LD50 หมายถึงอะไร?

LD50 เป็นคำที่ใช้แทนค่า Median Lethal Dose ซึ่งหมายถึงปริมาณของสารเคมีที่ต้องใช้ในการฆ่า 50% ของประชากรทดสอบหนึ่งๆ เป็นวิธีที่มีวัตถุประสงค์ในการวัดความเป็นพิษเฉียบพลันของสารใด ๆ ต่อสิ่งมีชีวิตที่เฉพาะเจาะจง ค่า LD ของ LD50 มีต้นกำเนิดจากแองโกลแซกซอน และมาจากคำศัพท์ภาษาอังกฤษสำหรับปริมาณสารที่ทำให้ตาย ในขณะที่ 50 มาจาก 50% ของประชากรของสิ่งมีชีวิตเฉพาะ ซึ่งโดยเฉลี่ยแล้วจะตายเมื่อได้รับปริมาณของสารใน คำถาม.

แม้ว่าคำนี้จะใช้กันทั่วไปในทุกภาษา แต่ในวรรณคดีพิษวิทยาในภาษาสเปน LD50 มักใช้แทน (ซึ่งมาจากปริมาณรังสีที่ทำให้ตายได้โดยตรง)

หน่วยของค่ามัธยฐานของปริมาณการตายหรือ LD50

ค่า LD50 ของสารโดยทั่วไปจะรายงานเป็นปริมาณของสารนั้นที่แสดงในหน่วยมวลต่อหน่วยน้ำหนักตัวของสิ่งมีชีวิตที่ทำการทดสอบ

มวลของสารมักแสดงเป็นหน่วยมวลต่างๆ กัน ตามความเหมาะสม สำหรับสารที่มีความเป็นพิษปานกลางหลายชนิด ก็เพียงพอแล้วที่จะวัดปริมาณนี้เป็นหน่วยมิลลิกรัม ในขณะที่สำหรับสารที่อันตรายกว่านั้น อาจจำเป็นต้องใช้หน่วยมวลที่เล็กลง เช่น ไมโครกรัม

ในทางกลับกัน หน่วยมวลกายของสิ่งมีชีวิตนั้นเป็นมาตรฐานในประเทศส่วนใหญ่ของโลก และมีค่าเท่ากับ 1 กิโลกรัมหรือ 1 ปอนด์ ขึ้นอยู่กับระบบหน่วยที่ใช้กันทั่วไปในประเทศนั้น เหตุผลที่ปริมาณสารที่ทำให้ตายแสดงออกมาในรูปของมวลร่างกายของสิ่งมีชีวิต เนื่องจากยิ่งมีมวลร่างกายมาก สารก็จะยิ่งเจือจางในเนื้อเยื่อมากขึ้นเท่านั้น โดยการหารปริมาณสารที่ทำให้ตายด้วยมวลของสิ่งมีชีวิต เป็นไปได้ที่จะปรับความเข้มข้นให้เป็นปกติเพื่อให้สามารถเปรียบเทียบความเป็นพิษหรือความเป็นพิษของสารได้อย่างเป็นกลาง

การแปลความหมายของค่ามัธยฐานของปริมาณสารที่ทำให้ตายหรือ LD50

ในการเริ่มต้น เราต้องเข้าใจว่าค่า LD50 เป็นการวัดทางสถิติที่เกี่ยวข้องกับความน่าจะเป็นที่สิ่งมีชีวิตที่สัมผัสกับปริมาณของสารดังกล่าวจะเสียชีวิต การตีความทางสถิติที่เป็นทางการก็คือ ถ้าเราให้ยา LD50 แก่บุคคลหนึ่ง จากนั้นให้อีกคนหนึ่งแล้วให้อีกคนหนึ่ง และยังคงทำเช่นนั้นต่อไปจนครอบคลุมประชากรทั้งหมด โดยเฉลี่ย 1 ใน 2 จะเสียชีวิต

