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 ред.

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 ЛД50/30 або ЛД50/60 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 ред.

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 ред.

РечовинаТварина, спосіб прийманняЛД50, г/кгДжерело
ВодаПацюк, орально>90[2]
СахарозаПацюк, орально29,7
Глутамат натріюПацюк, орально16,6[3]
Вітамін C (L-Аскорбінова кислота)Пацюк, орально11,9[4]
Ціанурова кислотаПацюк, орально7,7
Сульфід кадміюПацюк, орально7,08[5]
ЕтанолПацюк, орально7,06
Натрію ізопропіл метилфосфонат (IMPA, метаболіт зарину)Пацюк, орально6,86[6]
МеламінПацюк, орально6
Ціанурат меламінуПацюк, орально4,1
Молібдат натріюПацюк, орально4
Сіль кухоннаПацюк, орально3[7]
Парацетамол (ацетамінофен)Пацюк, орально1,944
Тетрагідроканабінол (ТГК)Пацюк, орально1,270
Металічний миш'якПацюк, орально0,763
Хлорид алкілбензилдиметиламоніюПацюк, орально0,3045[8]
Кумарин (з китайського коричника та інших рослин)Пацюк, орально0,293
Ацетилсаліцилова кислота (Аспірин)Пацюк, орально0,2
КофеїнПацюк, орально0,192[9]
Сульфід арсену (III)Пацюк, орально0,185[10]
Нітрит натріюПацюк, орально0,18
БісопрололМиша, орально0,1
Хлорид кобальту (II)Пацюк, орально0,08
Оксид кадміюПацюк, орально0,072
Флуорид натріюПацюк, орально0,052
НікотинПацюк, орально
Миша, орально
0,05
0,0033
[11]
ПентаборанЛюдина, орально<0,05
КапсаїцинМиша, орально0,0472[12]
Хлорид ртуті (II)Пацюк, трансдермально0,041
Діетиламід d-лізергінової кислоти (ЛСД)Пацюк, внутрішньовенно0,0165
Оксид арсену (III)Пацюк, орально0,014
Металічний миш'якПацюк, внутрішньочеревно0,013
Ціанид натріюПацюк, орально0,0064
Синильна кислота (ціановодень)Миша, перорально0,0035
Білий фосфорПацюк, орально0,00303[13]
ЕндринЛюдина, аерозоль, інгаляція0,002
СтрихнінЛюдина, орально0,001
КантаридинЛюдина, орально0,0005
Афлатоксин B1Пацюк, орально0,00048[14]
Отрута бразильського павука-солдатаПацюк, підшкірно0,000134
α-АманітинЛюдина, орально0,0001
Отрута тайпана МаккояПацюк, підшкірно0,000025
РицинПацюк, підшкірно
Пацюк, орально
0,000022
0,02
[15]
2,3,7,8-ТетрахлородибензодіоксинПацюк, орально0,00002[16]
ЗаринМиша, підшкірна ін'єкція0,0000172[17]
VXЛюдина, орально, інгаляція, підшкірно0,0000023[18]
Батрахотоксин (з отрути дереволазів)Людина, підшкірна ін'єкція0,000002[19]
СакситоксинЛюдина, орально0,0000002
МайтотоксинМиша, ректально0,00000013[20]
ПолонійЛюдина, інгаляція0,00000001
Ботулотоксин (Ботокс)Людина, орально, ін'єкція, інгаляція0,000000001[21]
ПротактинійЛюдина, орально, інгаляція0,000000000015

Визначення значень ЛД50 ред.

ЛД50 (поряд з ЛД10, ЛД16, 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 ред.

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

Примітки ред.

  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.
  3. Walker R., Lupien J. R. The safety evaluation of monosodium glutamate : [англ.] // Journal of Nutrition[en] : journal. — 2000. — Vol. 130, № 4S Suppl (April). — 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.
  5. Advanced Search — Alfa Aesar — A Johnson Matthey Company (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 24 липня 2015. Процитовано 3 березня 2014.
  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.
  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.
  10. MATERIAL SAFETY DATA SHEET - Spent Metal Catalyst (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 28 вересня 2011.
  11. Safety (MSDS) data for nicotine. Архів оригіналу за 15 жовтня 2007. Процитовано 3 березня 2014.
  12. Capsaicin Material Safety Data Sheet. sciencelab.com. 2007. Архів оригіналу (PDF) за 29 вересня 2007. Процитовано 13 липня 2007.
  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.
  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.
  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 ред.