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Dosis letal

En toxicología , la dosis letal ( DL ) indica la toxicidad letal de una sustancia o tipo de radiación . Dado que la resistencia varía de un individuo a otro, la dosis letal repr...

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En toxicología , la dosis letal ( DL ) indica la toxicidad letal de una sustancia o tipo de radiación . Dado que la resistencia varía de un individuo a otro, la dosis letal representa la dosis (generalmente expresada como dosis por kilogramo de peso corporal) a la que un determinado porcentaje de sujetos fallecerá. La concentración letal es una medida de dosis letal utilizada para gases o partículas. La DL puede basarse en el concepto de persona estándar , un individuo teórico con características perfectamente normales, por lo que no se aplica a todas las subpoblaciones.

Dosis letal media ( DL50 )

La dosis letal media, DL50 ( abreviatura de "dosis letal, 50%), CL50 (concentración letal, 50%) o CLt50 ( concentración letal y tiempo) de una toxina , radiación o patógeno es la dosis necesaria para matar a la mitad de los miembros de una población analizada tras un periodo de prueba determinado. Los valores de DL50 se utilizan frecuentemente como indicador general de la toxicidad aguda de una sustancia . [ 1 ] Un valor de DL50 menor indica una mayor toxicidad.

Historia

La prueba fue creada por JW Trevan en 1927. [ 2 ] El término "dosis semiletal" se usa ocasionalmente con el mismo significado, en particular en traducciones de textos que no están en inglés, pero también puede referirse a una dosis subletal ; debido a esta ambigüedad, generalmente se evita. La DL50 se suele determinar mediante pruebas en animales, como ratones de laboratorio . En 2011, la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. aprobó métodos alternativos a la DL50 para probar el fármaco cosmético Botox sin pruebas en animales. [ 3 ]

Unidades y medidas

La DL50 se suele expresar como la masa de sustancia administrada por unidad de masa del sujeto de prueba, normalmente en miligramos de sustancia por kilogramo de masa corporal, pero también se indica en nanogramos (para la toxina botulínica ), microgramos, miligramos o gramos (para el paracetamol ) por kilogramo. Esta forma de expresarla 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 correlaciona directamente con la masa corporal.

La elección de una letalidad del 50 % como punto de referencia evita la ambigüedad que podría surgir al realizar mediciones en los extremos y reduce la cantidad de pruebas necesarias. Sin embargo, esto también implica que la LD50 no es la dosis letal para todos los sujetos; algunos pueden morir con dosis mucho menores, mientras que otros sobreviven a dosis mucho mayores que la LD50 . En ocasiones, se utilizan medidas como "LD1 " y "LD99 " (dosis necesaria para matar al 1 % o al 99 %, respectivamente, de la población de prueba) para fines específicos. [ 4 ]

La dosis letal suele variar según la vía de administración ; por ejemplo, muchas sustancias son menos tóxicas cuando se administran por vía oral que por vía intravenosa . Por este motivo, las cifras de DL50 suelen ir acompañadas de la indicación de la vía de administración, por ejemplo, "DL50 IV ".

Las cantidades relacionadas LD50 / 30 o LD50 / 60 se utilizan para referirse a una dosis que, sin tratamiento, resultaría letal para el 50 % de la población en un plazo de 30 o 60 días, respectivamente. Estas medidas se utilizan con mayor frecuencia en el tratamiento con radiación , ya que la supervivencia más allá de los 60 días suele resultar en recuperación.

Estimación mediante organismos modelo

Los valores de LD para humanos se estiman mejor extrapolando los resultados de cultivos de células humanas . Una forma de medir la LD es usar organismos modelo , particularmente animales como ratones o ratas, convertirlos a dosis por kilogramo de biomasa y extrapolarlos a normas humanas. El grado de error de los valores de LD extrapolados a partir de animales es grande. La biología de los animales de prueba difiere en aspectos importantes de la de los humanos. Por ejemplo, el tejido de ratón es aproximadamente cincuenta veces menos sensible que el tejido humano al veneno de la araña de tela de embudo de Sídney . La ley del cuadrado-cubo también complica las relaciones de escala involucradas. En algunos casos, los investigadores están dejando de usar mediciones de LD basadas en animales. La Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. ha comenzado a aprobar más métodos sin animales en respuesta a las preocupaciones sobre el bienestar animal. [ 5 ]

Dosis infecciosa media

La dosis infectiva media (DI50 ) es el número de organismos recibidos por una persona o animal de prueba según la vía de administración (p. ej., 1200 organismos/persona por vía oral). Debido a las dificultades para cuantificar los organismos reales en una dosis, las dosis infectivas pueden expresarse en términos de ensayos biológicos, como el número de DL50 administradas a un animal de prueba. En la guerra biológica, la dosis infectiva es el número de dosis infectivas por minuto por metro cúbico (p. ej., CI50 es 100 dosis medias/min/m³ ) .

Dosis letal más baja

La dosis letal más baja (DL Lo ) es la cantidad mínima de fármaco que puede causar la muerte en una especie animal determinada en condiciones controladas. [ 2 ] [ 6 ] La dosis se expresa por unidad de peso corporal (generalmente en miligramos por kilogramo ) de una sustancia que se sabe que ha causado la muerte en una especie en particular. Al citar una DL Lo , se suele indicar la especie y el método de administración ( p. ej. , ingestión, inhalación, vía intravenosa ).

