Střední letální dávka ( LD 50 ) nebo střední letální koncentrace ( LC 50 ), je kvantitativní ukazatel toxicity látky. Tento koncept platí také pro ozařování .
Tento indikátor měří dávku látky způsobující smrt 50% dané populace zvířat (často myší nebo potkanů ) za konkrétních experimentálních podmínek. Toto je množství látky potřebné k zabití 50% zvířat v dávce. Vyjadřuje se v miligramech účinné látky na kilogram zvířete.
Pokud jde o to, LD 100 je smrtelná dávka, která způsobí smrt 100% jedinců dané populace zvířat.
Čím menší je toto číslo, tím toxičtější je látka. Tato dávka je platná pouze pro konkrétní druh (nejčastěji potkan) a konkrétní způsob zavedení do těla (požití, vdechnutí, aplikace na kůži). Mějte však na paměti, že LD 50 se může lišit, někdy velmi, v závislosti na použitém rozpouštědle a také v závislosti na pohlaví zvířete. Tyto údaje nelze přímo extrapolovat na člověka.
LD 50 se nejčastěji vyjadřuje při orálním požití u potkanů. LD 50 měřená dermální aplikací u králíků poskytuje další informace o nebezpečnosti látky. Hodnota na požití je obvykle nižší než dermální hodnota.
Tato měření však poskytují pouze částečnou představu o toxicitě látky, s níž musí být spojena existence nebo neexistence protijedu. Tak, ethyl-parathion , navzdory akutní orální LD 50 3,6 mg / kg, je relativně méně nebezpečné, než paraquat (LD 50 ze 236 mg / kg), protože tam je účinným lékem proti první, ale nikdo proti druhé.. Obecně se tvrdí, že pesticidy s orálním LD 50 nižším než 50 mg / kg jsou pro člověka extrémně toxické chemikálie.
Pokud toxická dávka nemůže být záporná, je účinek dávky matematicky popsán jako funkce nikoli samotné dávky, ale logaritmu této dávky: kdykoli je možné zkoumat účinky „ dvakrát vyšší "nebo" třikrát nižší "dávka, aniž by byl přepsán nebo zvětšen interval studie. Obecně odolnost vůči toxicitě závisí a priori na velkém počtu náhodných nebo nezávislých faktorů, které se v celkovém účinku množí. V tomto případě se změny rezistence organismu projevují změnami procenta přípustné dávky, přičemž procenta variací kolem střední hodnoty se vynásobí násobením. A centrální limitní věta pak znamená, že superpozice těchto malých náhodných efektů má tendenci být Gaussovým zákonem , který má za následek lognormální zákon v těchto logaritmických souřadnicích.
Můžeme tedy očekávat, že se setkáme s takovým log-normálním zákonem, který řídí velké množství biologických jevů. V tomto případě má experimentální křivka distribuční funkce (procento subjektů vykazujících účinek jako funkce dávky) tendenci sledovat funkci pravidelné distribuce, která se ve Weibullově diagramu jeví jako přímka . Pro experimentátora skutečnost, že jeho experimentální body jsou srovnány v takovém diagramu, znamená, že pro studovaný dávkový interval je reakce organismů homogenní; a tuto odpověď lze jednoduše popsat „experimentální linií“.
Skutečnost, že výsledek experimentu lze dobře popsat přímkou, je důležitá. Na praktické úrovni to znamená, že experimentátor může s dostatečnou aproximací předpovědět očekávaný výsledek pro interpolovanou nebo extrapolovanou dávku ve srovnání s jeho experimentálními daty. Na druhou stranu, od okamžiku, kdy předpokládáme, že zákon je skutečně logaritmický, linie představující nejlepší aproximaci umožňuje do značné míry vyhladit experimentální výsledky. Ale v teoretické rovině především skutečnost, že jsme našli linii, znamená, že lognormální zákon účinně vystihuje podstatu jevu, to znamená, že díky velkému počtu náhodných a nezávislých individuálních faktorů se každý mění maximální přípustnou dávku o určité procento; tato složitá metabolická funkce má v homogenní povaze v intervalu, ve kterém jsou body zarovnány. Mimo tento interval, pokud převládající mechanismus již není stejný, nebude již respektováno zarovnání: dojde k přerušení svahu nebo distribuce může zcela přestat být normální. Jakmile již není čára přímá, jev již není stejný - například příliš silná dávka může způsobit zvracení subjektu a vést k menší úmrtnosti než správně nastavená dávka ...
V intervalu, kde je experimentální přímka uspokojivá aproximace, je možné tuto přímku charakterizovat dvěma parametry: sklonem a bodem na konvenčním počátku. Pokud jde o původ, z důvodů statistické reprezentativnosti se používá hodnota 50%, nikoli 0%, 5%, 95% nebo 100%. Gaussova křivka je skutečně „plochá“ směrem k 50%, což znamená, že vzorek je reprezentativnější, když je prahová hodnota překročena na 50%, protože kolem této hodnoty je nejistota hodnot zjištěná. Nejnižší sledovaná procenta, proto naměřená hodnota je nejspolehlivější.
Naopak sklon křivky obvykle není uveden. Sklon odpovídá citlivosti na změny ve vztahu k LD50: pokud tuto dávku zdvojnásobím, bude úmrtnost spíše 55% (slabý sklon) nebo spíše 95% (silný sklon)? Problém je v tom, že tento sklon je silně určen extrémními experimentálními body, které odpovídají několika procentům obětí pro nízké hodnoty a několika procentům přežití pro vysoké hodnoty. Ale tyto experimentální body jsou přesně ty, u nichž je nejistota nejsilnější; proto je nejistota na svahu přímky mnohem větší než nejistota na střední hodnotě. Získaná hodnota není obecně příliš spolehlivá.
