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 Gy

Escala de veneno

Lethal dosis LD 50 -valores en una escala logarítmica

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

Otras medidas de toxicidad

Medidas relacionadas

Referencias

enlaces externos