Dawka śmiertelna

W toksykologii dawka śmiertelna ( LD ) jest wskaźnikiem śmiertelnej toksyczności danej substancji lub rodzaju promieniowania . Ponieważ oporność różni się w zależności od osoby, „dawka śmiertelna” oznacza dawkę (zwykle rejestrowaną jako dawka na kilogram masy ciała osobnika), przy której określony procent osobników umrze. Stężenie śmiertelne to pomiar dawki śmiertelnej stosowany w przypadku gazów lub cząstek stałych. LD może opierać się na standardowej osobie koncepcja, teoretyczna jednostka, która ma całkowicie „normalne” cechy, a zatem nie ma zastosowania do wszystkich subpopulacji.

Średnia dawka śmiertelna (LD 50 )

Główny artykuł: Mediana dawki śmiertelnej

Średnia dawka śmiertelna, LD 50 (skrót od „dawka śmiertelna, 50%)”, LC 50 (stężenie śmiertelne, 50%) lub LCt 50 (stężenie śmiertelne i czas) toksyny , promieniowania lub patogenu jest dawką wymaganą do zabić połowę członków testowanej populacji po określonym czasie trwania testu. Wartości LD50 jako ogólny wskaźnik ostrej toksyczności substancji . Niższa wartość LD50 wskazuje na zwiększoną toksyczność.

Historia

Test został stworzony przez JW Trevana w 1927 r. Termin „dawka półmetkowa” jest czasami używany w tym samym znaczeniu, w szczególności w tłumaczeniach z tekstów innych niż anglojęzyczne, ale może również odnosić się do dawki subletalnej ; z powodu tej niejednoznaczności zwykle się tego unika. LD50 jest zwykle określane w testach na zwierzętach, takich jak myszy laboratoryjne . W 2011 roku amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków zatwierdziła metody alternatywne do LD 50 do testowania leku kosmetycznego Botox bez testów na zwierzętach.

Jednostki i miary

LD 50 jest zwykle wyrażane jako masa substancji podanej na jednostkę masy badanego osobnika, zazwyczaj w miligramach substancji na kilogram masy ciała, ale podawane jako nanogramy (odpowiednie dla botuliny ), mikrogramy, miligramy lub gramy (odpowiednie dla paracetamolu ) za kilogram. Przedstawienie tego w ten sposób pozwala porównać względną toksyczność różnych substancji i normalizuje różnice w wielkości narażonych zwierząt, chociaż toksyczność nie zawsze skaluje się po prostu z masą ciała.

Wybór 50% śmiertelności jako punktu odniesienia pozwala uniknąć potencjalnej niejednoznaczności wykonywania pomiarów w skrajnościach i zmniejsza liczbę wymaganych testów. Jednak oznacza to również, że LD50 nie jest dawką śmiertelną dla wszystkich pacjentów; niektóre mogą zostać zabite przez znacznie mniej, podczas gdy inne przeżywają dawki znacznie wyższe niż LD50 . Miary takie jak „LD 1 ” i „LD 99 ” (dawka wymagana do zabicia odpowiednio 1% lub 99% badanej populacji) są czasami używane do określonych celów.

Śmiertelna dawka często zmienia się w zależności od sposobu podania ; na przykład wiele substancji jest mniej toksycznych po podaniu doustnym niż po dożylnym . Z tego powodu liczby LD 50 są często określane sposobem podawania, np. „LD 50 iv”

Powiązane wielkości LD 50/30 lub LD 50/60 odnoszą się do dawki, która bez leczenia będzie śmiertelna dla 50% populacji w ciągu (odpowiednio) 30 lub 60 dni. Środki te są częściej stosowane w przypadku promieniowania , ponieważ przeżycie powyżej 60 dni zwykle skutkuje wyzdrowieniem.

Szacowanie na organizmach modelowych

Wartości LD dla ludzi najlepiej oszacować poprzez ekstrapolację wyników hodowli ludzkich komórek . Jedną z form pomiaru LD jest wykorzystanie organizmów modelowych , w szczególności zwierząt, takich jak myszy lub szczury, przeliczenie dawki na kilogram biomasy i ekstrapolacja na normy ludzkie. Stopień błędu wartości LD ekstrapolowanych na zwierzętach jest duży. Biologia zwierząt testowych różni się w ważnych aspektach od biologii ludzi. Na przykład tkanka myszy jest około pięćdziesiąt razy mniej wrażliwa niż tkanka ludzka na jad pająka lejkowatego z Sydney [ potrzebne źródło ] . The prawo kwadratów i sześcianów komplikuje również związane z tym relacje skalowania. W niektórych przypadkach naukowcy odchodzą od pomiarów LD na zwierzętach. Amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków zaczęła zatwierdzać więcej metod bez wykorzystania zwierząt w odpowiedzi na obawy związane z dobrostanem zwierząt.

