagę jego rzeczywistą masę ciała. Załóżmy na przykład, że mamy mysz ważącą 100 g i wiemy, że substancja A ma wartość LD50 równą 10 mg/kg masy ciała. Ponieważ na każdy 1 kg (czyli 1000 g) potrzeba 10 mg, to średnia dawka śmiertelna dla tej osoby odpowiada 1 mg substancji A (biorąc pod uwagę, że jej rzeczywista masa ciała wynosi jedną dziesiątą 1 kg).

Mówiąc jeszcze prościej, aby określić rzeczywistą masę substancji, którą musimy dostarczyć danej osobie, aby osiągnąć średnią dawkę śmiertelną, wystarczy pomnożyć wartość LD50 przez masę ciała danej osoby wyrażoną w tych samych jednostkach, w których jest ona podana. LD50. W naszym przykładzie myszy jej masa w kilogramach wynosi 0,100 kg, więc masa substancji A wynosiłaby (10 mg A/kg masy ciała) x (0,100 kg masy ciała) = 1 mg A.

Jak określa się LD50?

Średnią dawkę śmiertelną określa się eksperymentalnie, poddając próbkę osobników danego organizmu różnym dawkom substancji, a następnie rejestrując liczbę osobników, które umierają w wyniku działania tej substancji. Substancję podaje się siłą na różne sposoby, między innymi drogą doustną, oddechową, pozajelitową, domięśniową czy dożylną.

Zwierzętami lub organizmami powszechnie używanymi w tego typu testach są zwykle myszy, szczury, króliki i świnki morskie, ale mogą to być również mniejsze organizmy, takie jak niektóre owady, lub większe organizmy, takie jak psy, a nawet konie. Wszystko zależy od intencji, z jaką określa się tę miarę toksyczności.

Na przykład, gdy pożądane jest oszacowanie toksyczności u ludzi, biorąc pod uwagę, że z oczywistych powodów nie można przeprowadzać eksperymentów na żywych ludziach, często wykorzystuje się modele zwierzęce, które dokładnie odtwarzają funkcjonowanie niektórych systemów fizjologicznych. Myszy często służą temu celowi, ale w innych przypadkach wykorzystuje się szympansy lub inne gatunki blisko spokrewnione ewolucyjnie.

Z drugiej strony możesz chcieć oszacować skuteczność określonej nowej formuły pestycydu. W tym przypadku testy przeprowadza się prawie zawsze na organizmie, dla którego produkt ma być stosowany (szkodnik). Może to być jakiś owad lub inny organizm.

Interpretacja danych eksperymentalnych

Gdy dane z eksperymentu są dostępne, przystępujemy do ich analizy w celu obliczenia LD50. Ponieważ średnia dawka śmiertelna substancji dla danego organizmu nie jest z góry znana, należy przeprowadzić kilka testów ze zwiększającymi się dawkami substancji. Niższe dawki mogą nie zabić żadnej osoby, podczas gdy wysokie dawki mogą zabić zdecydowaną większość. Jednak dawka, która zabija tylko połowę osobników, nie zostanie osiągnięta podczas eksperymentu.

Z tego powodu rzeczywista wartość LD50 (lub, bardziej odpowiednio, jej oszacowanie) musi być określona przez interpolację lub innymi metodami graficznymi lub statystycznymi na podstawie danych uzyskanych podczas doświadczenia. Krzywa dawka-odpowiedź ma zwykle kształt litery S (krzywa sigmoidalna), co oznacza, że ​​bezpośrednia interpolacja danych może w niektórych przypadkach wiązać się z dużym błędem interpolacji. W związku z tym dane są często linearyzowane przed interpolacją, którą uzyskuje się przez wykreślenie odpowiedzi w funkcji dawki logarytmicznej, a nie samej dawki. Prawie zawsze skutkuje to wykresem w linii prostej, który można dopasować metodą najmniejszych kwadratów, co ułatwia dokładne określenie punktu, w którym 50% osób wykazuje oczekiwaną reakcję (tj.

Pochodzenie LD50

Mediana dawki śmiertelnej lub test LD50 nie jest niczym nowym. W rzeczywistości ma prawie 100 lat i został opracowany w 1927 r. W oryginalnych eksperymentach wykorzystano łącznie 200 zwierząt, z których połowa padła w wyniku działania badanej substancji, a połowa, która przeżyła, została poświęcona. inne nieśmiercionośne skutki.

Jednak ta klasyczna procedura określania mediany dawki śmiertelnej została w większości krajów świata odrzucona na rzecz innych, bardziej adekwatnych i mniej nieludzkich metod.

Inne wartości dawek śmiertelnych

LD50 (lub LD50) stał się światowym standardem porównywania toksyczności substancji z określonym gatunkiem zwierząt lub organizmem. Jednak nie jest to jedyny istniejący. W ten sam sposób, w jaki definiuje się i określa LD50, można również zdefiniować inne dawki powodujące śmierć w różnych proporcjach populacji. Zatem dawkę śmiertelną LD90 możemy zdefiniować jako dawkę substancji, która zabija 90% populacji lub LD10, która wskazuje dawkę substancji, która zabija tylko 10% populacji. Każdy z nich ma swoje szczególne zastosowania i wyzwania związane z ich pomiarem.

Przykłady wartości LD50 dla zwykłych nieszkodliwych substancji

Poniższa tabela przedstawia niektóre średnie dawki śmiertelne lub wartości LD50 dla popularnych substancji, takich jak niektóre produkty spożywcze:

Przykładowe wartości LD50 dla powszechnie występujących substancji trujących

Poniższa tabela przedstawia niektóre wartości średniej dawki śmiertelnej lub LD50 dla pospolitych substancji toksycznych, a także niektóre z najbardziej niebezpiecznych znanych trucizn lub toksyn:

Bibliografia

AnimaNaturalis. (2015, 12 września). Śmiertelna dawka 50 (LD50) . https://www.animanaturalis.org/p/1361/dosis_letal_50_dl50

Kanadyjskie Centrum Bezpieczeństwa i Higieny Pracy. (2018, 12 listopada). Co to jest LD50 i LC50? :BHP Odpowiedzi . https://www.ccohs.ca/oshanswers/chemicals/ld50.html

Zakład Medycyny Prawnej i Toksykologii. (nd). Temat 1. Pojęcie, historia i zakres toksykologii. Uniwersytet w Granadzie. https://www.ugr.es/%7Eajerez/proyecto/t2-13.htm

Żywności i Leków (FDA). (nd). Rozdział IV. Wytyczne dotyczące badań toksyczności – ostra toksyczność doustna . https://www.fda.gov/media/72257/download

Narodowy Instytut Badań nad Genomem Człowieka. (2022, 25 lipca). Model zwierzęcy . genom.gov. https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/Animal-model

Nelson, R. (2019, 3 września). Najbardziej jadowite węże na świecie . Nieokiełznana nauka. https://untamedscience.com/blog/most-venomous-snakes-in-the-world/

Chemia.is. (nd). Śmiertelna_dawka_50% . https://www.quimica.es/encyklopedia/Dosis_mortal_50%25.html