LD50, часто встречающийся в паспортах безопасности, статьях по токсикологии и исследованиях ядов, — показатель, который выражает острую токсичность вещества одним числом. Сокращение происходит от английского lethal dose, 50%: это доза, которая при однократном введении в заданных условиях, как ожидается, вызывает гибель половины подопытных животных.
Чем меньше значение, тем токсичнее вещество, поскольку тот же результат достигается меньшим количеством. В статье объясняется, в каких единицах выражают LD50, чем он отличается от LC50, как его определяют и как он переводится в категории острой токсичности при классификации химических веществ.
LD50 и LC50: единицы и различие
LD50 определяется через дозу и обычно выражается в миллиграммах на килограмм массы тела (mg/kg). Эта единица используется при пероральном и дермальном введении. В исследованиях ядов приводятся также подкожный, внутривенный и внутрибрюшинный пути введения; в некоторых работах значение дают в микрограммах на животное.
LC50, напротив, — не доза, а концентрация: концентрация во вдыхаемом воздухе или в воде, где обитает организм, которая за установленное время, как ожидается, вызывает гибель половины подопытных организмов. Для ингаляционной токсичности пыли, аэрозолей и паров используют миллиграммы на литр (mg/L), для газов — миллионные доли по объёму (ppmV); стандартная продолжительность воздействия — 4 часа. Для водных организмов LC50 также выражают в mg/L.
Как определяют LD50?
В классическом методе большое число животных распределяли по нескольким дозовым группам и по показателям смертности статистически рассчитывали точку 50 %. Следуя принципу сокращения использования животных, от этого подхода отказались: классическое руководство OECD по острой пероральной токсичности TG 401 было отменено в начале 2000-х годов. Сегодня для острой пероральной токсичности применяют три метода, позволяющие получить результат на меньшем числе животных:
- TG 420, метод фиксированной дозы: в качестве конечной точки используются явные признаки токсичности, а не гибель.
- TG 423, метод классов острой токсичности: результат сразу относится к определённому классификационному диапазону.
- TG 425, метод «вверх-вниз»: животным вводят дозы последовательно и оценивают LD50 с доверительным интервалом.
Для дермальной токсичности существует руководство TG 402, для ингаляционной — TG 403 и TG 436. Результат зависит от вида животного, пола, пути введения и носителя, в котором растворено вещество. Поэтому значение LD50 нельзя сравнивать с другим значением, не указав условий, в которых оно получено.
Для ядов на результат может влиять даже способ получения образца. В исследовании на Androctonus crassicauda сообщается, что яд, полученный электростимуляцией, оказался заметно токсичнее экстракта, приготовленного из ткани тельсона (Ozkan et al., 2007). Поэтому при характеризации яда фиксируется и способ получения образца; общие рамки аналитических методов приведены на странице анализа.
От LD50 к категории: границы острой токсичности
При классификации химических веществ значения LD50 и LC50 напрямую соответствуют границам категорий. Согласованная на глобальном уровне система (GHS), регламент CLP в Европейском союзе и регламент SEA в Турции используют одни и те же границы:
| Категория | Через рот | Через кожу | Ингаляционно, пыль и аэрозоли (4 часа) |
|---|---|---|---|
| Категория 1 | ≤ 5 mg/kg | ≤ 50 mg/kg | ≤ 0,05 mg/L |
| Категория 2 | 5 – 50 mg/kg | 50 – 200 mg/kg | 0,05 – 0,5 mg/L |
| Категория 3 | 50 – 300 mg/kg | 200 – 1000 mg/kg | 0,5 – 1,0 mg/L |
| Категория 4 | 300 – 2000 mg/kg | 1000 – 2000 mg/kg | 1,0 – 5 mg/L |
В диапазонах таблицы нижняя граница не включается, а верхняя включается. Смеси не испытывают по каждому компоненту: по известным значениям компонентов рассчитывают оценку острой токсичности (ATE) и применяют к ней ту же таблицу. На этикетке категории соответствуют пиктограмма, сигнальное слово и фраза опасности: для категорий 1 и 2 при пероральном пути используется H300, при дермальном — H310, при ингаляционном — H330. Как читать эти коды, рассказано в статье о пиктограмме GHS06 и H-фразах.
Как читать классификацию продукта
В паспорте безопасности, выпущенном для продукта нашего предприятия, классификация указана как Acute Tox. 2 (H300) при пероральном пути, Acute Tox. 2 (H310) при дермальном и Acute Tox. 1 (H330) при ингаляционном. Согласно таблице, эти категории соответствуют диапазонам от 5 до 50 mg/kg, от 50 до 200 mg/kg и 0,05 mg/L и менее. Это не означает, что для продукта раскрыто единичное значение LD50; классификация лишь показывает, в каком диапазоне опасности она проведена. Роли эксперта, который выполняет классификацию, посвящена статья об эксперте по оценке химических веществ, а формам продукта — страница «Продукция».
Ограничения LD50
LD50 описывает лишь летальный исход однократного кратковременного воздействия. Он ничего не говорит о последствиях длительного воздействия, раздражении, сенсибилизации или механизме действия. Перенести значение напрямую с вида животных, на котором оно получено, на человека также нельзя; поэтому LD50 не рассматривают как порог безопасности или дозу для применения.
В токсикологии всё большее значение приобретают принципы сокращения, усовершенствования и замены использования животных. Тесты на клеточных культурах и вычислительные подходы в ряде случаев позволяют получить данные для классификации без опытов на животных. В лабораториях, работающих с ядом, главное — понимать, что означает это значение, и выстроить систему, предотвращающую воздействие; одна из её частей описана в статье о средствах индивидуальной защиты.
