Median dödlig dos

"LD50" omdirigerar här. För annan användning, se LD50 (disambiguation) .

Inom toxikologi är den dödliga mediandosen , LD ₅₀ (förkortning för " letal dose , 50%), LC ₅₀ (letal koncentration, 50%) eller LCt ₅₀ en toxisk enhet som mäter den dödliga dosen av ett toxin , strålning eller patogen . Värdet på LD ₅₀ för ett ämne är den dos som krävs för att döda hälften av medlemmarna i en testad population efter en specificerad testtid. 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 semiletal dos används ibland i samma betydelse, särskilt med översättningar av främmande språktexter, men kan också syfta på en subletal dos. LD ₅₀ bestäms vanligtvis genom tester på djur som laboratoriemöss . Under 2011 godkände den amerikanska livsmedels- och läkemedelsmyndigheten alternativa metoder till LD ₅₀ för att testa det kosmetiska läkemedlet Botox utan djurtester.

Konventioner

LD ₅₀ uttrycks vanligtvis som massan av ämne som administreras per massenhet av testpersonen, vanligtvis som milligram ämne per kilogram kroppsmassa, ibland också angivet som nanogram (lämplig för botulinum ), mikrogram eller gram (lämplig för paracetamol ) per kilogram. Genom att ange 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 skalar enbart 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 det här fallet är exponeringstiden viktig (se nedan).

Valet av 50 % dödlighet som riktmärke undviker risken för oklarhet vid att göra ytterlighetsmätningar och minskar mängden tester som krävs. Detta betyder dock också att LD ₅₀ inte är den dödliga dosen för alla försökspersoner; vissa kan dödas med mycket mindre, medan andra överlever doser som är mycket högre än LD ₅₀ . Åtgärder såsom "LD ₁ " och "LD ₉₉ " (dosering som 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 substanser mindre toxiska när de administreras oralt än när de administreras intravenöst . Av denna anledning är LD ₅₀ -siffror ofta kvalificerade med administrationssättet, t.ex. "LD ₅₀ iv"

De relaterade mängderna LD _50/30 eller LD _50/60 används för att hänvisa till en dos som utan behandling kommer att vara dödlig för 50 % av befolkningen inom (respektive) 30 eller 60 dagar. Dessa åtgärder används oftare inom strålhälsofysik , eftersom överlevnad efter 60 dagar vanligtvis resulterar i återhämtning.

Ett jämförbart mått är LCt ₅₀ , som relaterar till dödlig dos 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 invaliditet snarare än dödsfall. Dessa mått används vanligtvis för att indikera den jämförande effektiviteten av kemiska stridsmedel, och doser är vanligtvis kvalificerade efter andningshastigheter (t.ex. vila = 10 l/min) för inandning, eller graden av klädsel för hudpenetration. Begreppet Ct föreslogs först av Fritz Haber och kallas ibland för Habers lag , som antar att exponering för 1 minut av 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 exponeringens varaktighet (t.ex. 10 minuter). Säkerhetsdatabladen för giftiga ämnen använder ofta denna form av termen även om ämnet följer Habers lag .

För sjukdomsalstrande organismer finns också ett mått som kallas median infektionsdos och -dos. Medianinfektionsdosen (ID ₅₀ ) är antalet organismer som tas emot av en person eller ett försöksdjur som är kvalificerat för administreringssättet (t.ex. 1 200 org/man per oral). På grund av svårigheterna med att räkna faktiska organismer i en dos, kan infektiösa doser uttryckas i termer av biologisk analys, såsom antalet LD ₅₀ för något försöksdjur. Infektionsdosering i biologisk krigföring är antalet smittsamma doser per kubikmeter luft gånger antalet minuter av exponering (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; det som är relativt säkert för råttor kan mycket väl vara extremt giftigt för människor ( jfr paracetamoltoxicitet) och vice versa. Till exempel är choklad, jämförelsevis ofarlig för människor, känd för att vara giftig för många djur . När de används för att testa gift från giftiga varelser, såsom ormar , kan LD _50- resultaten vara missvisande på grund av de fysiologiska skillnaderna mellan möss, råttor och människor. Många giftormar är specialiserade rovdjur på möss, och deras gift kan anpassas specifikt för att inkapacitera möss; och mungor kan vara exceptionellt resistenta. Medan de flesta däggdjur har en mycket liknande fysiologi, kan LD ₅₀ -resultat ha eller inte ha lika stor betydelse för alla däggdjursarter, såsom människor, etc.

