Dosis letal media - Median lethal dose
En toxicología , la dosis letal mediana , LD 50 (abreviatura de " dosis letal , 50%"), LC 50 (concentración letal, 50%) o LCt 50 es una medida de la dosis letal de una toxina , radiación o patógeno . El valor de LD 50 para una sustancia es la dosis necesaria para matar la mitad de los miembros de una población sometida a prueba después de una duración de ensayo especificadas. Las cifras de LD 50 se utilizan con frecuencia como indicador general de la toxicidad aguda de una sustancia . Un LD 50 más bajo es indicativo de una mayor toxicidad.
La prueba fue creada por JW Trevan en 1927. El término dosis semiletal se usa ocasionalmente en el mismo sentido, en particular con traducciones de textos en idiomas extranjeros, pero también puede referirse a una dosis subletal. LD 50 es generalmente determinada por pruebas en animales tales como ratones de laboratorio . En 2011, la Administración de Drogas y Alimentos de EE. UU . Aprobó métodos alternativos al LD 50 para probar el medicamento cosmético Botox sin pruebas en animales.
Convenciones
El LD 50 generalmente se expresa como la masa de sustancia administrada por unidad de masa del sujeto de prueba, generalmente como miligramos de sustancia por kilogramo de masa corporal, a veces también se expresa como nanogramos (adecuado para botulinum ), microgramos o gramos (adecuado para paracetamol ) por kilogramo. Expresarlo de esta manera permite comparar la toxicidad relativa de diferentes sustancias y normaliza la variación en el tamaño de los animales expuestos (aunque la toxicidad no siempre se escala simplemente con la masa corporal). Para sustancias en el ambiente, como vapores venenosos o sustancias en el agua que son tóxicas para los peces, se utiliza la concentración en el ambiente (por metro cúbico o por litro), dando un valor de LC 50 . Pero en este caso, el tiempo de exposición es importante (ver más abajo).
La elección del 50% de letalidad como punto de referencia evita la posibilidad de ambigüedad de realizar mediciones en los extremos y reduce la cantidad de pruebas necesarias. Sin embargo, esto también significa que LD 50 no es la dosis letal para todos los sujetos; algunos pueden morir por mucho menos, mientras que otros sobreviven a dosis mucho más altas que la DL 50 . Medidas como "LD 1 " y "LD 99 " (dosis requerida para matar el 1% o el 99%, respectivamente, de la población de prueba) se usan ocasionalmente para propósitos específicos.
La dosis letal a menudo varía según el método de administración ; por ejemplo, muchas sustancias son menos tóxicas cuando se administran por vía oral que cuando se administran por vía intravenosa . Por esta razón, las cifras de LD 50 a menudo se califican con el modo de administración, por ejemplo, "LD 50 iv".
Las cantidades relacionadas LD 50 /30 o LD 50 /60 están usa para referirse a una dosis que sin tratamiento será letal para el 50% de la población dentro de los (respectivamente) de 30 o 60 días. Estas medidas se utilizan con más frecuencia dentro de la física de la salud radiológica , ya que la supervivencia más allá de los 60 días generalmente resulta en recuperación.
Una medida comparable es LCt 50 , que se relaciona con la dosis letal por exposición, donde C es la concentración yt es el tiempo. A menudo se expresa en términos de mg-min / m 3 . ICt 50 es la dosis que causará incapacidad en lugar de la muerte. Estas medidas se usan comúnmente para indicar la eficacia comparativa de los agentes de guerra química , y las dosis se califican típicamente por las tasas de respiración (por ejemplo, en reposo = 10 l / min) para la inhalación, o el grado de la ropa para la penetración de la piel. El concepto de Ct fue propuesto por primera vez por Fritz Haber y a veces se lo denomina ley de Haber , que asume que la exposición a 1 minuto de 100 mg / m 3 es equivalente a 10 minutos de 10 mg / m 3 (1 × 100 = 100, al igual que 10 × 10 = 100).
Algunas sustancias químicas, como el cianuro de hidrógeno , son desintoxicadas rápidamente por el cuerpo humano y no siguen la ley de Haber. Por lo tanto, en estos casos, la concentración letal puede darse simplemente como LC 50 y calificarse por una duración de exposición (por ejemplo, 10 minutos). Las hojas de datos de seguridad de materiales para sustancias tóxicas utilizan con frecuencia esta forma del término, incluso si la sustancia sigue la ley de Haber.