จากมุมมองของความเป็นพิษ หากเราเปรียบเทียบค่า LD50 ของสารสองชนิดสำหรับสิ่งมีชีวิตหรือสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกัน ยิ่งค่า LD50 ต่ำเท่าใด สารนั้นก็จะยิ่งมีพิษมากขึ้นเท่านั้น เนื่องจากต้องใช้สารในปริมาณที่น้อยกว่าในการฆ่าคนจำนวนเท่ากัน กล่าวอีกนัยหนึ่ง ถ้า A มี LD50 10 มก./กก. และ B มี LD50 5 มก./กก. ดังนั้น B จะเป็นพิษเป็นสองเท่าของ A เนื่องจากต้องใช้ปริมาณ B ครึ่งหนึ่งในการฆ่าคนจำนวนเท่ากัน ของ

ในทางกลับกัน เราต้องตีความหน่วยของ LD50 ให้ถูกต้องด้วย อาจดูแปลกที่จะบอกว่าปริมาณสารที่ทำให้ตายได้เฉลี่ยของสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก เช่น หนูหรือแมลงคือ 10 มก. ต่อน้ำหนักตัวหนึ่งกิโลกรัม เนื่องจากไม่หนักถึง 1 กก. อย่างไรก็ตามเราต้องจำไว้ว่าไม่ควรใช้ค่าเหล่านี้ตามตัวอักษร แต่เป็นจำนวนสัมพัทธ์ที่ไม่ขึ้นกับขนาดที่แท้จริงของสัตว์หรือสิ่งมีชีวิต

ในการกำหนดขนาดยาที่อันตรายถึงชีวิตสำหรับบุคคลใดบุคคลหนึ่ง เราต้องพิจารณาจากน้ำหนักตัวจริงของบุคคลนั้น ตัวอย่างเช่น สมมติว่าเรามีหนูที่มีน้ำหนัก 100 กรัม และเรารู้ว่าสาร A มี LD50 เท่ากับ 10 มก./กก. ของน้ำหนักตัว เนื่องจากต้องใช้ 10 มก. สำหรับทุกๆ 1 กก. (ซึ่งก็คือ 1,000 กรัม) ดังนั้นปริมาณสารที่ทำให้ตายเฉลี่ยสำหรับบุคคลนั้นจึงสอดคล้องกับ 1 มก. ของสาร A (โดยที่มวลกายจริงของเขาคือหนึ่งในสิบของ 1 กก.)

ดูอย่างง่ายๆ ยิ่งกว่านั้น ในการระบุมวลที่แท้จริงของสารที่เราต้องจัดหาให้กับแต่ละบุคคลเพื่อให้ได้ปริมาณสารอันตรายถึงตายเฉลี่ย เราก็เพียงต้องคูณค่า LD50 ด้วยมวลกายของแต่ละคนที่แสดงในหน่วยเดียวกับที่มีการรายงาน . LD50 ในตัวอย่างเมาส์ของเรา มวลในหน่วยกิโลกรัมคือ 0.100 กก. ดังนั้นมวลของสาร A จะเป็น (10 มก. A/กก. มวลกาย) x (0.100 กก. มวลกาย) = 1 มก. A

ค่า LD50 ถูกกำหนดอย่างไร?

ค่ามัธยฐานของปริมาณสารที่ทำให้ตายได้ถูกกำหนดโดยการทดลองโดยการให้ตัวอย่างบุคคลของสิ่งมีชีวิตบางชนิดได้รับสารในปริมาณต่างๆ กัน จากนั้นจึงบันทึกจำนวนของบุคคลที่เสียชีวิตจากผลกระทบของสารนี้ สารนี้ถูกบริหารให้โดยใช้กำลังในรูปแบบต่างๆ รวมถึงทางปาก ทางเดินหายใจ ทางหลอดเลือด ทางกล้ามเนื้อหรือทางหลอดเลือดดำ และอื่น ๆ