Exempel

Obs: Att jämföra substanser (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 substanser med terapeutiskt index , som helt enkelt är förhållandet mellan _LD50 och _ED50 .

Följande exempel listas med hänvisning till LD ₅₀ -värden, i fallande ordning, och åtföljs av LC ₅₀ -värden, {parentes}, när så är lämpligt.

Ämne	Djur, väg	LD 50 {LC 50 }	LD50 : g/kg {LC50 : g / L} standardiserad	Referens
Vatten ( H2O _ _ )	råtta, oral	> 90 000 mg/kg	>90
Sackaros (bordssocker)	råtta, oral	29 700 mg/kg	29,7
Glukossirap	råtta, oral	25 800 mg/kg	25.8
Glukos (blodsocker)	råtta, oral	25 800 mg/kg	25.8
Mononatriumglutamat (MSG)	råtta, oral	16 600 mg/kg	16.6
Steviosid (från stevia )	möss och råttor, oralt	15 000 mg/kg	15
Bensin (bensin)	råtta	14 063 mg/kg	14,0
Vitamin C (askorbinsyra)	råtta, oral	11 900 mg/kg	11.9
Glyfosat (isopropylaminsalt av)	råtta, oral	10 537 mg/kg	10,537
Laktos (mjölksocker)	råtta, oral	10 000 mg/kg	10
Aspartam	möss, oral	10 000 mg/kg	10
Urea ( OC(NH 2 ) 2 )	råtta, oral	8 471 mg/kg	8,471
Cyanursyra	råtta, oral	7 700 mg/kg	7.7
Kadmiumsulfid (CdS)	råtta, oral	7 080 mg/kg	7.08
Etanol ( CH 3 CH 2 OH )	råtta, oral	7 060 mg/kg	7.06
Natriumisopropylmetylfosfonsyra (IMPA , metabolit av sarin )	råtta, oral	6 860 mg/kg	6,86
Melamin	råtta, oral	6 000 mg/kg	6
Taurin	råtta, oral	5 000 mg/kg	5
Melamincyanurat	råtta, oral	4 100 mg/kg	4.1
Fruktos (fruktsocker)	råtta, oral	4 000 mg/kg	4
Natriummolybdat ( Na 2 MoO 4 )	råtta, oral	4 000 mg/kg	4
Natriumklorid (bordssalt)	råtta, oral	3 000 mg/kg	3
Paracetamol (paracetamol)	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 ( CH3OH _ _ )	mänsklig, oral	810 mg/kg	0,81
Arsenik (As)	råtta, oral	763 mg/kg	0,763
Ibuprofen	råtta, oral	636 mg/kg	0,636
Formaldehyd ( CH2O _ _ )	råtta, oral	600–800 mg/kg	0,6
Solanin (huvudalkaloid i flera växter i Solanaceae , bland annat Solanum tuberosum )	råtta, oral (2,8 mg/kg människa, oral)	590 mg/kg	0,590
Alkyldimetylbensalkoniumklorid (ADBAC)	råtta, oral fisk, nedsänkning 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, oral	280 mg/kg	0,280
Saltsyra (HCl)	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
Arseniktrisulfid ( AsS 3 )	råtta, oral	185–6 400 mg/kg	0,185–6,4
Natriumnitrit ( NaNO 2 )	råtta, oral	180 mg/kg	0,18
Metylendioximetamfetamin (MDMA, ecstasy)	råtta, oral	160 mg/kg	0,18
Uranylacetatdihydrat ( UO 2 (CH 3 COO) 2 )	mus, oral	136 mg/kg	0,136
Diklordifenyltrikloretan (DDT)	mus, oral	135 mg/kg	0,135
Uran (U)	möss, oral	114 mg/kg (uppskattad)	0,114
Bisoprolol	mus, oral	100 mg/kg	0,1
Kokain	mus, oral	96 mg/kg	0,096
Kobolt(II) klorid ( CoCl2 )	råtta, oral	80 mg/kg	0,08
Kadmiumoxid (CdO)	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 (NaF)	råtta, oral	52 mg/kg	0,052
Nikotin	mus och råtta, oral människa, rökning	50 mg/kg	0,05
Pentaborane	mänsklig, oral	50 mg/kg	0,05
Capsaicin	mus, oral	47,2 mg/kg	0,0472
Vitamin D3 (kolekalciferol)	råtta, oral	37 mg/kg	0,037
Piperidin (från svartpeppar )	råtta, oral	30 mg/kg	0,030
