ЛД-50
ЛД50 (полусмертельная доза или полулетальная доза, также DL50 (от др.-греч. δόσις и лат. lētālis), также LD50 англ. lethal dose), также средняя смертельная доза — средняя доза вещества, вызывающая гибель половины членов испытуемой группы. Один из наиболее широко применяемых показателей опасности ядовитых и умеренно-токсичных веществ.
Летальной дозой ЛД50 или ЛД100 называют среднюю дозу вещества в миллиграммах на 1 килограмм живой массы, вызывающей гибель, соответственно, 50% или 100 % подопытных животных. Этот показатель используется при характеристике острой токсичности ядовитых веществ, а также при оценке степени токсичности химических или лекарственных препаратов.
Точное установление дозы пестицида, вызывающей известный эффект на отдельно взятом животном, насекомом или растении, невозможно, так как биологические объекты характеризуются различной индивидуальной чувствительностью к пестицидам. По этой причине на практике о токсичности судят по усредненной характеристике, чаще всего по дозам, вызывающим 50%-ный эффект — среднелетальным.
Классификация пестицидов по степени токсичности для теплокровных животных
В нашей стране применяется классификация по четырем основным группам:
- сильнодействующие вещества (чрезвычайно опасные) — ЛД50 менее 50 мг/кг (бромистый метил, зоокумарин, крысид, ратиндан, фосфид цинка). В настоящее время подавляющее большинство препаратов этой категории запрещено к применению, или их использование существенно ограничено и строго контролируется;
- высокотоксичные (ЛД50 50-200 мг/кг). Часть препаратов этой группы запрещена к применению, остальные используются в рамках строгих ограничений;
- среднетоксичные (умеренно токсичные) вещества — ЛД50 составляет 200-1000 мг/кг, применение разрешено с предосторожностями;
- малотоксичные (ЛД50 более 5000 мг/кг), использование разрешено.
В известной степени такая классификация носит условный характер, поскольку ядовитость пестицидов для животных и человека зависит как от абсолютного значения смертельных доз препарата, так и от других факторов. При определении степени токсичности вещества нужно учитывать его хроническую токсичность, пути поступления в организм, необратимость и обратимость воздействия, возможность накопления в организме животных и человека, а также ряд других условий, например, стабильность и токсичность продуктов метаболизма пестицида в животных и растительных клетках. На последнее надо обратить внимание еще и потому, что продукты метаболизма некоторых действующих веществ более ядовиты, чем исходные соединения. Так что при определении возможной опасности пестицида нужно не только определение значения ЛД50, но и изучение продуктов его метаболизма, вероятных генетических последствий от воздействия малых доз препаратов при широком применении их для обработки продовольственных культур.
Определение значений ЛД50
ЛД50 (наряду с ЛД10, ЛД16, ЛД84 и т. п.) определяется методом:
- пробит-анализа в ходе исследования «острой» токсичности то есть при однократном введении изучаемого вещества, обычно, мелким грызунам.
- статистически: обычно проводится в случаях исследования отравления людей.
При подборе пестицида и определении рационального способа его использования необходимо верно оценить возможные пути его проникновения в человеческий организм. Высокотоксичные вещества (ЛД50 до 50 мг/кг), которые способны проникать через дыхательные пути и кожу человека (резорбция), особенно опасны, в связи с чем при определении ЛД50 на подопытных животных исследуют токсичность как при введении препарата в желудочно-кишечный тракт, так и при ингаляции паров и нанесении его на кожу.
Примеры
Вещество | Животное, способ приёма | ЛД50, г/кг | Источник |
---|---|---|---|
Вода | Крыса, орально | >90 | [2] |
Сахароза | Крыса, орально | 29,7 | [3] |
Глутамат натрия | Крыса, орально | 16,6 | [4] |
Витамин C (L-Аскорбиновая кислота) | Крыса, орально | 11,9 | [5] |
Циануровая кислота | Крыса, орально | 7,7 | [6] |
Сульфид кадмия | Крыса, орально | 7,08 | [7] |
Этанол | Крыса, орально | 7,06 | [8] |
Натрия изопропил метилфосфонат (IMPA, метаболит зарина) | Крыса, орально | 6,86 | [9] |
Меламин | Крыса, орально | 6 | [6] |
Цианурат меламина | Крыса, орально | 4,1 | [6] |
Молибдат натрия | Крыса, орально | 4 | [10] |
Соль поваренная | Крыса, орально | 3 | [11] |
Парацетамол (ацетаминофен) | Крыса, орально | 1,944 | [12] |
Тетрагидроканнабинол (ТГК) | Крыса, орально | 1,270 | [13] |
Металлический мышьяк | Крыса, орально | 0,763 | [14] |
Хлорид алкилбензилдиметиламмония | Крыса, орально | 0,3045 | [15] |
Кумарин (из китайского коричника и других растений) | Крыса, орально | 0,293 | [16] |
Ацетилсалициловая кислота (Аспирин) | Крыса, орально | 0,2 | [17] |
Кофеин | Крыса, орально | 0,192 | [18] |
Сульфид мышьяка(III) | Крыса, орально | 0,185 | [19] |
Нитрит натрия | Крыса, орально | 0,18 | [20] |
Бисопролол | Мышь, орально | 0,1 | [21] |
Хлорид кобальта(II) | Крыса, орально | 0,08 | [22] |
Оксид кадмия | Крыса, орально | 0,072 | [23] |
Фторид натрия | Крыса, орально | 0,052 | [24] |
Никотин | Крыса, орально Мышь, орально | 0,05 0,0033 | [25] [26] |
Пентаборан | Человек, орально | <0,05 | [27] |
Капсаицин | Мышь, орально | 0,0472 | [28] |
Хлорид ртути(II) | Крыса, трансдермально | 0,041 | [29] |
Диэтиламид d-лизергиновой кислоты (ЛСД) | Крыса, внутривенно | 0,0165 | [30] |
Оксид мышьяка(III) | Крыса, орально | 0,014 | [31] |
Металлический мышьяк | Крыса, внутрибрюшинно | 0,013 | [32] |
Цианид натрия | Крыса, орально | 0,0064 | [33] |
Синильная кислота (циановодород) | Мышь, перорально | 0,0035 | |
Белый фосфор | Крыса, орально | 0,00303 | [34] |
Эндрин | Человек, аэрозоль, ингаляция | 0,002 | |
Стрихнин | Человек, орально | 0,001 | [35] |
Кантаридин | Человек, орально | 0,0005 | |
Афлатоксин B1 | Крыса, орально | 0,00048 | [36] |
Яд бразильского паука-солдата | Крыса, подкожно | 0,000134 | [37] |
α-Аманитин | Человек, орально | 0,0001 | [38] |
Яд тайпана Маккоя | Крыса, подкожно | 0,000025 | [39] |
Рицин | Крыса, подкожно Крыса, орально | 0,000022 0,02 | [40] |
2,3,7,8-Тетрахлородибензодиоксин | Крыса, орально | 0,00002 | [41] |
Зарин | Мышь, подкожная инъекция | 0,0000172 | [42] |
VX | Человек, орально, ингаляция, подкожно | 0,0000023 | [43] |
Батрахотоксин (из яда древолазов) | Человек, подкожная инъекция | 0,000002 | [44] |
Сакситоксин | Человек, орально | 0,0000002 | |
Майтотоксин | Мышь, ректально | 0,00000013 | [45] |
Полоний | Человек, ингаляция | 0,00000001 | [46] |
Ботулотоксин (Ботокс) | Человек, орально, инъекция, ингаляция | 0,000000001 | [47] |
Летальная Доза
В токсикологии медианная летальная доза, ЛД50 (сокращение от «летальная доза, 50%»), ЛК50 (летальная концентрация, 50%) или ЛКв50(LCt50) — это токсическая единица, которая измеряет летальную дозу данного вещества.
Тест был создан Джоном Уильямом Треваном в 1927 году. Термин «полулетальная доза» впервые упоминается в его работе «Ошибка определения токсичности», и иногда используется в том же значении, но может также относиться к сублетальной дозе. Из-за этой двусмысленности его обычно избегают. ЛД50 обычно определяется с помощью тестов на животных, таких как лабораторные мыши.
Джон Уильям Треван
(23 июля 1887 года в Бодмине, Корнуолл, королевство Великобритания — 13 октября 1956) — британский фармаколог. Треван представил концепцию смертельной дозы в 1927 году. Был избран членом Королевского общества в 1946 году.John William Trevan
сын Джона Уильяма Стоунмана Тревана и Бесси Бэббидж, родился 23 июля 1887 года в Бодмине , Англия. Его отец первоначально работал плотником, но начал карьеру предпринимателя в Плимуте . Джон Уильям был старшим из троих детей, хотя его брат и сестра умерли относительно рано. Как и его родители, Треван также принадлежал к культовому сообществу «Плимутские братья», которое, среди прочего, верит, что каждое слово Библии — истина. Он оставался религиозным на протяжении всей своей жизни, хотя в последующие годы его описывали как более терпимого. В 1916 году он женился на своей первой жене Иде Кэтлин Киз († 1937), от которой у него было три сына и две дочери. В 1939 году он женился на своей второй жене, Маргарет Ллевелин Смит. У этой пары были еще сын и две дочери.