สัตว์หรือสิ่งมีชีวิตที่ใช้โดยทั่วไปในการทดสอบประเภทนี้มักเป็นหนู หนูแรท กระต่าย และหนูตะเภา แต่ก็อาจเป็นสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก เช่น แมลงบางชนิด หรือสิ่งมีชีวิตขนาดใหญ่ เช่น สุนัข หรือแม้แต่ม้าก็ได้ ทุกอย่างขึ้นอยู่กับความตั้งใจที่จะกำหนดมาตรการความเป็นพิษนี้

ตัวอย่างเช่น เมื่อต้องการประเมินความเป็นพิษในมนุษย์ด้วยเหตุผลที่ชัดเจนว่าไม่สามารถทำการทดลองกับคนที่มีชีวิตได้ แบบจำลองสัตว์ที่จำลองการทำงานของระบบสรีรวิทยาบางอย่างอย่างใกล้ชิดมักใช้ในมนุษย์ หนูมักทำหน้าที่นี้ แต่ในกรณีอื่น ๆ จะใช้ลิงชิมแปนซีหรือสายพันธุ์อื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับวิวัฒนาการอย่างใกล้ชิด

ในทางกลับกัน คุณอาจต้องการประเมินประสิทธิภาพของยาฆ่าแมลงสูตรใหม่ ในกรณีนี้ การทดสอบมักดำเนินการกับสิ่งมีชีวิตซึ่งผลิตภัณฑ์นี้มีวัตถุประสงค์เพื่อใช้ (ศัตรูพืช) นี่อาจเป็นแมลงหรือสิ่งมีชีวิตอื่น

การตีความข้อมูลการทดลอง

เมื่อได้ข้อมูลจากการทดลองแล้ว เราจะดำเนินการวิเคราะห์เพื่อคำนวณค่า LD50 เนื่องจากไม่ทราบค่ามัธยฐานของปริมาณสารที่ทำให้ถึงตายสำหรับสิ่งมีชีวิตหนึ่งๆ จึงต้องดำเนินการทดสอบหลายอย่างพร้อมกับเพิ่มปริมาณของสาร ปริมาณที่ต่ำกว่าอาจไม่ฆ่าคนใดคนหนึ่ง ในขณะที่ปริมาณมากอาจฆ่าคนส่วนใหญ่ได้ อย่างไรก็ตาม ปริมาณยาที่ฆ่าคนเพียงครึ่งเดียวแทบจะไม่ได้รับในระหว่างการทดลอง

ด้วยเหตุผลนี้ ค่าที่แท้จริงของ LD50 (หรือค่าประมาณที่เหมาะสมกว่านั้น) จะต้องถูกกำหนดโดยการแก้ไขหรือโดยวิธีกราฟิกหรือสถิติอื่นๆ จากข้อมูลที่ได้รับระหว่างการทดลอง เส้นโค้งการตอบสนองต่อปริมาณรังสีมักจะอยู่ในรูปของตัวอักษร S (เส้นโค้งซิกมอยด์) ซึ่งหมายความว่าการแก้ไขข้อมูลโดยตรงอาจมีข้อผิดพลาดในการแก้ไขสูงในบางกรณี ในมุมมองนี้ ข้อมูลมักจะถูกทำให้เป็นเส้นตรงก่อนการแก้ไข ซึ่งทำได้โดยการวางแผนการตอบสนองต่อปริมาณบันทึกแทนที่จะเป็นปริมาณรังสีเอง ซึ่งมักจะได้ผลลัพธ์เป็นโครงเรื่องแบบเส้นตรงที่สามารถพอดีกับกำลังสองน้อยที่สุด จึงทำให้ง่ายต่อการระบุจุดที่ 50% ของบุคคลแสดงการตอบสนองที่คาดหวังได้อย่างแม่นยำ (เช่น

