LD50
בטוקסיקולוגיה, מינון סמי-לתלי או LD50 (ראשי תיבות של "Lethal Dose ,50%" - "מינון קטלני, 50%") הוא המדד לקטלניותו של חומר או קרינה. המדד הומצא על ידי J.W. Trevan ב-1927. תחת המילון הרפואי "MeSH" מוגדר LD50 כ-"הכמות של רעלן, חומר טוקסי או עוצמת הקרינה המיננת הדרושים על מנת להרוג 50% מאוכלוסיית הנבדקים."
מדידה
הבחירה ב-50% מוות, חציון של המדגם, ולא בממוצע של המדגם איננה מקרית - היא נועדה לצמצם את ההשפעה של מדידות חריגות (מקרי קצה) על מדגם קטן וכך להפחית את מספר החיות הדרושות לעריכת הניסוי ברעלן. החלפה זו של החציון בממוצע נשענת על ההנחה שהשפעת הרעלן מתפלגת באופן דומה להתפלגות נורמלית ולכן הממוצע והחציון דומים. מדד זה מוצלח לגבי רעלנים רבים אך לא לגבי כאלה שהשפעתם בבירור אינה מתפלגת באופן נורמלי ולא לגבי כאלה שהשפעתם רגישה מאוד להבדלי מינון קטנים.
מדד זה גם אינו מוצלח עבור הבנה למינון המינימלי הרעיל למישהו באוכלוסייה או בשביל להבין מהו המינון הבטוח להרוג כול אדם ואדם. כדי להעריך באילו ריכוזים בהם חומר מסוים מתחיל להיות רעיל או הורג את כל האוכלוסייה, קיימים מדדי LD1 ו-LD99 בהתאמה (מדד מאון הרעילות הראשון ומאון הרעילות ה-99), אך השימוש בהם נדיר.
LD50 לרוב נמדד ביחידות של מסת החומר הניתן חלקי יחידות מסת גוף. לרוב המדידות יתבצעו בטווח של גרם חומר חלקי קילוגרם מסת גוף או מיליגרם חומר חלקי קילוגרם מסת גוף. במקרה של רעלנים חזקים במיוחד (בעיקר ניורוטוקסינים כגון בוטולינום טוקסין) רעילות תמדד במיקרוגרם או ננוגרם חלקי קילוגרם מסת גוף.
בנוסף, רעילות חומר מסוים תלויה גם בדרך מתן החומר. כך לדוגמה, חומר הניתן באופן אוראלי (דרך הפה) יכול לתת ערכי LD50 שונים בהרבה מאותו חומר הניתן דרך הספגה בעור. מסיבה זו, מצוינת דרך מתן החומר ליד ערך ה- LD50 של חומר מסוים הניתן לאורגניזם מסוים.
דוגמאות
- השוואה בין מספר חומרים נפוצים:
| אורגניזם | חומר | שיטת מתן החומר | ערך ה-LD50 | יחידות |
|---|---|---|---|---|
| חולדה | אתנול | דרך הפה | 7 | גרם חומר לקילוגרם מסת גוף |
| חולדה | מלח בישול | דרך הפה | 3 | גרם חומר לקילוגרם מסת גוף |
| חולדה | THC | דרך הפה | 1,270 | מיליגרם חומר לקילוגרם מסת גוף |
| חולדה | ניקוטין | דרך הפה | 50 | מיליגרם חומר לקילוגרם מסת גוף |
| חולדה | טוקסין הכולרה | דרך הפה | 250 | מיקרוגרם חומר לקילוגרם מסת גוף |
| חולדה | ריצין | דרך הפה | 2.7 | מיקרוגרם חומר לקילוגרם מסת גוף |
| חולדה | טוקסין הדיפתריה | דרך הפה | 100 | נאנוגרם חומר לקילוגרם מסת גוף |
| חולדה | טוקסין הבוטוקס | דרך הפה | 1.2 | נאנוגרם חומר לקילוגרם מסת גוף |
| אורגניזם | חומר | שיטת מתן החומר | ערך ה-LD50 (מיליגרם חומר לקילוגרם מסת גוף) |
|---|---|---|---|
| עכבר הבית | מלח בישול | דרך הפה | 4,000 |
| עכבר הבית | מלח בישול | הזרקה לבטן | 2,602 |
| עכבר הבית | מלח בישול | הזרקה למוח | 131 |
גרסאות נוספות
קרינה
כאשר מודדים LD50 במתן קרינה נהוג להשתמש במדדי LD50 /30 או LD50 /60, כאשר המספר הנוסף מתייחס לימים שעברו מאז מתן הקרינה הראשונית. כמות קרינה אשר נמדד לה ערך LD50 /60 מסוים, היא כמות קרינה הדרושה על מנת להרוג 50% מהאוכלוסייה במהלך ה-60 ימים שעברו מהחשיפה.
LCt50
מדד נוסף הנגזר מ-LD50 הוא LCt50 אשר מייצג את ריכוז החומר (C) והזמן (t) אשר בו 50% מהאוכלוסייה מנוטרלת (לא בהכרח מוות אלא גם שיתוק, הרדמה ו/או נכות). מדד ה-LCt50 לרוב משמש למדידת חומרים המשמשים ללוחמה כימית.
לוחמה ביולוגית
בלוחמה ביולוגית, LD50 הוא מדד למספר המיקרו-אורגנזמים הדרושים על מנת לחסל 50% מאוכלוסיית האויב.
התנגדות התנועות לזכויות בעלי חיים
מספר תנועות למען זכויות בעלי חיים יצאו נגד הניסויים אשר נועדו לקבוע את ערכי ה-LD50 בחיות שונות. מאמציהם צלחו מבחינה חלקית - מספר מדינות אירופאיות החלו בחקיקה אשר תגביל את ניסויי ה-LD50 וב-2001 הארגון לשיתוף פעולה ולפיתוח כלכלי הסיר את החובה לדווח את ערכי ה-LD50 של חומרים תוך העדפת שיטות אשר משתמשות בפחות בעלי חיים (כגון Fixed Dose Procedure - שיטה המשתמשת בכ-10-20 בעלי חיים לעומת 60-80 בעלי חיים ב-LD50).