Heroin (diamorfin)	mus, intravenöst	21,8 mg/kg	0,0218
Lysergsyradietylamid (LSD)	råtta, intravenös	16,5 mg/kg	0,0165
Arseniktrioxid ( As 2 O 3 )	råtta, oral	14 mg/kg	0,014
Metallisk arsenik (As)	råtta, intraperitoneal	13 mg/kg	0,013
Natriumcyanid (NaCN)	råtta, oral	6,4 mg/kg	0,0064
Klorotoxin (CTX, från skorpioner )	möss	4,3 mg/kg	0,0043
Vätecyanid (HCN)	mus, oral	3,7 mg/kg	0,0037
Karfentanil	råtta, intravenös	3,39 mg/kg	0,00339
Nikotin (från olika släkten Solanaceae )	möss, oral	3,3 mg/kg	0,0033
Vit fosfor (P)	råtta, oral	3,03 mg/kg	0,00303
Strychnine (från Strychnos nux-vomica )	mänsklig, oral	1–2 mg/kg (uppskattad)	0,001–0,002
Kvicksilver(II) klorid ( HgCl2 )	råtta, oral	1 mg/kg	0,001
Nikotin	mänsklig, oral	0,8 mg/kg (uppskattad)	0,0008
Cantharidin (från blisterbaggar )	mänsklig, oral	500 μg/kg	0,0005
Aflatoxin B1 (från Aspergillus flavus mögel)	råtta, oral	480 μg/kg	0,00048
Plutonium (Pu)	hund, intravenöst	320 μg/kg	0,00032
Amatoxin (från Amanita phalloides svampar)	råtta	300-700 μg/kg	0,0007
Bufotoxin (från Bufo paddor )	katt, intravenöst	300 μg/kg	0,0003
Caesium-137 ( 137 Cs )	mus, parenteral	21,5 μCi/g	0,000245
Natriumfluoracetat ( CH2FCOONa _ _ )	råtta, oral	220 μg/kg	0,00022
Klortrifluorid (ClF 3 )	mus, absorption genom huden	178 μg/kg	0,000178
Sarin	mus, subkutan injektion	172 μg/kg	0,000172
Robustoxin (från Sydney funnel-web spindel )	möss	150 μg/kg	0,000150
VX	människa, oral, inandning, absorption genom hud/ögon	140 μg/kg (uppskattad)	0,00014
Gift från den brasilianska vandrande spindeln	råtta, subkutan	134 μg/kg	0,000134
Aconitine (från Aconitum napellus och relaterade arter)	råtta, intravenöst	80 μg/kg	0,000080
Dimetylkvicksilver ( Hg(CH 3 ) 2 )	mänsklig, transdermal	50 μg/kg	0,000050
TBPO (t-butyl-bicyklofosfat)	mus, intravenöst	36 μg/kg	0,000036
Fentanyl	apa	30 μg/kg	0,00003
Gift från Inland Taipan (australisk orm)	råtta, subkutan	25 μg/kg	0,000025
Ricin (från ricinoljeanläggning )	råtta, intraperitoneal råtta, oral	22 μg/kg 20–30 mg/kg	0,000022 0,02
2,3,7,8-tetraklordibensodioxin (TCDD, i 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 manetgift )	kräftor, intraperitoneal	5 μg/kg	0,000005
Latrotoxin ( från änkespindelgift )	möss	4,3 μg/kg	0,0000043
Epibatidin (från Epipedobates anthonyi poison dart frog)	mus, intravenöst	1,46-13,98 μg/kg	0,00000146
Batrachotoxin (från pilgiftsgroda )	human, subkutan injektion	2–7 μg/kg (uppskattad)	0,000002
Abrin (från rosenkransärta )	möss, intravenöst människa, inandning mänsklig, oral	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, oral	0,6 μg/kg 5,7 μg/kg	0,0000006 0,0000057
Pacific Ciguatoxin -1 (från ciguaterisk fisk )	möss, intraperitoneal	250 ng /kg	0,00000025
Palytoxin (från Palythoa korall)	mus, intravenöst	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 ( 210 Po )	människa, inandning	10 ng/kg (uppskattad)	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 )	mänsklig, oral, injektion, inandning	1 ng/kg (uppskattad)	0,000000001
Joniserande strålning	människa, bestrålning	5 Gy (grå)	—