Его научная подготовка началась в 15 лет, когда он получил различные стипендии. Он получил академическую степень бакалавра наук с отличием по физиологии в возрасте 21 года. Он выбрал карьеру в лаборатории. Во время Первой мировой войны был капитаном медицинского корпуса Королевской армии и в этом качестве находился в Каире и Салониках. В 1917 году его отозвали в Англию из-за эпидемии гриппа. После ухода из армии он работал, среди прочего, в исследовательских лабораториях Wellcome, директором которых был назначен в 1941 году.
Сертификат об избрании Дж.У.Тревана членом Британского Королевского общества.
Работа Тревана теперь считается, среди прочего, основой для биологического анализа. В своей статье «Ошибка определения токсичности» вводит такую терминологию, как летальная доза. Его исследования улучшили использование инсулина и он представил несколько устройств в лабораторных работах, таких как шприц-микрометр.
Фриц Габер
(9 декабря 1868, Бреслау, королевство Пруссия — 29 января 1934, Базель, Швейцария) — немецкий химик, агрохимик, «отец химического оружия», лауреат Нобелевской премии по химии (1918).
Fritz Haber на вручении Нобелевской премии.
Нобелевскую премию Габер получил за вклад в осуществление синтеза аммиака (процесс Габера), необходимого для производства удобрений и взрывчатки.
Также, совместно с Максом Борном он предложил цикл Борна — Габера как метод оценки энергии кристаллической решётки твёрдых веществ, образованных ионными связями. Габера также считают первым учёным, подчинившим научные исследования военным нуждам: он разработал методы применения хлора и других отравляющих газов во время Первой мировой войны, а в дальнейшем участвовал в создании боевых отравляющих веществ (под видом инсектицидов).
Родился в городе Бреслау (Пруссия, ныне Вроцлав, Польша) в одной из старейших в городе хасидских семей. Уже в зрелом возрасте (1892—1894) он отказался от иудаизма и принял христианство. Его отец был известным в городе коммерсантом, мать умерла во время родов.
С 1886 по 1891 год Габер учился в Гейдельбергском университете под руководством Роберта Бунзена, в Берлинском университете (ныне имени Гумбольдта) в группе Августа Вильгельма Гоффмана и в техническом колледже Шарлоттенбурга (ныне Берлинский технический университет) под руководством Карла Либермана.
В 1901 году Габер женился на Кларе Иммервар. Клара, тоже химик, была категорически против работ Габера в области химического оружия. Фриц же считал, что, как достойная немецкая жена, она должна оставить научную карьеру и заниматься исключительно семьёй. «Для меня женщины похожи на прекрасных бабочек: я восхищаюсь их расцветкой и блеском, но не более того», — говорил он. 2 мая 1915 года, после очередного спора с мужем, Клара совершила самоубийство в саду дома, где они жили в то время, выстрелив себе в сердце из его служебного револьвера. Из-за утерянных документов с точностью этого сказать нельзя, но, скорее всего, она приняла такое решение вследствие того, что Габер лично контролировал газовую атаку 22 апреля 1915 года. Женщина умерла не сразу, первым её обнаружил двенадцатилетний сын Герман, услышавший выстрел. В 1933 году Габер со своей второй женой Шарлоттой и двумя детьми покинул Германию и поселился в Англии, там же Шарлотта и дети остались жить после его смерти в 1934 году. Сын Габера от первого брака Герман (1902 года рождения) работал у отца и в Швейцарской высшей технической школе Цюриха вместе с Георгом Лангом, а затем начал собственную научную карьеру. Во время Второй мировой войны он эмигрировал в Соединённые Штаты и там в 1946 году покончил с собой, осознав беды, принесённые изобретённым отцом веществом «Циклон Б». По неподтвержденным данным, некоторые родственники Габера погибли в немецких лагерях смерти.
Процесс Габера — Боша и Нобелевская премия
Во время работы в университете Карлсруэ с 1894 по 1911 годы он и Карл Бош разработали процесс Габера, при котором аммиак образуется из водорода и атмосферного азота в условиях высоких температур (600 °С) и высокого давления (200 атм), а также в присутствии катализатора (осмий). В 1918 году за эту работу ему была присуждена Нобелевская премия по химии.
Процесс Габера — Боша стал важной вехой в промышленной химии, поскольку он сделал производство азотных удобрений, взрывчатых веществ и химического сырья независимым от природных месторождений, особенно от месторождений нитрата натрия (ископаемая чилийская селитра), для которого Чили являлся основным (и почти единственным) производителем. Внезапная доступность дешёвых азотных удобрений, как полагают, в XX веке предотвратила мальтузианскую опасность в индустриальных обществах Европы и Америки. Объёмы добычи нитратов в Чили упали с 2,5 млн т в 1925 году (на производстве работало 60000 человек, стоимость одной тонны сырья составляла $45) до 800 тыс. т, производимых 14133 рабочими и продаваемых по $19 за тонну в 1934 году.
Также Габер занимался реакциями горения, выделения золота из морской воды, адсорбционными эффектами, электрохимией и исследованиями свободных радикалов (Реакция Фентона). Большая часть его работ с 1911 по 1933 годы была выполнена в Институте физической химии и электрохимии Кайзера Вильгельма (ныне Институт им. Фрица Габера Научного общества им. Макса Планка) в квартале Далем в Берлине. Имя Фрица Габера институт получил в 1953 году.
Первая мировая война
Габер сыграл ключевую роль в развитии химического оружия во время Первой мировой войны. Вскоре после начала войны он возглавил химический отдел военного министерства. Часть его работы включала разработку противогазов с абсорбирующими фильтрами. Помимо того, что Габер руководил группами, разрабатывавшими применение хлора и других смертоносных газов окопной войны, он всегда был готов содействовать в их применении лично, несмотря на их запрет Гаагской декларацией (1899), под которой Германия поставила свою подпись. Под руководством Габера будущие нобелевские лауреаты Джеймс Франк, Густав Герц и Отто Ган принимали участие в организации газовой атаки во время Второй Битвы при Ипре 22 апреля 1915 года. Считается, что все воюющие страны пытались разработать методы получения отравляющих газов, пригодных для уничтожения противника, но немцам удалось это сделать первыми. Атака под Ипром уже в 1915 году была квалифицирована как военное преступление. В этой «газовой войне» Габер противостоял французскому химику, нобелевскому лауреату Виктору Гриньяру. Рассуждая о войне и мире, Габер как-то сказал: «В мирное время учёный принадлежит миру, но во время войны он принадлежит своей стране».
Габер был патриотом Германии и гордился своей помощью стране во время Первой мировой войны. За эту помощь кайзер присвоил учёному, не подлежавшему по возрасту военной службе, звание капитана. В своих работах по изучению эффектов, производимых отравляющими газами, Габер отметил, что воздействие их низких концентраций на человека в течение длительного времени всегда имеет тот же эффект, что и воздействие высоких концентраций в течение короткого времени — смерть. Он сформулировал простое математическое соотношение между концентрацией газа и необходимым временем воздействия. Это соотношение известно как правило Габера. Габер защищал химическое оружие от обвинений в том, что его применение негуманно, говоря, что смерть есть смерть, независимо от того, что является её причиной. В 1920-х годах учёные, работавшие в его институте, создали отравляющее вещество «Циклон Б» (на основе синильной кислоты, нанесённой на пористый инертный носитель). Впоследствии немецкие нацисты применяли «Циклон Б» для отравления узников в газовых камерах Освенцима и других лагерей смерти.
Критика
Коллеги и современные учёные часто критиковали (и критикуют) Габера за участие в разработке химического оружия, и оценки результатов его научной работы, направленной на разработку процессов получения взрывчатых и отравляющих веществ и способов их военного применения, неоднозначны. Однако суммарное производство удобрений на основе изобретённого им процесса синтеза аммиака составляет более ста миллионов тонн в год (2010), а продуктами, выращенными с применением этих удобрений, питается половина населения Земли.
Медианная летальная доза, ЛД50 (сокращение от «летальная доза, 50%»), ЛК50 (летальная концентрация, 50%) или ЛКв50 (летальная концентрация и время) токсина, радиации или патогена — это доза, необходимая для того, чтобы убить половину членов тестируемой популяции после определенной продолжительности теста. Показатели ЛД50 часто используются в качестве общего показателя острой токсичности вещества. Более низкое значение ЛД50 указывает на повышенную токсичность.