Para los organismos que causan enfermedades, también existe una medida conocida como dosis y dosis infecciosas medianas. La dosis infecciosa mediana (ID 50 ) es el número de organismos recibidos por una persona o animal de prueba calificado por la vía de administración (por ejemplo, 1200 org / hombre por oral). Debido a las dificultades en el conteo de organismos reales en una dosis, dosis infectivas se pueden expresar en términos de ensayo biológico, tales como el número de LD 50 'S a un animal de prueba. En la guerra biológica, la dosis infecciosa es el número de dosis infecciosas por metro cúbico de aire multiplicado por el número de minutos de exposición (p. Ej., ICt 50 es 100 dosis medias - min / m 3 ).
Limitación
Como medida de toxicidad, el LD 50 es algo poco confiable y los resultados pueden variar mucho entre las instalaciones de prueba debido a factores como las características genéticas de la población de muestra, las especies animales probadas, los factores ambientales y el modo de administración.
También puede haber una gran variabilidad entre especies; lo que es relativamente seguro para las ratas puede muy bien ser extremadamente tóxico para los seres humanos ( véase la toxicidad del paracetamol ) y viceversa. Por ejemplo, se sabe que el chocolate, comparativamente inofensivo para los humanos, es tóxico para muchos animales . Cuando se usa para probar el veneno de criaturas venenosas, como las serpientes , los resultados de LD 50 pueden ser engañosos debido a las diferencias fisiológicas entre ratones, ratas y humanos. Muchas serpientes venenosas son depredadores especializados en ratones, y su veneno puede adaptarse específicamente para incapacitar a los ratones; y las mangostas pueden ser excepcionalmente resistentes. Si bien la mayoría de los mamíferos tienen una fisiología muy similar, los resultados de LD 50 pueden o no tener igual relación con todas las especies de mamíferos, como los humanos, etc.
Ejemplos de
Nota: La comparación de sustancias (especialmente medicamentos) entre sí por LD 50 puede ser engañosa en muchos casos debido (en parte) a diferencias en la dosis efectiva (DE 50 ). Por lo tanto, es más útil comparar dichas sustancias por índice terapéutico , que es simplemente la proporción de LD 50 a ED 50 .
Los siguientes ejemplos se enumeran en referencia a los valores de LD 50 , en orden descendente, y se acompañan de los valores de LC 50 , {entre corchetes}, cuando corresponde.
Sustancia | Animal, ruta | LD 50 {LC 50 } |
LD 50 : g / kg {LC 50 : g / L} estandarizado |
Referencia |
---|---|---|---|---|
Agua | rata, oral | 90.000 mg / kg | 90 | |
Sacarosa (azúcar de mesa) | rata, oral | 29.700 mg / kg | 29,7 | |
Glucosa (azúcar en sangre) | rata, oral | 25.800 mg / kg | 25,8 | |
Glutamato monosódico (MSG) | rata, oral | 16.600 mg / kg | 16.6 | |
Esteviósido (de stevia ) | ratones y ratas, oral | 15.000 mg / kg | 15 | |
Gasolina (gasolina) | rata | 14.063 mg / kg | 14.0 | |
Vitamina C (ácido ascórbico) | rata, oral | 11,900 mg / kg | 11,9 | |
Glifosato (sal de isopropilamina) | rata, oral | 10,537 mg / kg | 10.537 | |
Lactosa (azúcar de la leche) | rata, oral | 10,000 mg / kg | 10 | |
Aspartamo | ratones, oral | 10,000 mg / kg | 10 | |
Urea | rata, oral | 8.471 mg / kg | 8.471 | |
Ácido cianúrico | rata, oral | 7.700 mg / kg | 7.7 | |