Giftskala

Negativa värden för decimallogaritmen för den dödliga mediandosen LD ₅₀ ( −log ₁₀ (LD ₅₀ ) ) på en linjäriserad toxicitetsskala som omfattar 11 storleksordningar. Vatten intar den lägsta toxicitetspositionen (1) medan toxicitetsskalan domineras av botulinumtoxinet (12).

LD ₅₀ -värdena har ett mycket brett intervall. Botulinumtoxinet som det giftigaste ämnet har ett LD ₅₀ -värde på 1 ng/kg, medan det giftigaste ämnet vatten har ett LD ₅₀ - värde på över 90 g/kg. Det är en skillnad på ungefär 1 på 100 miljarder eller 11 storleksordningar. Som med alla uppmätta värden som skiljer sig åt i många storleksordningar är en logaritmisk vy att rekommendera. Välkända exempel är indikeringen av jordbävningsstyrkan med hjälp av Richterskalan, pH - värdet , som ett mått på den sura eller basiska karaktären hos en vattenlösning eller på ljudstyrkan 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 hittats kan anges i en toxinskala. Vatten som baslinjeämne är prydligt 1 i den negativa logaritmiska toxinskalan.

Djurens rättigheter

Djurrätts- och djurskyddsgrupper , som Animal Rights International, har kämpat mot LD ₅₀ -testning på djur. Flera länder, inklusive Storbritannien , har vidtagit åtgärder för att förbjuda den orala LD ₅₀ , och Organisationen för ekonomiskt samarbete och utveckling (OECD) avskaffade kravet på det muntliga provet 2001 (se testriktlinje 401, Trends in Pharmacological Sciences Vol . 22, 22 februari 2001).

Se även

• Djurförsök
• Reed-Muench-metoden
• Dosen gör giftet – det toxikologiska talesättet att stora mängder av något ämne är dödligt

Andra mått på toxicitet

• IDLH
• En viss säkerhetsfaktor
• Terapeutiskt index
• Skyddsindex
• Fast Dos Procedur för att uppskatta LD50
• Median toxisk dos (TD50)
• Lägsta publicerade dödliga dos (LDLo)
• EC ₅₀ (halv maximal effektiv koncentration)
• IC ₅₀ (halva maximal hämmande koncentration)
• Draize test
• Vägledande gränsvärde
• No-observed-adverse-effect level (NOAEL)
• Lägsta nivå för observerad negativ effekt ( LOAEL)
• Upp-och-ner procedur

Relaterade åtgärder

• TCID ₅₀ vävnadskultur infektionsdosering
• Plackbildande enheter (pfu)

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 akuta toxicitetsprocedurer med fasta doser". Mat och kemisk toxikologi . 33 (3): 223–31. doi : 10.1016/0278-6915(94)00136-C . PMID 7896233 .