Średnia dawka zakaźna

Średnia dawka zakaźna (ID50 ) to liczba organizmów otrzymanych przez osobę lub badane zwierzę kwalifikowane na podstawie drogi podania (np. 1200 org/człowieka na doustnie). Ze względu na trudności w liczeniu rzeczywistych organizmów w dawce, dawki zakaźne mogą być wyrażone w teście biologicznym, takim jak liczba LD50 dla niektórych zwierząt testowych. W wojnie biologicznej dawka zakaźna to liczba dawek zakaźnych na minutę na metr sześcienny (np. ICt 50 to 100 średnich dawek - min/m 3 ).)

Najniższa dawka śmiertelna

Najniższa dawka śmiertelna (LD Lo ) to najmniejsza ilość leku, która może spowodować śmierć danego gatunku zwierząt w kontrolowanych warunkach. Dawka jest podawana na jednostkę masy ciała (zwykle podawana w miligramach na kilogram ) substancji, o której wiadomo, że spowodowała śmierć u określonego gatunku. Przy cytowaniu LD Lo zazwyczaj podaje się konkretny gatunek i sposób podawania ( np. połknięcie, wziewnie, dożylnie ).

Mediana stężenia śmiertelnego

W przypadku gazów i aerozoli stężenie śmiertelne (podane w mg/m 3 lub ppm, częściach na milion) jest analogicznym pojęciem, chociaż zależy to również od czasu narażenia, który należy uwzględnić w definicji. Termin początkowy poziom letalny jest używany do opisania wartości LC50, która jest niezależna od czasu.

Porównywalnym pomiarem jest LCt50 , który odnosi się do dawki śmiertelnej wynikającej z narażenia, gdzie C to stężenie, a t to czas. Często wyraża się ją w mg-min/m 3. LCt 50 to dawka, która spowoduje raczej ubezwłasnowolnienie niż śmierć. Miary te są powszechnie stosowane do wskazania porównawczej skuteczności chemicznych środków bojowych, a dawki są zazwyczaj określane na podstawie szybkości oddychania (np. Spoczynek = 10 l/min) przy wdychaniu lub stopnia penetracji skóry przez ubranie. Pojęcie Ct zostało po raz pierwszy zaproponowane przez Fritza Habera i czasami jest określane jako Prawo Habera , które zakłada, że ​​ekspozycja na 1 minutę 100 mg/m 3 odpowiada 10 minutom 10 mg/m 3 (1 × 100 = 100, podobnie jak 10 × 10 = 100). [ potrzebne źródło ]

Niektóre substancje chemiczne, takie jak cyjanowodór , są szybko usuwane z toksyn przez organizm ludzki i nie podlegają prawu Habera. Tak więc w takich przypadkach stężenie śmiertelne można podać po prostu jako LC 50 i określić na podstawie czasu trwania narażenia (np. 10 minut). W kartach charakterystyki substancji toksycznych często używa się tej formy terminu, nawet jeśli substancja jest zgodna z prawem Habera. [ potrzebne źródło ]

Najniższe stężenie śmiertelne

LC Lo to najniższe stężenie substancji chemicznej, podawane przez pewien okres czasu, które powoduje śmierć pojedynczego zwierzęcia. LC Lo jest typowo dla ostrej (<24 godzin) ekspozycji. Jest to związane z LC50 , medianą stężenia śmiertelnego. LC Lo jest używany do gazów i materiałów w aerozolu.

Ograniczenia

Jako miara toksyczności dawka śmiertelna jest nieco niewiarygodna, a wyniki mogą się znacznie różnić w zależności od ośrodka badawczego ze względu na takie czynniki, jak cechy genetyczne badanej populacji, badane gatunki zwierząt, czynniki środowiskowe i sposób podawania.

Może również występować duża zmienność między gatunkami; to, co jest względnie bezpieczne dla szczurów, może być bardzo toksyczne dla ludzi ( por. toksyczność paracetamolu ) i odwrotnie. Na przykład czekolada, stosunkowo nieszkodliwa dla ludzi, jest toksyczna dla wielu zwierząt . W przypadku testowania jadu z jadowitych stworzeń, takich jak węże , wyniki LD 50 mogą być mylące ze względu na różnice fizjologiczne między myszami, szczurami i ludźmi. Wiele jadowitych węży są wyspecjalizowanymi drapieżnikami myszy, a ich jad może być specjalnie przystosowany do obezwładniania myszy; a mangusty mogą być wyjątkowo odporne. Chociaż fizjologia większości ssaków jest bardzo podobna, wyniki LD50 mogą, ale nie muszą, mieć takie samo znaczenie dla wszystkich gatunków ssaków, w tym ludzi .

Obawy dotyczące praw zwierząt

zajmujące się prawami zwierząt i dobrostanem zwierząt , takie jak Animal Rights International, prowadziły kampanię przeciwko testowaniu LD 50 na zwierzętach, w szczególności w przypadku niektórych substancji, które powodują powolną, bolesną śmierć zwierząt. Kilka krajów, w tym Wielka Brytania , podjęło kroki w celu zakazania egzaminu ustnego LD 50 , a Organizacja Współpracy Gospodarczej i Rozwoju (OECD) zniosła wymóg egzaminu ustnego w 2001 r.

Zobacz też

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Lethal_dose&oldid=1141747859 ”