Concentración letal media

Para gases y aerosoles, la concentración letal (expresada en mg/m³ o ppm, partes por millón) es el concepto análogo, aunque también depende de la duración de la exposición, que debe incluirse en la definición. El término nivel letal incipiente se utiliza para describir un valor de CL₅₀ que es independiente del tiempo. [ 7 ]

Una medida comparable es LCt 50 , que se relaciona con la dosis letal por exposición, donde C es la concentración y t es el tiempo. A menudo se expresa en términos de mg-min/m³ . LCt 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 tasas de respiración (por ejemplo, en reposo = 10  L/min) para la inhalación, o por el grado de vestimenta para la penetración cutánea. El concepto de Ct fue propuesto por primera vez por Fritz Haber y a veces se le denomina ley de Haber , que supone que la exposición a 1 minuto de 100  mg/m³ es equivalente a 10 minutos de 10  mg/m³ ( 1 × 100 = 100, al igual que 10 × 10 = 100).

Algunas sustancias químicas, como el cianuro de hidrógeno , se desintoxican rápidamente en el cuerpo humano y no siguen la Ley de Haber. Por lo tanto, en estos casos, la concentración letal puede expresarse simplemente como CL50 , con la duración de la exposición especificada (por ejemplo, 10 minutos). Las fichas de datos de seguridad de materiales para sustancias tóxicas suelen utilizar esta denominación, incluso si la sustancia sí sigue la Ley de Haber .

Concentración letal más baja

La LC Lo es la concentración más baja de una sustancia química, administrada durante un período de tiempo, que provoca la muerte de un animal. La LC Lo se utiliza generalmente para una exposición aguda (<24 horas). [ 8 ] [ 9 ] Está relacionada con la LC 50 , la concentración letal media. La LC Lo se utiliza para gases y materiales en aerosol. [ 10 ]

Limitaciones

Como medida de toxicidad, la dosis letal es algo poco fiable y los resultados pueden variar mucho entre los centros de ensayo debido a factores como las características genéticas de la población de la muestra, la especie animal analizada, los factores ambientales y el modo de administración. [ 11 ]

También puede existir una amplia variabilidad entre especies; lo que es relativamente seguro para las ratas puede ser extremadamente tóxico para los humanos ( véase la toxicidad del paracetamol ), y viceversa. Por ejemplo, el chocolate, relativamente inofensivo para los humanos, es tóxico para muchos animales . Al utilizarse para analizar el veneno de criaturas venenosas, como las serpientes , los resultados de la DL50 pueden ser engañosos debido a las diferencias fisiológicas entre ratones, ratas y humanos. Muchas serpientes venenosas son depredadoras especializadas de ratones, y su veneno puede estar adaptado específicamente para incapacitarlos; y las mangostas pueden ser excepcionalmente resistentes. Si bien la mayoría de los mamíferos tienen una fisiología muy similar, los resultados de la DL50 pueden o no tener la misma relevancia para todas las especies de mamíferos, incluidos los humanos.

preocupaciones sobre los derechos de los animales

Grupos defensores de los derechos y el bienestar animal , como Animal Rights International, [ 12 ] han hecho campaña contra las pruebas de LD50 en animales, en particular porque, en el caso de algunas sustancias, provocan que los animales mueran de forma lenta y dolorosa. Varios países, incluido el Reino Unido , han tomado medidas para prohibir la prueba oral de LD50 , y la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE) abolió el requisito de la prueba oral en 2001. [ 13 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ Gavanji S, Bakhtari A, Famurewa AC, Othman EM (enero de 2023). "Actividad citotóxica de medicamentos a base de hierbas evaluada in vitro: una revisión" . Química y Biodiversidad . 20 (2): 3– 27. doi : 10.1002/cbdv.202201098 . PMID 36595710. S2CID 255473013 .  
  2. 1 2 ¿Qué es un LD50 y un LC50? Archivado el 26/06/2015 en Wayback Machine
  3. ↑ "En EE. UU., pocas alternativas a las pruebas en animales" . Washington Post . 12 de abril de 2008. Archivado del original el 12 de noviembre de 2012. Consultado el 26 de junio de 2011 .
  4. ↑ REGISTRO DE EFECTOS TÓXICOS DE SUSTANCIAS QUÍMICAS (RTECS) GUÍA COMPLETA DEL RTECS Archivado el 16/05/2013 en Wayback Machine
  5. ↑ "Visión y hoja de ruta para el siglo XXI" . Programa Nacional de Toxicología . Archivado del original el 12 de octubre de 2008. Consultado el 29 de octubre de 2011 .
  6. ↑ "Allergan recibe la aprobación de la FDA para el primer ensayo totalmente in vitro basado en células para BOTOX® y BOTOX® Cosmetic (onabotulinumtoxinA)" . Sitio web de Allergan. 24 de junio de 2011. Archivado del original el 26 de junio de 2011. Consultado el 15 de agosto de 2012 .
  7. ↑ Schultz, Eric (2013). Fisiología de los peces: Peces eurihalinos, Volumen 32. Academic Press. pp. 481–482 . ISBN  978-0-12-396951-4.
  8. ↑ "LCLo (concentración letal baja)". Enciclopedia de Genética, Genómica, Proteómica e Informática . Springer. 2008. pp. 1087. doi : 10.1007 /978-1-4020-6754-9_9257 . ISBN  978-1-4020-6754-9.
  9. ↑ "Glosario de MSDS" . Archivado del original el 21/06/2015 . Consultado el 31/05/2015 .
  10. ↑ "Hiperglosario de MSDS: LC-Lo, Concentración Letal Mínima" . Archivado del original el 19/06/2015 . Consultado el 31/05/2015 .
  11. ↑ Ernest Hodgson (2004). Un libro de texto de toxicología moderna . Wiley-Interscience (3.ª ed.).
  12. ↑ Treinta y dos años de cambios medibles Archivado el 11/02/2007 en Wayback Machine
  13. ↑ Cutler, David (1 de febrero de 2001). "Muerte de LD50". Trends in Pharmacological Sciences . 22 (2): 62. doi : 10.1016/S0165-6147(00)01627-8 .
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