Dosis letal media
En toxicología, la dosis letal mediana, LD50 (abreviatura de "dosis letal, 50%"), LC50 (concentración letal, 50%) o LCt50 es una unidad tóxica que mide la dosis de una toxina, radiación o patógeno. El valor de LD50 para una sustancia es la dosis requerida para matar a la mitad de los miembros de una población analizada después de una duración de prueba específica. Las cifras de LD50 se utilizan con frecuencia como indicador general de la toxicidad aguda de una sustancia. Una LD50 más baja es indicativa de una mayor toxicidad.
La prueba fue creada por J.W. Trevan en 1927. El término dosis semiletal se usa ocasionalmente en el mismo sentido, en particular con traducciones de texto en idiomas extranjeros, pero también puede referirse a una dosis subletal. La LD50 generalmente se determina mediante pruebas en animales como ratones de laboratorio. En 2011, la Administración de Drogas y Alimentos de EE. UU. aprobó métodos alternativos a LD50 para probar el fármaco cosmético Botox sin pruebas en animales.
Convenios
La LD50 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 (apto para paracetamol) por kilogramo. Plantearlo 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 medio ambiente, como vapores venenosos o sustancias en el agua que son tóxicas para los peces, se utiliza la concentración en el medio ambiente (por metro cúbico o por litro), dando un valor de LC50. 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 LD50 no es la dosis letal para todos los sujetos; algunos pueden ser asesinados por mucho menos, mientras que otros sobreviven a dosis muy superiores a la LD50. Medidas como "LD1" y "LD99" (dosis requerida para matar el 1% o el 99%, respectivamente, de la población de prueba) se usan ocasionalmente para fines 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 LD50 a menudo se califican con el modo de administración, por ejemplo, "LD50 i.v."
Las cantidades relacionadas LD50/30 o LD50/60 se utilizan para referirse a una dosis que, sin tratamiento, será letal para el 50 % de la población dentro de (respectivamente) 30 o 60 días. Estas medidas se usan más comúnmente dentro de la física de la salud de la radiación, ya que la supervivencia más allá de los 60 días generalmente da como resultado la recuperación.
Una medida comparable es LCt50, que se relaciona con la dosis letal de la exposición, donde C es la concentración y t es el tiempo. A menudo se expresa en términos de mg-min/m3. ICt50 es la dosis que causará incapacidad en lugar de muerte. Estas medidas se usan comúnmente para indicar la eficacia comparativa de los agentes de guerra química, y las dosis generalmente se califican por las tasas de respiración (p. ej., en reposo = 10 l/min) para la inhalación o el grado de penetración de la ropa en la piel. El concepto de Ct fue propuesto por primera vez por Fritz Haber y, en ocasiones, se denomina ley de Haber, que supone que la exposición a 1 minuto de 100 mg/m3 equivale a 10 minutos de 10 mg/m3 (1 × 100 = 100, al igual que 10 × 10 = 100).
Algunos productos químicos, como el cianuro de hidrógeno, son desintoxicados rápidamente por el cuerpo humano y no siguen la ley de Haber. Entonces, en estos casos, la concentración letal se puede dar simplemente como LC50 y calificada por una duración de exposición (por ejemplo, 10 minutos). Las hojas de datos de seguridad de materiales para sustancias tóxicas usan con frecuencia esta forma del término, incluso si la sustancia sigue la ley de Haber.
Para los organismos causantes de enfermedades, también existe una medida conocida como dosis y dosis infectiva media. La dosis infectiva mediana (ID50) es el número de organismos recibidos por una persona o animal de prueba calificado por la vía de administración (p. ej., 1200 org/hombre por vía oral). Debido a las dificultades para contar organismos reales en una dosis, las dosis infecciosas pueden expresarse en términos de análisis biológico, como el número de LD50s para algún 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., ICt50 es 100 dosis medias - min/m3).
Limitación
Como medida de toxicidad, LD50 es poco fiable y los resultados pueden variar mucho entre las instalaciones de prueba debido a factores tales como las características genéticas de la población de muestra, las especies animales analizadas, los factores ambientales y el modo de administracion
También puede haber una amplia variabilidad entre especies; lo que es relativamente seguro para las ratas puede muy bien ser extremadamente tóxico para los humanos (cf. toxicidad del paracetamol), y viceversa. Por ejemplo, se sabe que el chocolate, comparativamente inofensivo para los humanos, es tóxico para muchos animales. Cuando se utiliza para probar veneno de criaturas venenosas, como serpientes, los resultados de LD50 pueden ser engañosos debido a las diferencias fisiológicas entre ratones, ratas y humanos. Muchas serpientes venenosas son depredadores especializados de 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 LD50 pueden o no tener la misma relación con todas las especies de mamíferos, como los humanos, etc.
Ejemplos
Nota: Comparar sustancias (especialmente fármacos) entre sí por LD50 puede ser engañoso en muchos casos debido (en parte) a las diferencias en la dosis efectiva (ED50). Por lo tanto, es más útil comparar dichas sustancias por índice terapéutico, que es simplemente la proporción de LD50 a ED50.
Los siguientes ejemplos se enumeran en referencia a los valores LD50, en orden descendente y acompañados de valores LC50, {entre paréntesis}, cuando corresponda.
| Sustancia | Animal, ruta | LD50 {LC}50} | LD50g/kg {LC}50G/L estándar | Referencia |
|---|---|---|---|---|
| Agua (agua)H2O) | rata, oral | ■90.000 mg/kg | ■90 | |
| Sucrosa (azúcar estable) | rata, oral | 29.700 mg/kg | 29.7 | |
| Corn Syrup | rata, oral | 25,800 mg/kg | 25.8 | |
| Glucose (azúcar de sangre) | rata, oral | 25,800 mg/kg | 25.8 | |
| Monosodium glutamato (MSG) | rata, oral | 16.600 mg/kg | 16.6 | |
| Stevioside (de stevia) | ratones y ratas, orales | 15.000 mg/kg | 15 | |
| Gasolina (petrol) | rata | 14,063 mg/kg | 14.0 | |
| Vitamina C (ácido ascórbico) | rata, oral | 11.900 mg/kg | 11.9 | |
| Glyphosate (sal isopropilamina de) | rata, oral | 10.537 mg/kg | 10.537 | |
| Lactosa (azúcar de leche) | rata, oral | 10.000 mg/kg | 10 | |
| Aspartame | ratones, orales | 10.000 mg/kg | 10 | |
| UreaOC(NH)2)2) | rata, oral | 8.471 mg/kg | 8.471 | |
| Ácido cianuric | rata, oral | 7.700 mg/kg | 7.7 | |
| Sulfuro de cadmio (CdS) | rata, oral | 7,080 mg/kg | 7.08 | |
| Ethanol.CH3CH2Oh.) | rata, oral | 7,060 mg/kg | 7.06 | |
| Ácido metilfosfónico de sodio isopropilo (IMPA, metabolito de sarina) | rata, oral | 6.860 mg/kg | 6.86 | |
| Melamina | rata, oral | 6.000 mg/kg | 6 | |
| Taurine | rata, oral | 5.000 mg/kg | 5 | |
| Melamine cyanurate | rata, oral | 4.100 mg/kg | 4.1 | |
| Fructosa (azúcar de fruta) | rata, oral | 4.000 mg/kg | 4 | |
| Molibdato de sodioNa2MoO4) | rata, oral | 4.000 mg/kg | 4 | |
| Cloruro de sodio (sala estable) | rata, oral | 3.000 mg/kg | 3 | |
| Paracetamol (acetaminofeno) | rata, oral | 1,944 mg/kg | 1.944 | |
| Delta-9-tetrahidrocannabinol (THC) | rata, oral | 1.270 mg/kg | 1.27 | |
| Cannabidiol (CBD) | rata, oral | 980 mg/kg | 0.98 | |
| MetanolCH3Oh.) | humanos, orales | 810 mg/kg | 0.81 | |
| Arsenic (As) | rata, oral | 763 mg/kg | 0,763 | |
| Ibuprofen | rata, oral | 636 mg/kg | 0.636 | |
| FormaldehídoCH2O) | rata, oral | 600 a 800 mg/kg | 0.6 | |
| Solanina (alcaloides principales en las varias plantas Solanaceae entre ellos Solanum tuberosum) | rata, oral (2,8 mg/kg humano, oral) | 590 mg/kg | 0,590 | |
| Alkyl dimethyl benzalkonium chloride (ADBAC) | rata, oral pescado, inmersión invertebrados acuáticos, inmersión | 304,5 mg/kg {0,28 mg/L} {0.059 mg/L} | 0.3045 {0.00028} {0.000059} | |
| Coumarin (benzopyrone, de Cinnamomum aromaticum y otras plantas) | rata, oral | 293 mg/kg | 0.293 | |
| Psilocybin (de setas mágicas) | ratón, oral | 280 mg/kg | 0,280 | |
| Ácido clorhídrico (HCl) | rata, oral | 238–277 mg/kg | 0,238 | |
| Ketamine | rata, intraperitoneal | 229 mg/kg | 0.229 | |
| Aspirina (ácido acetilalicílico) | rata, oral | 200 mg/kg | 0.2 | |
| Caffeine | rata, oral | 192 mg/kg | 0.192 | |
| Trisulfido arsénico (AsS3) | rata, oral | 185–6,400 mg/kg | 0,185–6.4 | |
| Nitrito de sodioNano2) | rata, oral | 180 mg/kg | 0.18 | |
| Metilenodioxymethamphetamine (MDMA, éxtasis) | rata, oral | 160 mg/kg | 0.18 | |
| Dihidrato de acetato de uranio (UO2(CH)3COO)2) | ratón, oral | 136 mg/kg | 0.136 | |
| Dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT) | ratón, oral | 135 mg/kg | 0.135 | |
| Uranio (U) | ratones, orales | 114 mg/kg (estimado) | 0.114 | |
| Bisoprolol | ratón, oral | 100 mg/kg | 0.1 | |
| Cocaine | ratón, oral | 96 mg/kg | 0,096 | |
| Cobalto(II) cloruro (CoCl2) | rata, oral | 80 mg/kg | 0,08 | |
| Óxido de cadmio (CdO) | rata, oral | 72 mg/kg | 0,072 | |
| Sodio tiopental (utilizado en inyección letal) | rata, oral | 64 mg/kg | 0,064 | |
| Demeton-S-metil | rata, oral | 60 mg/kg | 0,060 | |
| Methamphetamine | rata, intraperitoneal | 57 mg/kg | 0,057 | |
| Fluoruro de sodio (NaF) | rata, oral | 52 mg/kg | 0,052 | |
| Nicotina | ratón y rata, oral
humanos, fumando | 50 mg/kg | 0,05 | |
| Pentaborane | humanos, orales | 50 mg/kg | 0,05 | |
| Capsaicin | ratón, oral | 47.2 mg/kg | 0,0472 | |
| Vitamina D3 (cholecalciferol) | rata, oral | 37 mg/kg | 0,037 | |
| Piperidina (de pimienta negra) | rata, oral | 30 mg/kg | 0,030 | |
| Heroína (diamorfina) | mouse, intravenous | 21.8 mg/kg | 0,0218 | |
| Mortilamida de ácido lisérgico (LSD) | rata, intravenosa | 16,5 mg/kg | 0,0165 | |
| Trióxido de arsénicoAs2O3) | rata, oral | 14 mg/kg | 0,014 | |
| Arsénico metálico (As) | rata, intraperitoneal | 13 mg/kg | 0,013 | |
| Sodium cyanide (NaCN) | rata, oral | 6.4 mg/kg | 0,0064 | |
| Clorotoxina (CTX, de escorpiones) | ratones | 4.3 mg/kg | 0,0043 | |
| cianuro de hidrógeno (HCN) | ratón, oral | 3,7 mg/kg | 0,0037 | |
| Carfentanil | rata, intravenosa | 3.39 mg/kg | 0,00339 | |
| Nicotina (desde varios Solanaceae) | ratones, orales | 3.3 mg/kg | 0,0033 | |
| Fósforo blanco (P) | rata, oral | 3.03 mg/kg | 0,00303 | |
| Strychnine (de Strychnos nux-vomica) | humanos, orales | 1–2 mg/kg (estimado) | 0,001–0.002 | |
| Mercurio(II) cloruro (HgCl2) | rata, oral | 1 mg/kg | 0,001 | |
| Nicotina | humanos, orales | 0,8 mg/kg (estimado) | 0,0008 | |
| Cantharidin (de escarabajos de ampollas) | humanos, orales | 500 μg/kg | 0,0005 | |
| Aflatoxina B1 Aspergillus flavus molde) | rata, oral | 480 μg/kg | 0,00048 | |
| Plutonio (Pu) | perro, intravenoso | 320 μg/kg | 0,00032 | |
| Amatoxin (de Amanita phalloides hongos) | rata | 300-700 μg/kg | 0,0007 | |
| Bufotoxin (de Bufo toads) | gato, intravenoso | 300 μg/kg | 0,0003 | |
| Caesium-137137 Cs) | mouse, parenteral | 21.5 μCi/g | 0,000245 | |
| Fluoaciato de sodioCH2FCOONa) | rata, oral | 220 μg/kg | 0,00022 | |
| Trifluoruro de cloro (ClF)3) | ratón, absorción a través de la piel | 178 μg/kg | 0,000178 | |
| Sarin | ratón, inyección subcutánea | 172 μg/kg | 0,000172 | |
| Robustoxina (de la araña de 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 | |
| Venom de la araña andante brasileña | rata, subcutánea | 134 μg/kg | 0,000134 | |
| Aconitina (de Aconitum napellus y especies conexas) | rata, intravenosa | 80 μg/kg | 0,000080 | |
| DimethylmercuryHg(CH)3)2) | humanos, transdérmicos | 50 μg/kg | 0,000050 | |
| TBPO (t-Butyl-bicyclophosphate) | mouse, intravenous | 36 μg/kg | 0,000036 | |
| Fentanyl | mono | 30 μg/kg | 0,00003 | |
| Venom of the Inland Taipan (Australian serpiente) | rata, subcutánea | 25 μg/kg | 0,000025 | |
| Ricin (de la planta de aceite de fundición) | rata, intraperitoneal rata, oral | 22 μg/kg 20 a 30 mg/kg | 0,000022 0,02 | |
| 2,3,7,8-Tetrachlorodibenzodioxin (TCDD, in Agent Orange) | rata, oral | 20 μg/kg | 0,00002 | |
| Tetrodotoxina del pulpo de cuerda azul | intravenosa | 8,2 μg/kg | 0,0000082 | |
| CrTX-A Carybdea rastonii caja medusa venom) | cangrejo, intraperitoneal | 5 μg/kg | 0,000005 | |
| Latrotoxina (del veneno de araña viuda) | ratones | 4.3 μg/kg | 0,0000043 | |
| Epibatidina (de Epipedobates anthonyi rana venenosa | mouse, intravenous | 1.46-13.98 μg/kg | 0,00000146 | |
| Batracotoxina (de la rana del dardo venenoso) | inyección humana, subcutánea | 2–7 μg/kg (estimado) | 0,000002 | |
| Abrin (del rosario pea) | ratones, intravenosamente
humanos, inhalación humanos, orales | 0,7 μg/kg
3.3 μg/kg 10–1000 μg/kg | 0,0000007
0,0000033 0,00001–0.001 | |
| Saxitoxina (de ciertos dinoflagelados marinos) | humano, intravenosa
humanos, orales | 0,6 μg/kg
5,7 μg/kg | 0,0000006
0,0000057 | |
| Pacific Ciguatoxin-1 (de peces iguatéricos) | ratones, intraperitoneal | 250 ng/kg | 0,00000025 | |
| Palytoxina (de Palythoa coral) | mouse, intravenous | 45 ng/kg
2.3 a 31,5 μg/kg | 0,000045
0,0000023 | |
| Maitotoxina (de peces iguatéricos) | mouse, intraperitoneal | 50 ng/kg | 0,00005 | |
| Polonium-210210 Po) | humanos, inhalación | 10 ng/kg (estimado) | 0,00000001 | |
| Diphtheria toxin (de Corynebacterium) | ratones | 10 ng/kg | 0,00000001 | |
| Shiga toxin (de Shigella bacterias) | ratones | 2 ng/kg | 0,000002 | |
| Tetanospasmin (de Clostridium tetani) | ratones | 2 ng/kg | 0,000002 | |
| Botulinum toxin (desde Clostridium botulinum) | humanos, orales, inyección, inhalación | 1 ng/kg (estimado) | 0,000001 | |
| Radiación ionizante | humanos, irradiación | 5 Gy (Gray) | — |
Escala de veneno
Los valores de LD50 tienen un rango muy amplio. La toxina botulínica como sustancia más tóxica conocida tiene un valor LD50 de 1 ng/kg, mientras que la sustancia menos tóxica, el agua, tiene un valor LD50 de más de 90 g/kg. Esa es una diferencia de aproximadamente 1 en 100 mil millones u 11 órdenes de magnitud. Como 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 de la sonoridad en decibelios. En este caso, el logaritmo decimal negativo de los valores LD50, que está estandarizado en kg por kg de peso corporal, se considera −log10(LD50).
El valor adimensional encontrado se puede ingresar en una escala de toxinas. El agua como sustancia de referencia es claramente 1 en la escala logarítmica negativa de toxinas.
Preocupaciones por los derechos de los animales
Los grupos de derechos y bienestar de los animales, como Animal Rights International, han hecho campaña contra las pruebas LD50 en animales. Varios países, incluido el Reino Unido, han tomado medidas para prohibir la prueba oral LD50, y la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE) abolió el requisito de la prueba oral en 2001 (ver Directrices de prueba 401, Trends in Pharmacological Sciences Vol 22, 22 de febrero de 2001).
Contenido relacionado
Proceso exotérmico
Cloranfenicol
Medicina personalizada