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Dosis letal media

En toxicología , la dosis letal media , LD 50 (abreviatura de " dosis letal , 50%"), LC 50 (concentración letal, 50%) o LCt 50 es una unidad tóxica que mide la dosis letal de una sustancia dada . [1] El valor de LD 50 para una sustancia es la dosis necesaria para matar a la mitad de los miembros de una población probada después de una duración de prueba especificada. Las cifras de LD 50 se utilizan con frecuencia como un indicador general de la toxicidad aguda de una sustancia . Una LD 50 más baja es indicativa de una mayor toxicidad.

El término LD 50 se atribuye generalmente a John William Trevan. [2] La prueba fue creada por JW Trevan en 1927. [3] El término dosis semiletal se utiliza ocasionalmente en el mismo sentido, en particular con traducciones de textos en idiomas extranjeros, pero también puede referirse a una dosis subletal. La LD 50 se determina generalmente mediante pruebas en animales, como ratones de laboratorio . En 2011, la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos aprobó métodos alternativos a la LD 50 para probar el medicamento cosmético Botox sin pruebas en animales. [4] [5]

Convenciones

La LD 50 se expresa habitualmente como la masa de sustancia administrada por unidad de masa del sujeto de prueba, normalmente como miligramos de sustancia por kilogramo de masa corporal, a veces también se expresa como nanogramos (adecuados para la toxina botulínica ), microgramos o gramos (adecuados para el paracetamol ) por kilogramo. Expresarlo de esta manera permite comparar la toxicidad relativa de diferentes sustancias y normalizar la variación en el tamaño de los animales expuestos (aunque la toxicidad no siempre se escala simplemente con la masa corporal). Para las sustancias en el medio ambiente, como los vapores venenosos o las sustancias en el agua que son tóxicas para los peces, se utiliza la concentración en el medio ambiente (por metro cúbico o por litro), lo que da un valor de LC 50 . Pero en este caso, el tiempo de exposición es importante (ver a continuación).

La elección de una letalidad del 50% como parámetro evita la posible ambigüedad de realizar mediciones en los extremos y reduce la cantidad de pruebas necesarias. Sin embargo, esto también significa que la LD 50 no es la dosis letal para todos los sujetos; algunos pueden morir con dosis mucho menores, mientras que otros sobreviven a dosis mucho más altas que la LD 50. En ocasiones se utilizan medidas como la "LD 1 " y la "LD 99 " (dosis necesaria para matar al 1% o al 99%, respectivamente, de la población de prueba) para fines específicos. [6]

La dosis letal varía a menudo 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 este motivo, las cifras de LD50 suelen estar condicionadas por el modo de administración, por ejemplo, "LD50 iv ".

Las magnitudes relacionadas LD50 / 30 o LD50 / 60 se utilizan para referirse a una dosis que, sin tratamiento, será letal para el 50% de la población en un plazo de 30 o 60 días (respectivamente). Estas medidas se utilizan más comúnmente en el ámbito de la física de la salud radiológica , en el caso de la radiación ionizante , ya que la supervivencia más allá de los 60 días suele dar como resultado la recuperación.

Una medida comparable es LCt 50 , 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/m 3 . ICt 50 es la dosis que causará incapacitación en lugar de la muerte. Estas medidas se utilizan 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 ropa para la penetración en la piel. El concepto de Ct fue propuesto por primera vez por Fritz Haber y a veces se lo conoce como la ley de Haber , que supone 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 indicarse simplemente como CL50 y calificarse por la duración de la 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 sí sigue la ley de Haber.

En el caso de los organismos que causan enfermedades, también existe una medida conocida como dosis y dosis infecciosas medias. La dosis infecciosa media (ID 50 ) es el número de organismos recibidos por una persona o un animal de prueba calificados por la vía de administración (p. ej., 1200 org/hombre por vía oral). Debido a las dificultades para contar los organismos reales en una dosis, las dosis infecciosas pueden expresarse en términos de ensayo biológico, como el número de LD 50 s 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., ICt 50 es 100 dosis medias - min/m 3 ).

Limitación

Como medida de toxicidad, la LD 50 es poco confiable y los resultados pueden variar mucho entre los centros de prueba debido a factores como las características genéticas de la población de muestra, las especies animales analizadas, los factores ambientales y el modo de administración. [7]

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 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 estar adaptado 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 la misma relación con todas las especies de mamíferos, como los humanos, etc.

Ejemplos

Nota: Comparar sustancias (especialmente fármacos) entre sí por LD 50 puede ser engañoso en muchos casos debido (en parte) a las diferencias en la dosis efectiva (ED 50 ). Por lo tanto, es más útil comparar dichas sustancias por el índice terapéutico , que es simplemente la relación entre LD 50 y ED 50 . [8]

Los siguientes ejemplos se enumeran en referencia a los valores LD 50 , en orden descendente, y acompañados de los valores LC 50 , {entre corchetes}, cuando corresponde.

Escala de veneno

Valores negativos del logaritmo decimal de la dosis letal media LD 50 ( −log 10 (LD 50 ) ) en una escala de toxicidad linealizada que abarca 11 órdenes de magnitud. El agua ocupa la posición de toxicidad más baja (1) mientras que la escala de toxicidad está dominada por la toxina botulínica (12). [107]

Los valores de LD 50 tienen un rango muy amplio. La toxina botulínica , como la sustancia más tóxica conocida, tiene un valor de LD 50 de 1 ng/kg, mientras que el agua, la sustancia menos tóxica, tiene un valor de LD 50 de más de 90 g/kg; 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, es aconsejable una visión logarítmica. Ejemplos bien conocidos son la indicación de la fuerza de un terremoto utilizando la escala de Richter , el valor de 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 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 introducir en una escala de toxinas. El agua como sustancia de referencia ocupa exactamente el 1 en la escala de toxinas logarítmica negativa.

Preocupaciones sobre los derechos de los animales

Los grupos de defensa de los derechos de los animales y de su bienestar , como Animal Rights International, [108] han hecho campaña contra las pruebas de LD 50 en animales. Varios países, incluido el Reino Unido , han tomado medidas para prohibir la LD 50 oral , y la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE) abolió el requisito de la prueba oral en 2001 (véase la Guía de Pruebas 401, Trends in Pharmacological Sciences Vol 22, 22 de febrero de 2001).

Procedimientos

Se han definido varios procedimientos para obtener la LD 50 . El primero fue el procedimiento "convencional" de 1927 de Trevan, que requiere 40 o más animales. El procedimiento de dosis fija , propuesto en 1984, estima un nivel de toxicidad mediante la alimentación en dosis definidas y la búsqueda de signos de toxicidad (sin requerir la muerte). [109] El procedimiento de arriba y abajo , propuesto en 1985, produce un valor de LD 50 al administrar la dosis a un solo animal a la vez. [110] [111]

Véase también

Otras medidas de toxicidad

Medidas relacionadas

Referencias

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