Sulfuro de cadmio | rata, oral | 7.080 mg / kg | 7.08 | |
Etanol (alcohol de grano) | rata, oral | 7.060 mg / kg | 7.06 | |
Ácido isopropil metilfosfónico de sodio (IMPA, metabolito del sarín ) | rata, oral | 6860 mg / kg | 6,86 | |
Melamina | rata, oral | 6.000 mg / kg | 6 | |
Taurina | rata, oral | 5,000 mg / kg | 5 | |
Cianurato de melamina | rata, oral | 4.100 mg / kg | 4.1 | |
Fructosa (azúcar de frutas) | rata, oral | 4.000 mg / kg | 4 | |
Molibdato de sodio | rata, oral | 4.000 mg / kg | 4 | |
Cloruro de sodio (sal de mesa) | rata, oral | 3000 mg / kg | 3 | |
Paracetamol (acetaminofén) | rata, oral | 1.944 mg / kg | 1.944 | |
Delta-9-tetrahidrocannabinol (THC) | rata, oral | 1270 mg / kg | 1,27 | |
Cannabidiol (CBD) | rata, oral | 980 mg / kg | 0,98 | |
Metanol | humano, oral | 810 mg / kg | 0,81 | |
Arsénico | rata, oral | 763 mg / kg | 0,763 | |
Ibuprofeno | rata, oral | 636 mg / kg | 0,636 | |
Formaldehído | rata, oral | 600–800 mg / kg | 0,6 | |
Solanina (alcaloide principal en varias plantas de Solanaceae entre ellas Solanum tuberosum ) | rata, oral (2,8 mg / kg humano, oral) | 590 mg / kg | 0.590 | |
Cloruro de alquildimetilbenzalconio (ADBAC) | rata, pescado oral , invertebrados acuáticos de inmersión, inmersión |
304,5 mg / kg {0,28 mg / L} {0,059 mg / L} |
0.3045 {0.00028} {0.000059} |
|
Cumarina ( benzopirona , de Cinnamomum aromaticum y otras plantas) | rata, oral | 293 mg / kg | 0,293 | |
Psilocibina (de hongos mágicos ) | ratón, oral | 280 mg / kg | 0,280 | |
Ácido clorhídrico | rata, oral | 238 a 277 mg / kg | 0,238 | |
Ketamina | rata, intraperitoneal | 229 mg / kg | 0,229 | |
Aspirina (ácido acetilsalicílico) | rata, oral | 200 mg / kg | 0,2 | |
Cafeína | rata, oral | 192 mg / kg | 0,192 | |
Trisulfuro de arsénico | rata, oral | 185–6,400 mg / kg | 0,185–6,4 | |
Nitrito de sodio | rata, oral | 180 mg / kg | 0,18 | |
Metilendioximetanfetamina (MDMA, éxtasis) | rata, oral | 160 mg / kg | 0,18 | |
Acetato de uranilo dihidrato | ratón, oral | 136 mg / kg | 0,136 | |
Diclorodifeniltricloroetano (DDT) | ratón, oral | 135 mg / kg | 0,135 | |
Uranio | ratones, oral | 114 mg / kg (estimado) | 0,114 | |
Bisoprolol | ratón, oral | 100 mg / kg | 0,1 | |
Cocaína | ratón, oral | 96 mg / kg | 0,096 | |
Cloruro de cobalto (II) | rata, oral | 80 mg / kg | 0,08 | |
Óxido de cadmio | rata, oral | 72 mg / kg | 0,072 | |
Tiopental sódico (utilizado en inyección letal ) | rata, oral | 64 mg / kg | 0,064 | |
Demeton-S-metilo | rata, oral | 60 mg / kg | 0,060 | |
Metanfetamina | rata, intraperitoneal | 57 mg / kg | 0,057 | |
Fluoruro de sodio | rata, oral | 52 mg / kg | 0.052 | |
Nicotina | ratón y rata, oral
humano, fumando |
50 mg / kg | 0,05 | |
Pentaborano | humano, oral | 50 mg / kg | 0,05 | |
Capsaicina | ratón, oral | 47,2 mg / kg | 0.0472 | |
Vitamina D3 (colecalciferol) | rata, oral | 37 mg / kg | 0,037 | |
Piperidina (de pimienta negra ) | rata, oral | 30 mg / kg | 0,030 | |
Heroína (diamorfina) | ratón, intravenoso | 21,8 mg / kg | 0.0218 | |
Dietilamida del ácido lisérgico (LSD) | rata, intravenoso | 16,5 mg / kg | 0.0165 | |
Trióxido de arsénico | rata, oral | 14 mg / kg | 0,014 | |
Arsénico metálico | rata, intraperitoneal | 13 mg / kg | 0,013 | |
Cianuro de sodio | rata, oral | 6,4 mg / kg | 0,0064 | |