Kromě toho je tato hodnota obecně nedůležitá: při znalosti LD50 se nesnažíme vědět, jaká je variace účinku v závislosti na dávce, ale jaké jsou přípustné limity. S výjimkou velmi specifických případů není sklon křivky ani příliš strmý, ani příliš plochý; a kvalitativně to stačí vědět, že desetinásobek LD50 povede ke smrti prakticky všech testovaných osob, zatímco jedno procento této LD50 bude s největší pravděpodobností bez pozorovatelných účinků. Právě tato odchylka od LD50 umožňuje například vypočítat terapeutický index .
Koncept smrtelné dávky 50 vynalezl JW Trevan v roce 1927 a umožňuje klasifikovat všechny produkty podle krátkodobé a střednědobé nebezpečnosti.
OECD učinil LD 50 oficiálním testu (vodítkem pro 401 testů) v roce 1981 . V roce 1987 snížil na 20 místo 30 minimální počet zvířat, které musí zkušební vzorek obsahovat. V roce 2001 schválila tři nové metody, jejichž cílem je nahradit LD 50 a způsobit menší utrpení zvířat .
Pokyn 401 byl nakonec zrušen OECD, 17. prosince 2002.
LD 50 je vyjádřena v jednotkové hmotnosti látky na tělesnou hmotnost, to znamená v g / kg.
Příklad: Množství 3 200 mg toxického produktu s LD 50 40 mg / kg by teoreticky způsobilo smrt poloviny lidí vážících 80 kg.
LD 50 umožňuje měřit toxicitu látky a stanovit třídy toxicity .
|
|
Obecně platí, že čím nižší je LD 50 , tím je látka toxičtější. Opak je také pravdou: čím vyšší je LD 50 , tím nižší je toxicita.
Zde, pro indikaci, LD 50 běžných produktů (testováno na krysách orálně):
Rozsah hodnot LD 50 je velmi široký. Botulotoxin, jako nejtoxičtější známá látka, má hodnotu LD 50 1 ng / kg, zatímco netoxická látka voda má hodnotu LD 50 vyšší než 90 g / kg. To je rozdíl asi 1 ze 100 miliard neboli 11 řádů. Stejně jako u všech naměřených hodnot, které se liší o několik řádů, je doporučeno logaritmické znázornění. Známými příklady jsou indikace síly zemětřesení pomocí Richterovy stupnice , hodnota pH , jako měřítko kyselého nebo zásaditého charakteru vodného roztoku nebo hlasitosti v decibelech . V tomto případě uvažujeme záporný logaritmus hodnot LD 50 , který je normalizován v kg na kg tělesné hmotnosti.
- log DL50 (kg/kg) = valeurZjištěnou bezrozměrnou hodnotu lze zadat do stupnice toxinů. Voda, jako nejdůležitější látka, má hodnotu 1 v měřítku takto získaných toxinů.
Vystavení toku ionizujícího záření ve velkých dávkách způsobuje toxický účinek. Dávka 4 Gray pro dospělého odpovídá LD 50 .
Toxická látka se obecně podává zvířatům rozděleným do několika skupin, a to ve zvyšujících se dávkách dostatečných k dosažení procentní úmrtnosti v rozmezí od 0 do 100%.
Účinek látky je obecně nepřímo úměrný hmotnosti zvířete, kterému je podávána, a proto se smrtelná dávka 50 měří v g / kg.
Obecně platí, že pokud je okamžitá toxicita podobná u všech druhů zvířat, je pravděpodobné, že bude podobná iu lidí. Pokud se hodnoty LD 50 u různých druhů zvířat liší, je třeba při odhadu pravděpodobné smrtelné dávky u lidí provést přibližné stanovení a předpoklady.
Používá se k měření veškeré toxicity látky, měření prováděných prostřednictvím kvalitativních studií (neměřitelné) a kvantitativních (měřitelné včetně LD 50 ).
LD 50 je často používán jako výchozí bod pro studie toxicity, protože poskytuje minimální znalostí identifikací příznaky z intoxikace a toxické dávky.
Mělo by se přesto uvažovat s opatrností, protože se často jedná o předběžnou studii (první analýzu), kterou může ovlivnit několik faktorů, jako jsou druhy zvířat , pohlaví , věk , denní doba atd. U každého z testovaných subjektů je možné měřit určitý počet biologických parametrů ( krevní tlak , glykemie , stresové indexy atd.), Aby bylo možné následně ( post hoc ) porovnat skupinu citlivých subjektů a skupinu rezistentních subjektů; jeden má tedy představu o faktorech odolnosti vůči toxicitě uvažovaného produktu.
Hodnota LD 50 má však omezenou hodnotu, protože se týká pouze úmrtnosti, proto se objevují hodnoty, jako je IC 50 .
Existují i jiné metody studie toxicity, jako jsou zkoušky podráždění kůže a poleptání očí , které jsou obvykle součástí toxikologického hodnoticího programu.
LD 50 je jedním ze dvou údajů použitých k měření patogenity zárodku. Druhým údajem je minimální infekční dávka ( IMD ).
Pokud se jedná o inhalovanou látku, mluvíme o smrtelné koncentraci 50 (LC 50 nebo CLt 50 ), abychom vyjádřili koncentraci toxické látky ve vzduchu a způsobili smrt 50% zvířat. LC 50 je vyjádřena v mg min m -3 .
Na stejném modelu, mluvíme o IC 50 (nebo (ICT 50 ), který měří tzv polo-zneschopňující dávku, do které je 50% z exponované populace je paralyzován nebo omráčeného.
Někdy také mluvíme o: