LD50

ЛД₅₀, LD₅₀ (абревіатура від англ. Lethal Dose, 50% — смертельна доза 50 %) — це доза певного подразника (токсину, радіації чи патогену), яка потрібна для того, щоб вбити половину членів піддослідної популяції за певний термін. LD₅₀ часто використовують як загальний індикатор токсичності речовини. Тест був створений J. W. Trevan у 1927 році.^[1]

Термін напівлетальна доза іноді використовується в цьому ж значенні, але зазвичай уникається через свою неоднозначність. LD₅₀ зазвичай визначається за допомогою тестування на тваринах.

Величина LD₅₀ має також дотичне поняття LC₅₀ англ. lethal concentration, 50% — смертельної концентрації, що призводить до загибелі аналогічного відсотка піддослідних.

Термінологія

ЛД₅₀ зазвичай виражається як маса речовини на одиницю маси піддослідного примірника, зазвичай у міліграмах речовини на кілограм маси тіла, але іноді в нанограмах (наприклад, для ботуліну), мікрограмах або грамах (застосовне до парацетамолу) на кілограм маси тіла, залежно від токсичності речовини. Таким чином, це дозволяє порівняти відносну токсичність різних речовин для тварин різних розмірів (хоча токсичність не завжди залежить тільки від співвідношення з масою тіла).

Вибір для орієнтиру 50%-ї смертності дозволяє уникнути можливих неоднозначностей і спростити умови проведення експерименту. Таким чином це означає, що ЛД₅₀ не є смертельною дозою для всіх особин: смерть деяких може бути викликана значно меншою дозою, тоді як інші виживуть за дозування значно вищого від ЛД₅₀.

Летальна доза часто залежить від способу введення; так, більшість речовин менш токсичні, коли вводяться орально, ніж внутрішньовенно. У зв'язку з цим ЛД₅₀ часто зазначається зі способом введення в організм.

Відносні величини ЛД_50/30 або ЛД_50/60 використовуються як дозування, яке знищить половину популяції за 30 або 60 днів відповідно (застосовне до випромінювань).

LCt₅₀ — порівняльні вимірювання, які показують співвідношення смертельної дози до маси тіла, де C — концентрація, а t — час; зазвичай виражається в мг·хв/м³. LCt₅₀ — доза, яка призведе до сильних залишкових пошкоджень швидше, ніж до смерті. Такі вимірювання часто використовуються, щоб визначити дієвість бойових отруйних речовин. Ідея концентрації-часу вперше була висунута Фріцем Габером і іноді називається «Законом Габера», який допускає, що вплив протягом 1 хвилини 100 мг речовини на 1 м² шкіри дорівнює впливу 10 мг речовини на 1 м² шкіри протягом 10 хвилин.

Деякі хімікати, як ціанистий водень, швидко знешкоджуються людським тілом, і до них незастосовний закон Габера. У таких випадках смертельна доза може бути дана як просто ЛК₅₀ і супроводжуватися тривалістю впливу. У паспорті безпеки хімічної продукції часто використовується саме цей тип запису, навіть якщо до речовини застосовний закон Габера.

Для хвороботворних мікроорганізмів також є міра — середня інфекційна доза. ВД₅₀ — число мікроорганізмів на особину, потрібне для зараження 50 % примірників (наприклад, 1200 мікроорганізмів на людину, орально). Через складність підрахунку фактичної кількості мікроорганізмів ВД може бути виражена в термінах біологічного аналізу. В біологічній зброї інфекційне дозування — кількість інфекційних доз за хвилину на кубічний метр (наприклад, ICt = 100 ВД₅₀×1 хв/1 м³).

Обмеження

Як міра токсичності ЛД₅₀ дещо ненадійна, результати можуть значно відрізнятися в зв'язку з такими факторами, як генетичні відмінності видів випробовуваних тварин і спосіб уведення.

Через великі видові відмінності між видами, те, що є відносно безпечним для пацюків цілком може бути надзвичайно токсичним для людини (пор. Токсичність парацетамолу^[ru]), і навпаки (шоколад нешкідливий для людини, але токсичний для багатьох тварин). Коли тестується отрута отруйних істот, наприклад змій, результати ЛД₅₀ можуть ввести в оману через фізіологічні відмінності між мишами, пацюками і людьми. Багато отруйних змій пристосовані до мишей, і їхня отрута може бути адаптована спеціально для винищення мишей, тоді як мангусти можуть бути виключно стійкі до отруєння.

Приклади

Речовина	Тварина, спосіб приймання	ЛД50, г/кг	Джерело
Вода	Пацюк, орально	>90	[2]
Сахароза	Пацюк, орально	29,7
Глутамат натрію	Пацюк, орально	16,6	[3]
Вітамін C (L-Аскорбінова кислота)	Пацюк, орально	11,9	[4]
Ціанурова кислота	Пацюк, орально	7,7
Сульфід кадмію	Пацюк, орально	7,08	[5]
Етанол	Пацюк, орально	7,06
Натрію ізопропіл метилфосфонат (IMPA, метаболіт зарину)	Пацюк, орально	6,86	[6]
Меламін	Пацюк, орально	6
Ціанурат меламіну	Пацюк, орально	4,1
Молібдат натрію	Пацюк, орально	4
Сіль кухонна	Пацюк, орально	3	[7]
Парацетамол (ацетамінофен)	Пацюк, орально	1,944
Тетрагідроканабінол (ТГК)	Пацюк, орально	1,270
Металічний миш'як	Пацюк, орально	0,763
Хлорид алкілбензилдиметиламонію	Пацюк, орально	0,3045	[8]
Кумарин (з китайського коричника та інших рослин)	Пацюк, орально	0,293
Ацетилсаліцилова кислота (Аспірин)	Пацюк, орально	0,2
Кофеїн	Пацюк, орально	0,192	[9]
Сульфід арсену(III)	Пацюк, орально	0,185	[10]
Нітрит натрію	Пацюк, орально	0,18
Бісопролол	Миша, орально	0,1
Хлорид кобальту(II)	Пацюк, орально	0,08
Оксид кадмію	Пацюк, орально	0,072
Флуорид натрію	Пацюк, орально	0,052
Нікотин	Пацюк, орально Миша, орально	0,05 0,0033	[11]
Пентаборан	Людина, орально	<0,05
Капсаїцин	Миша, орально	0,0472	[12]
Хлорид ртуті(II)	Пацюк, трансдермально	0,041
Діетиламід d-лізергінової кислоти (ЛСД)	Пацюк, внутрішньовенно	0,0165
Оксид арсену (III)	Пацюк, орально	0,014
Металічний миш'як	Пацюк, внутрішньочеревно	0,013
Ціанид натрію	Пацюк, орально	0,0064
Синильна кислота (ціановодень)	Миша, перорально	0,0035
Білий фосфор	Пацюк, орально	0,00303	[13]
Ендрин	Людина, аерозоль, інгаляція	0,002
Стрихнін	Людина, орально	0,001
Кантаридин	Людина, орально	0,0005
Афлатоксин B1	Пацюк, орально	0,00048	[14]
Отрута бразильського павука-солдата	Пацюк, підшкірно	0,000134
α-Аманітин	Людина, орально	0,0001
Отрута тайпана Маккоя	Пацюк, підшкірно	0,000025
Рицин	Пацюк, підшкірно Пацюк, орально	0,000022 0,02	[15]
2,3,7,8-Тетрахлородибензодіоксин	Пацюк, орально	0,00002	[16]
Зарин	Миша, підшкірна ін'єкція	0,0000172	[17]
VX	Людина, орально, інгаляція, підшкірно	0,0000023	[18]
Батрахотоксин (з отрути дереволазів)	Людина, підшкірна ін'єкція	0,000002	[19]
Сакситоксин	Людина, орально	0,0000002
Майтотоксин	Миша, ректально	0,00000013	[20]
Полоній	Людина, інгаляція	0,00000001
Ботулотоксин (Ботокс)	Людина, орально, ін'єкція, інгаляція	0,000000001	[21]
Протактиній	Людина, орально, інгаляція	0,000000000015

Визначення значень ЛД50

ЛД₅₀ (поряд з ЛД_10, ЛД_16, ЛД₈₄ тощо) визначається методом:

• пробіт-аналізу^[ru] в ході дослідження «гострої» токсичності тобто за одноразового уведення досліджуваної речовини, зазвичай, дрібним гризунам^[22].
• статистично: зазвичай проводиться у випадках дослідження отруєння людей.

Шкала отрут

Простий розрахунок -log LD₅₀ кг/кг дає значення для шкали отрут.^[23]

Примітки

1. What is an LD50 and LC50. Архів оригіналу за 26 червня 2015. Процитовано 5 березня 2013.
2. Material Safety Data Sheet Water MSDS. Section 11: Toxicological Information for the LD₅₀ verification. Архів оригіналу за 2 вересня 2012. Процитовано 3 березня 2014. [Архівовано 2012-09-02 у Wayback Machine.]
3. Walker R., Lupien J. R. The safety evaluation of monosodium glutamate : [англ.] // Journal of Nutrition^[en] : journal. — 2000. — Vol. 130, № 4S Suppl (квітень). — С. 1049S—52S. — PMID 10736380.
4. Safety (MSDS) data for ascorbic acid. Oxford University. 9 жовтня 2005. Архів оригіналу за 9 лютого 2007. Процитовано 21 лютого 2007. [Архівовано 2007-02-09 у Archive.is]
5. Advanced Search — Alfa Aesar — A Johnson Matthey Company (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 24 липня 2015. Процитовано 3 березня 2014. [Архівовано 2015-07-24 у Wayback Machine.]
6. Mecler, Francis J. (May 1981). Mammalian Toxological Evaluation of DIMP and DCBP (Phase 3 - IMPA) (PDF) (вид. Final report). Litton Bionetics, Inc. Архів оригіналу за 27 березня 2020. Процитовано 8 лютого 2020. The oral LD50 values for the test material, IMPA, were 7650 and 6070 mg/kg for male and female rats, respectively.
7. Safety (MSDS) data for sodium chloride. Архів оригіналу за 30 жовтня 2007. Процитовано 3 березня 2014. [Архівовано 2007-10-30 у Wayback Machine.]
8. Frank T. Sanders, ред. (August 2006). Reregistration Eligibility Decision for Alkyl Dimethyl Benzyl Ammonium Chloride (ADBAC) (PDF). U.S. Environmental Protection Agency Office of Prevention, Pesticides, and Toxic Substances. с. 114. Архів оригіналу (PDF) за 24 жовтня 2009. Процитовано 31 березня 2009.
9. Safety (MSDS) data for caffeine. Архів оригіналу за 16 жовтня 2007. Процитовано 3 березня 2014. [Архівовано 2007-10-16 у Wayback Machine.]
10. MATERIAL SAFETY DATA SHEET - Spent Metal Catalyst (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 28 вересня 2011. [Архівовано 2011-09-28 у Wayback Machine.]
11. Safety (MSDS) data for nicotine. Архів оригіналу за 15 жовтня 2007. Процитовано 3 березня 2014. [Архівовано 2007-10-15 у Wayback Machine.]
12. Capsaicin Material Safety Data Sheet. sciencelab.com. 2007. Архів оригіналу (PDF) за 29 вересня 2007. Процитовано 13 липня 2007. [Архівовано 2007-09-29 у Wayback Machine.]
13. Hexachloroethane (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 30 червня 2006. Процитовано 3 січня 2014.
14. Safety (MSDS) data for aflatoxin B1. Архів оригіналу за 23 квітня 2012. Процитовано 3 березня 2014. [Архівовано 2012-04-23 у Wayback Machine.]
15. Ricin (from Ricinus communis) as undesirable substances in animal feed. Архів оригіналу за 18 грудня 2014. Процитовано 8 лютого 2020.
16. U.S. National Toxicology Program acute toxicity studies for Dioxin (2,3,7,8-TCDD). Архів оригіналу за 12 вересня 2014. Процитовано 3 березня 2014.
17. Histochemical Demonstration of Calcium Accumulation in Muscle Fibres after Experimental Organophosphate Poisoning. Архів оригіналу за 27 вересня 2016. Процитовано 3 березня 2014.
18. Toxicity of the Organophosphate Chemical Warfare Agents GA, GB, and VX: Implications for Public Protection. Архів оригіналу за 4 грудня 2008. Процитовано 14 лютого 2010. [Архівовано 2008-12-04 у Wayback Machine.]
19. Brief Review of Natural Nonprotein Neurotoxins. Архів оригіналу за 4 січня 2013. Процитовано 8 лютого 2020.
20. Yokoyama, Akihiro; Murata, Michio; Oshima, Yasukatsu; Iwashita, Takashi; Yasumoto, Takeshi. Some Chemical Properties of Maitotoxin, a Putative Calcium Channel Agonist Isolated from a MarineDinoflagellate : [англ.] // J. Biochem.^[en] : journal. — 1988. — Vol. 104, № 2. — С. 184—187. — PMID 3182760.
21. Fleming, Diane O.; Hunt, Debra Long. Biological Safety: principles and practices : [англ.]. — Washington, DC : ASM Press^[en], 2000. — С. 267. — ISBN 1-55581-180-9.
22. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. Под ред. Р. У. Хабриева. 2-е изд. — Москва: Медицина, 2005. — 832 с. — ISBN 5-225-04219-8
23. Strey, Karsten. Die Gifte-Skala. Chemie in Unserer Zeit, 2019, Vol. 53, p. 386-399. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ciuz.201900828 [Архівовано 17 лютого 2021 у Wayback Machine.]

Див. також

• Клас небезпеки
• Гранично допустима концентрація
• Терапевтичний індекс
• ЕД50
• IC50
• EC50
• Крива доза-ефект
• Хімічна зброя