Clorotoxina (CTX, de escorpiones ) | ratones | 4,3 mg / kg | 0,0043 | |
Cianuro de hidrógeno | ratón, oral | 3,7 mg / kg | 0,0037 | |
Carfentanilo | rata, intravenoso | 3,39 mg / kg | 0,00339 | |
Nicotina (de varios géneros de solanáceas ) | ratones, oral | 3,3 mg / kg | 0,0033 | |
Fósforo blanco | rata, oral | 3,03 mg / kg | 0,00303 | |
Estricnina (de Strychnos nux-vomica ) | humano, oral | 1-2 mg / kg (estimado) | 0,001–0,002 | |
Cloruro de mercurio (II) | rata, oral | 1 mg / kg | 0,001 | |
Nicotina | humano, oral | 0,8 mg / kg (estimado) | 0,0008 | |
Cantaridina (de escarabajos ampolla ) | humano, oral | 500 μg / kg | 0,0005 | |
Aflatoxina B1 (del moho Aspergillus flavus ) | rata, oral | 480 μg / kg | 0,00048 | |
Plutonio | perro, intravenoso | 320 μg / kg | 0,00032 | |
Amatoxina (de los hongos Amanita phalloides ) | rata | 300-700 μg / kg | 0,0007 | |
Bufotoxina (de los sapos de Bufo ) | gato, intravenoso | 300 μg / kg | 0,0003 | |
Cesio-137 | ratón, parenternal | 21,5 μCi / g | 0,000245 | |
Fluoroacetato de sodio | rata, oral | 220 μg / kg | 0,00022 | |
Sarín | ratón, inyección subcutánea | 172 μg / kg | 0,000172 | |
Robustoxina (de la araña de tela en embudo de Sydney ) | ratones | 150 μg / kg | 0,000150 | |
VX | humano, oral, inhalación, absorción a través de la piel / ojos | 140 μg / kg (estimado) | 0,00014 | |
Veneno de la araña errante brasileña | rata, subcutánea | 134 μg / kg | 0,000134 | |
Aconitina (de Aconitum napellus y especies relacionadas) | rata, intravenoso | 80 μg / kg | 0,000080 | |
Dimetilmercurio | humano, transdérmico | 50 μg / kg | 0,000050 | |
TBPO (t-butil-biciclofosfato) | ratón, intravenoso | 36 μg / kg | 0,000036 | |
Fentanilo | mono | 30 μg / kg | 0,00003 | |
Veneno del Inland Taipan (serpiente australiana) | rata, subcutánea | 25 μg / kg | 0,000025 | |
Ricina (de la planta de aceite de ricino ) | rata, rata intraperitoneal , oral |
22 μg / kg 20-30 mg / kg |
0,000022 0,02 |
|
2,3,7,8-tetraclorodibenzodioxina (TCDD, en el Agente Naranja ) | rata, oral | 20 μg / kg | 0,00002 | |
Tetrodotoxina del pulpo de anillos azules | intravenoso | 8,2 μg / kg | 0,0000082 | |
CrTX-A (del veneno de medusa de caja Carybdea rastonii ) | cangrejos de río, intraperitoneal | 5 μg / kg | 0,000005 | |
Latrotoxina (del veneno de la araña viuda ) | ratones | 4,3 μg / kg | 0,0000043 | |
Epibatidina (de la rana dardo venenosa Epipedobates anthonyi ) | ratón, intravenoso | 1,46-13,98 μg / kg | 0,00000146 | |
Batracotoxina (de la rana dardo venenosa ) | inyección subcutánea humana | 2-7 μg / kg (estimado) | 0,000002 | |
Abrin (de rosary pea ) | ratones, por vía intravenosa
humano, inhalación humano, oral |
0,7 μg / kg
3,3 μg / kg 10 a 1000 μg / kg |
0,0000007
0,0000033 0,00001–0,001 |
|
Saxitoxina (de ciertos dinoflagelados marinos ) | humano, por vía intravenosa
humano, oral |
0,6 μg / kg
5,7 μg / kg |
0,0000006
0,0000057 |
|
Pacific Ciguatoxin -1 (de pescado ciguateric ) | ratones, intraperitoneal | 250 ng / kg | 0,00000025 | |
Palitoxina (del coral Palythoa ) | ratón, intravenoso | 45 ng / kg
2,3–31,5 μg / kg |
0,000000045
0,0000023 |
|
Maitotoxina (de pescado ciguaterico ) | ratón, intraperitoneal | 50 ng / kg | 0,00000005 | |
Polonio-210 | humano, inhalación | 10 ng / kg (estimado) | 0,00000001 | |
Toxina diftérica (de Corynebacterium ) | ratones | 10 ng / kg | 0,00000001 | |
Toxina Shiga (de la bacteria Shigella ) | ratones | 2 ng / kg | 0,000000002 | |
Tetanospasmina (de Clostridium tetani ) | ratones | 2 ng / kg | 0,000000002 | |
Toxina botulínica (de Clostridium botulinum ) | humana, oral, inyectable, por inhalación | 1 ng / kg (estimado) | 0,000000001 | |
Radiación ionizante | humano, irradiación | 5 Gy |
Escala de veneno
Los valores de LD 50 tienen un rango muy amplio. La toxina botulínica como sustancia más tóxica conocida tiene un valor de LD 50 de 1 ng / kg, mientras que la sustancia más no tóxica, el agua, tiene un valor de LD 50 de más de 90 g / kg. Esa es una diferencia de aproximadamente 1 en 100 mil millones u 11 órdenes de magnitud. Al igual que con todos los valores medidos que difieren en muchos órdenes de magnitud, se recomienda una vista logarítmica. Ejemplos bien conocidos son la indicación de la fuerza del terremoto utilizando la escala de Richter , el valor del pH , como medida del carácter ácido o básico de una solución acuosa o del volumen en decibelios . En este caso, el logaritmo decimal negativo de los valores de LD 50 , que está estandarizado en kg por kg de peso corporal, se considera −log 10 (LD 50 ) .
El valor adimensional encontrado se puede ingresar en una escala de toxinas. El agua como sustancia de referencia es claramente 1 en la escala de toxina logarítmica negativa.
Preocupaciones por los derechos de los animales
Grupos de defensa de los derechos de los animales y del bienestar de los animales , como Animal Rights International, han hecho campaña contra las pruebas de LD 50 en animales. Varios países, incluido el Reino Unido , han tomado medidas para prohibir el LD 50 oral , y la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE) abolió el requisito de la prueba oral en 2001 (consulte la Directriz de prueba 401, Trends in Pharmacological Sciences Vol. 22, 22 de febrero de 2001).
Ver también
- Pruebas en animales
- Método Reed-Muench
- La dosis produce el veneno ( latín : sola dosis facit venenum) , el adagio toxicológico de Paracelso que dice que grandes cantidades de cualquier sustancia es letal, como el agua.
Otras medidas de toxicidad
- IDLH
- Cierto factor de seguridad
- Índice terapéutico
- Índice de protección
- Procedimiento de dosis fija para estimar LD50
- Dosis tóxica mediana (TD50)
- Concentración tóxica más baja publicada (TCLo)
- Dosis letal más baja publicada (LDLo)
- EC 50 (concentración efectiva media máxima)
- IC 50 (la mitad de la concentración inhibitoria máxima)
- Prueba de Draize
- Valor límite indicativo
- Nivel sin efectos adversos observados (NOAEL)
- Nivel mínimo de efectos adversos observados (LOAEL)
- Procedimiento de subida y bajada
Medidas relacionadas
- Dosis de TCID 50 para cultivos de tejidos infecciosos
- Dosis infecciosa de huevo EID 50
- Dosis letal de huevo ELD 50
- Unidades formadoras de placa (pfu)
Referencias
enlaces externos
- Centro Canadiense de Salud y Seguridad Ocupacional
- Lipnick RL, Cotruvo JA, Hill RN, Bruce RD, Stitzel KA, Walker AP, et al. (Marzo de 1995). "Comparación de los procedimientos de toxicidad aguda de dosis fija, LD50 convencional y arriba y abajo". Toxicología alimentaria y química . 33 (3): 223–31. doi : 10.1016 / 0278-6915 (94) 00136-C . PMID 7896233 .