ЛД50 обычно выражается как масса вещества на единицу массы подопытного экземпляра, обычно в миллиграммах вещества на килограмм массы тела, но иногда в нанограммах (например, для ботулинического токсина, полония и его соединений), микрограммах (боевое отравляющее вещество VX, тетраэтилсвинец) или граммах (применимо к парацетамолу и метамизолу натрия) на килограмм массы тела, в зависимости от токсичности вещества. Таким образом, это позволяет сравнить относительную токсичность разных веществ для животных разных размеров, хотя токсичность не всегда зависит только от соотношения с массой тела. Например, шоколад, сравнительно безвредный для людей, как известно, токсичен для многих животных. При использовании для проверки яда ядовитых существ, таких как змеи, результаты ЛД50 могут быть обманчивыми из-за физиологических различий между мышами, крысами и людьми. Многие ядовитые змеи являются специализированными хищниками мышей, и их яд может быть специально адаптирован для того, чтобы выводить из строя мышей, а мангусты могут быть исключительно устойчивыми. Хотя большинство млекопитающих имеют очень похожую физиологию, результаты ЛД50 могут или не могут иметь одинаковое влияние на каждый вид млекопитающих, включая людей.
Выбор 50% летальности в качестве ориентира позволяет избежать возможной двусмысленности при проведении измерений в крайних случаях и сокращает количество требуемых испытаний. Однако это также означает, что ЛД50 не является смертельной дозой для всех субъектов; некоторые могут быть убиты гораздо меньшей дозой, в то время как другие выживают при дозах, намного превышающих ЛД50. Такие меры, как «ЛД1» и «ЛД99» (дозировка, необходимая для убийства 1% или 99% испытуемой популяции соответственно) иногда используются для определенных целей.
Летальная доза часто варьируется в зависимости от способа введения; например, многие вещества менее токсичны при пероральном введении, чем при внутривенном. По этой причине цифры ЛД50 часто квалифицируются с учетом способа введения, например, «ЛД50вв». Соответствующие величины ЛД50\30 или ЛД50\60 используются для обозначения дозы, которая без лечения будет смертельной для 50% испытуемой популяции в течение (соответственно) 30 или 60 дней. Эти меры чаще используются при измерении токсичности радиации, поскольку выживание свыше 60 дней обычно приводит к выздоровлению. Для веществ в окружающей среде, таких как ядовитые пары или вещества в воде, токсичные для рыб, используется концентрация в окружающей среде (на кубический метр или на литр), что дает значение ЛК50. Но в этом случае важно время воздействия. Сопоставимым измерением является ЛКв50, которая относится к летальной дозе от воздействия, где К — концентрация, а В — время. Она часто выражается в мг-мин/м³. ЛКв50 — это доза, которая вызовет недееспособность, а не смерть. Эти меры обычно используются для указания сравнительной эффективности боевых отравляющих веществ, а дозировки обычно квалифицируются по скорости дыхания (например, в состоянии покоя = 10 л/мин) для вдыхания или степени проникновения через кожу в одежду. Концепция Кв была впервые предложена Фрицем Габером и иногда упоминается как закон Габера, который предполагает, что воздействие 100 мг/м3 в течение 1 минуты эквивалентно 10 минутам 10 мг/м³ (1 × 100 = 100, как и 10 × 10 = 100). Некоторые химикаты, такие как цианистый водород, быстро детоксифицируются организмом человека и не подчиняются закону Габера. Поэтому в этих случаях летальная концентрация может быть указана просто как ЛК50 и квалифицирована по продолжительности воздействия (например, 10 минут). Паспорта безопасности материалов для токсичных веществ часто используют эту форму термина, даже если вещество подчиняется закону Габера.
Для болезнетворных организмов также существует мера, известная как медианная инфекционная доза и дозировка. Медианная инфекционная доза (ИД50) — это количество организмов, полученных человеком или подопытным животным, которое требуется для заражения 50 % экземпляров, определяемое путём введения (например, 1200 орг/человек, перорально). Из-за трудностей подсчёта реальных организмов в дозе инфекционные дозы могут быть выражены в терминах биологического анализа, например, как количество ЛД50 для некоторого подопытного животного. В биологической войне инфекционная доза — это количество инфекционных доз на кубический метр воздуха, умноженное на количество минут воздействия (например, ЛКв50 составляет 100 средних доз — мин/м³).
В фармакологии эффективная доза (ЭД) или эффективная концентрация (ЭК) — это доза или концентрация препарата, которая вызывает биологическую реакцию. Термин «эффективная доза» используется, когда измерения проводятся in vivo, в то время как «эффективная концентрация» используется, когда измерения проводятся in vitro. Любое вещество может быть токсичным в достаточно высокой дозе. Эта концепция была наглядно проиллюстрирована в 2007 году, когда женщина из Калифорнии умерла от водной интоксикации в конкурсе, одобренном радиостанцией. Граница между эффективностью и токсичностью зависит от конкретного пациента, хотя доза, вводимая врачом, должна попадать в заранее определенное терапевтическое окно препарата. Важность определения терапевтического диапазона препарата невозможно переоценить. Обычно это определяется диапазоном между минимальной эффективной дозой (МЭД) и максимально переносимой дозой (МПД). МЭД определяется как минимальный уровень дозы фармацевтического продукта, который обеспечивает клинически значимый ответ в средней эффективности, который также статистически значительно превосходит ответ, обеспечиваемый плацебо. Аналогично, МПД является максимально возможным, но все еще переносимым уровнем дозы в отношении заранее определенной клинической ограничивающей токсичности. В целом, эти пределы относятся к средней популяции пациентов. В случаях, когда существует большая разница между МЭД и МПД, утверждается, что препарат имеет большое терапевтическое окно. И наоборот, если диапазон относительно невелик или если МЭД меньше МПД, то фармацевтический продукт будет иметь небольшую или никакую практическую ценность.
Медианная токсическая доза ТД50(TD50) препарата или токсина — это доза, при которой проявления токсичности возникают в 50% случаев. Тип токсичности должен быть указан, чтобы это значение имело смысл для практических целей. Медианная токсическая доза охватывает категорию токсичности, которая больше половины максимальной эффективной дозы (ЭД50), но меньше медианной летальной дозы (ЛД50). Однако для некоторых сильнодействующих токсинов (например, ботулотоксина) разница между ЛД50 и ТД50 настолько мала, что присвоенные им значения могут быть приближены к равным дозам. Поскольку токсичность не обязательно должна быть летальной, ТД50, как правило, ниже медианной летальной дозы (ЛД50), и последняя может считаться верхней границей для первой. Однако, поскольку токсичность превышает эффективный предел, ТД50, как правило, больше ЭД50. Если результатом исследования является токсический эффект, который не приводит к смерти, он классифицируется как эта форма токсичности. Токсические эффекты могут быть определены по-разному, иногда считая терапевтический эффект вещества токсичным (например, в случае с химиотерапевтическими препаратами), что может привести к путанице и разногласиям относительно ТД50 вещества.
ТДмин(TDLo) в токсикологии наименьшая опубликованная токсическая доза (Toxic Dose Low, TDLo) — это наименьшая доза на единицу веса тела (обычно указывается в миллиграммах на килограмм) вещества, которое, как известно, вызывает признаки токсичности у определенного вида животных. При указании TDLo обычно указываются конкретный вид и способ введения (например, проглатывание, вдыхание, внутривенное введение). TDLo отличается от LD50, которая является дозой, вызывающей смерть у 50% подопытных, подвергшихся воздействию или употребивших вещество.
ЛДмин(LDLo) — это наименьшее опубликованное количество препарата, которое может вызвать смерть у данного вида животных в контролируемых условиях. Дозировка указывается на единицу веса тела (обычно указывается в миллиграммах на килограмм) вещества, которое, как известно, привело к летальному исходу у определенного вида. При указании ЛДмин обычно указываются конкретный вид и способ введения (например, проглатывание, вдыхание, внутривенное введение).
УНВОЭ(NOAEL) — это уровень воздействия на организм какого-либо химического вещества, обнаруженный в ходе эксперимента или наблюдения, при котором не происходит биологически или статистически значимого увеличения частоты или тяжести каких-либо неблагоприятных эффектов тестируемого вещества. В частности, в токсикологии — это самая высокая протестированная доза или концентрация вещества (т. е. препарата или химиката) или агента (например, радиации), при которой не обнаруживается неблагоприятного эффекта у подвергшихся воздействию тестовых организмов, в то время как более высокие дозы или концентрации приводят к неблагоприятному эффекту. Некоторые неблагоприятные последствия для подвергшегося воздействию населения по сравнению с соответствующим контролем могут включать изменение морфологии, функциональных возможностей, роста, развития или продолжительности жизни человека. УНВОЭ определяется или предлагается квалифицированным персоналом, часто фармакологом или токсикологом. УНВОЭ может быть определён как «самая высокая доза вещества в ходе эксперимента, которая не вызывает никак побочных эффектов», что означает, что в лабораторных условиях это уровень, при котором побочные эффекты отсутствуют. В нём либо не рассматриваются эффекты препарата в отношении продолжительности и дозы, либо не рассматривается интерпретация риска на основе токсикологических значимых эффектов. УНВОЭ может использоваться в процессе установления зависимости «доза-реакция», что является фундаментальным шагом в большинстве методологий оценки риска.
- ЛД50(LD50 ) — сокращение от «Летальная Доза» («Lethal Dose»), так же «полулетальная доза».
- ЛК50(LC50) — сокращение от «Летальная Концентрация» («Lethal Concentration»).
- ЛКв50(LCt50) — сокращение от «Летальная Концентрация/Время» («Lethal Concentration/Time»).
- ЛД01, ЛД100, ЛД[любое число] — то же, что ЛД50, где [любое число] — процент смертности подопытной группы.
- ЭД(ED), ЭК(EC) — сокращение от «Эффективная Доза»(«Effective Dose»), «Эффективная Концентрация»(«Effective Concentration»).
- ТД50(TD50) — сокращение от «Токсическая Доза («Toxic Dose»).
- ТДмин(TDLo) — сокращение от «Токсическая Доза/Минимальная» («Toxic Dose/Low«).
- ЛДмин(LDLo) — сокращение от «Летальная Доза/Минимальная» («Lethal Dose/Low«).
- ТИ — терапевтический индекс.
- УНВОЭ(NOAEL), (NOEL), (NEC), (NOEC) — сокращение от «Уровень, Не Вызывающий видимых Отрицательных Эффектов»(«the No-Observed-Adverse-Effect Level»), («No-Observed-Effect Level»), («No-Effect Concentration»), («No-Observed-Effect Concentration»).
Значения ЛД50 и ЛК50 являются стандартом измерения острой токсичности. Острая токсичность — это способность химического вещества вызывать болезненные эффекты относительно скоро после однократного приёма внутрь или 4-часового воздействия химического вещества на воздухе. «Относительно скоро» обычно определяется как период в несколько минут, часов (до 24) или дней (примерно до 2 недель), но редко дольше.
Почти во всех случаях тесты ЛД50 и ЛК50 проводятся с использованием чистой формы химического вещества. Смеси изучаются редко.
Химическое вещество может быть введено животным через рот (перорально); путем нанесения на кожу (дермально); путем инъекции в такие места, как вены (внутривенно), мышцы (внутримышечно) или в брюшную полость (внутрибрюшинно).
Значение ЛД50, полученное в конце эксперимента, определяется как ЛД50 (перорально), ЛД50 (кожно), ЛД50 (внутривенно) и т. д., в зависимости от ситуации. Исследователи могут проводить тест с любыми видами животных, но чаще всего они используют крыс или мышей. Другие виды включают собак, хомяков, кошек, морских свинок, кроликов и обезьян. В каждом случае значение ЛД50 выражается как вес введённого химического вещества на килограмм веса тела животного, и в нем указывается использованное подопытное животное и путь воздействия или введения; например, ЛД50 (перорально, крыса) — 5 мг/кг, ЛД50 (кожа, кролик) — 5 г/кг. Таким образом, пример «ЛД50 (перорально, крыса) 5 мг/кг» означает, что 5 миллиграммов этого химического вещества на каждый килограмм веса тела крысы при введении одной дозой через рот вызывают смерть 50% испытуемой группы.
Если необходимо проверить летальные эффекты от вдыхания соединения, химическое вещество (обычно газ или пар) сначала смешивают в известной концентрации в специальной воздушной камере, куда будут помещены испытуемые животные. Эта концентрация обычно указывается в частях на миллион (ppm, parts per million) или миллиграммах на кубический метр (мг/м³). В этих экспериментах концентрация, которая убивает 50% животных, называется ЛК50 (летальная концентрация 50), а не ЛД50. При указании значения ЛК50 следует также указать вид исследуемого животного и продолжительность воздействия, например, ЛК50 (крыса) — 1000 ppm/4 ч или ЛК50 (мышь) — 5 мг/м³/2 ч.
Вдыхание и всасывание через кожу являются наиболее распространенными путями, по которым химикаты на рабочем месте попадают в организм. Таким образом, наиболее значимыми с точки зрения профессионального воздействия являются ингаляционные (ЛК50) и дермальные тесты (ЛД50-кожа). Несмотря на этот факт, наиболее часто проводимым исследованием летальности является пероральное ЛД50. Эта разница возникает из-за того, что давать химические вещества животным перорально намного проще и дешевле, чем другие методы. Однако результаты пероральных исследований важны для исследований лекарственных препаратов, пищевых отравлений и непреднамеренных бытовых отравлений. Пероральные профессиональные отравления могут происходить из-за загрязнения пищи или сигарет немытыми руками и непреднамеренного проглатывания.
Гигиеническая классификация пестицидов и агрохимикатов
В Российской Федерации проводится согласно СанПиН 1.2.2584-10 «Гигиенические требования к безопасности процессов испытаний, хранения, перевозки, реализации, применения, обезвреживания и утилизации пестицидов и агрохимикатов».
Классификация токсичности по классам опасности в РФ
Международная классификация токсичности
Наиболее часто используемые шкалы классов токсичности — это шкала Ходжа и Стернера
Либо шкала Госселина, Смита и Ходжа
Вещество | Животное, способ приёма | ЛД50, г/кг |
---|---|---|
Вода | Крыса, орально | >90 |
Сахароза | Крыса, орально | 29,7 |
Глутамат натрия | Крыса, орально | 16,6 |
Крыса, орально | 11,9 | |
Циануровая кислота | Крыса, орально | 7,7 |
Сульфид кадмия | Крыса, орально | 7,08 |
Этанол | Крыса, орально | 7,06 |
Натрия изопропил метилфосфонат | Крыса, орально | 6,86 |
Меламин | Крыса, орально | 6 |
Цианурат меламина | Крыса, орально | 4,1 |
Молибдат натрия | Крыса, орально | 4 |
Соль поваренная | Крыса, орально | 3 |
Крыса, орально | 1,944 | |
Крыса, орально | 1,270 | |
Металлический мышьяк | Крыса, орально | 0,763 |
Крыса, орально | 0,3045 | |
Кумарин | Крыса, орально | 0,293 |
Крыса, орально | 0,2 | |
Кофеин | Крыса, орально | 0,192 |
Сульфид мышьяка(III) | Крыса, орально | 0,185 |
Нитрит натрия | Крыса, орально | 0,18 |
Бисопролол | Мышь, орально | 0,1 |
Хлорид кобальта(II) | Крыса, орально | 0,08 |
Оксид кадмия | Крыса, орально | 0,072 |
Фторид натрия | Крыса, орально | 0,052 |
Никотин | Крыса, орально Мышь, орально | 0,05 0,0033 |
Пентаборан | Человек, орально | <0,05 |
Капсаицин | Мышь, орально | 0,0472 |
Хлорид ртути(II) | Крыса, трансдермально | 0,041 |
Диэтиламид d-лизергиновой кислоты | Крыса, внутривенно | 0,0165 |
Оксид мышьяка(III) | Крыса, орально | 0,014 |
Металлический мышьяк | Крыса, внутрибрюшинно | 0,013 |
Цианид натрия | Крыса, орально | 0,0064 |
Синильная кислота | Мышь, перорально | 0,0035 |
Белый фосфор | Крыса, орально | 0,00303 |
Эндрин | Человек, аэрозоль, ингаляция | 0,002 |
Стрихнин | Человек, орально | 0,001 |
Кантаридин | Человек, орально | 0,0005 |
Афлатоксин B1 | Крыса, орально | 0,00048 |
Яд бразильского паука-солдата | Крыса, подкожно | 0,000134 |
α-Аманитин | Человек, орально | 0,0001 |
Яд тайпана Маккоя | Крыса, подкожно | 0,000025 |
Рицин | Крыса, подкожно Крыса, орально | 0,000022 0,02 |
Крыса, орально | 0,00002 | |
Зарин | Мышь, подкожная инъекция | 0,0000172 |
VX | Человек, орально, ингаляция, подкожно | 0,0000023 |
Батрахотоксин | Человек, подкожная инъекция | 0,000002 |
Сакситоксин | Человек, орально | 0,0000002 |
Майтотоксин | Мышь, ректально | 0,00000013 |
Полоний | Человек, ингаляция | 0,00000001 |
Ботулотоксин | Человек, орально, инъекция, ингаляция | 0,000000001 |