ที่มาของ LD50

ค่ามัธยฐานของปริมาณสารถึงตายหรือการทดสอบ LD50 นั้นไม่มีอะไรใหม่ อันที่จริงมันมีอายุเกือบ 100 ปี โดยได้รับการพัฒนาในปี 1927 ในการทดลองดั้งเดิมนั้นใช้สัตว์ทั้งหมด 200 ตัว ซึ่งครึ่งหนึ่งเสียชีวิตจากผลกระทบของสารทดสอบ ในขณะที่ครึ่งหนึ่งที่รอดชีวิตถูกสังเวยไปศึกษา ผลกระทบที่ไม่ร้ายแรงอื่น ๆ

อย่างไรก็ตาม ขั้นตอนแบบคลาสสิกสำหรับการกำหนดปริมาณสารอันตรายถึงชีวิตแบบมัธยฐานได้ถูกยกเลิกไปแล้วในประเทศส่วนใหญ่ของโลก โดยใช้วิธีอื่นที่เหมาะสมกว่าและไร้มนุษยธรรมน้อยกว่า

ค่าขนาดยาที่ทำให้เสียชีวิตอื่นๆ

LD50 (หรือ LD50) ได้กลายเป็นมาตรฐานโลกสำหรับการเปรียบเทียบความเป็นพิษของสารต่อสัตว์หรือสิ่งมีชีวิตบางชนิด อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่สิ่งเดียวที่มีอยู่ ในลักษณะเดียวกับที่กำหนดและกำหนด LD50 ปริมาณอื่นๆ ที่ทำให้เสียชีวิตในสัดส่วนที่แตกต่างกันของประชากรก็สามารถกำหนดได้เช่นกัน ดังนั้นเราจึงสามารถกำหนด LD90 ที่ทำให้ถึงตายได้ว่าเป็นปริมาณของสารที่ฆ่า 90% ของประชากรหรือ LD10 ซึ่งระบุถึงปริมาณของสารที่ฆ่าเพียง 10% ของประชากร แต่ละคนมีการใช้งานเฉพาะและความท้าทายในการวัด

ตัวอย่างค่า LD50 สำหรับสารที่ไม่เป็นอันตรายทั่วไป

ตารางต่อไปนี้แสดงค่ามัธยฐานของปริมาณสารที่ทำให้ตายได้หรือค่า LD50 สำหรับสารทั่วไป เช่น อาหารบางชนิด:

ตัวอย่างค่า LD50 สำหรับสารพิษทั่วไป

ตารางต่อไปนี้แสดงค่ามัธยฐานของปริมาณสารที่ทำให้ตายได้หรือ LD50 สำหรับสารพิษทั่วไป รวมถึงสารพิษหรือสารพิษที่อันตรายที่สุดที่ทราบกันดี:

อ้างอิง

AnimaNaturalis. (2558, 12 กันยายน). ปริมาณที่ร้ายแรง 50 (LD50) . https://www.animanaturalis.org/p/1361/dosis_letal_50_dl50

ศูนย์อาชีวอนามัยและความปลอดภัยแห่งแคนาดา (2561, 12 พฤศจิกายน). LD50 และ LC50 คืออะไร? : คำตอบ OSH https://www.ccohs.ca/oshanswers/chemicals/ld50.html

สาขาวิชานิติศาสตร์และพิษวิทยา. (น). หัวข้อ 1. แนวคิด ประวัติ และขอบเขตของพิษวิทยา. มหาวิทยาลัยกรานาดา https://www.ugr.es/%7Eajerez/proyecto/t2-13.htm

สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา (อย.). (น). บทที่สี่ แนวทางการทดสอบความเป็นพิษ – ความเป็นพิษเฉียบพลันทางปาก https://www.fda.gov/media/72257/download

สถาบันวิจัยจีโนมมนุษย์แห่งชาติ. (2022, 25 กรกฎาคม). โมเดลสัตว์ . จีโนม.gov. https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/Animal-model

เนลสัน อาร์. (2019, 3 กันยายน). งูพิษมากที่สุดในโลก . วิทยาศาสตร์เปลี่ยว. https://untamedscience.com/blog/most-venomous-snakes-in-the-world/

เคมี.is. (น). Lethal_dose_50% . https://www.quimica.es/enciclopedia/Dosis_mortal_50%25.html