الجرعة المميتة المتوسطة

في علم السموم ، تُعدّ الجرعة المميتة المتوسطة ₍ LD50 ) ، أو التركيز المميت ₅₀ ( LC50 )، أو LCt50 _، وحدة قياس سمية تُستخدم لتحديد الجرعة المميتة لمادة معينة . ^{[ 1 ]} وتُعرّف قيمة LD50 _بأنها الجرعة اللازمة لقتل نصف أفراد المجموعة الخاضعة للاختبار بعد مدة اختبار محددة. وتُستخدم قيم LD50 _بشكل شائع كمؤشر عام على السمية الحادة للمادة ، حيث تشير القيمة المنخفضة لـ _LD50 إلى سمية أعلى.

يُنسب مصطلح LD50 _{عمومًا إلى جون ويليام تريفان.} ^{[ 2 ]} وقد ابتكر تريفان هذا الاختبار عام 1927. ^{[ 3 ]} ويُستخدم مصطلح الجرعة شبه المميتة أحيانًا بالمعنى نفسه، لا سيما في ترجمات النصوص الأجنبية، ولكنه قد يُشير أيضًا إلى جرعة دون مميتة. وعادةً ما تُحدد LD50 _من خلال اختبارات على حيوانات مثل فئران المختبر . وفي عام 2011، وافقت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية على طرق بديلة لاختبار LD50 _{لاختبار} عقار البوتوكس التجميلي دون الحاجة إلى تجارب على الحيوانات. ^{[ 4 ] [ 5 ]}

يُعبّر عن الجرعة المميتة الوسطية (LD50 ₎ عادةً بكتلة المادة المُعطاة لكل وحدة كتلة من الكائن الخاضع للاختبار، وعادةً ما تُقاس بالمليغرامات لكل كيلوغرام من كتلة الجسم، وأحيانًا تُقاس بالنانوغرامات (مناسبة لسم البوتولينوم )، أو الميكروغرامات ، أو الغرامات (مناسبة للباراسيتامول ) لكل كيلوغرام. يسمح هذا التعبير بمقارنة السمية النسبية للمواد المختلفة، ويُراعي اختلاف أحجام الحيوانات المُعرّضة (مع العلم أن السمية لا تتناسب دائمًا مع كتلة الجسم). أما بالنسبة للمواد الموجودة في البيئة، مثل الأبخرة السامة أو المواد الموجودة في الماء والتي تُعدّ سامة للأسماك، فيُستخدم تركيزها في البيئة (لكل متر مكعب أو لكل لتر)، مما يُعطي قيمة LC50 _. ولكن في هذه الحالة، يُعدّ وقت التعرّض عاملاً هامًا (انظر أدناه).

يُجنّب اختيار نسبة 50% من الوفيات كمعيارٍ احتمالَ الغموض في القياسات عند القيم القصوى، ويُقلّل من حجم الاختبارات المطلوبة. مع ذلك، يعني هذا أيضًا أن الجرعة المميتة ₅₀ (LD50 ) ليست الجرعة المميتة لجميع الأفراد؛ فقد يموت البعض بجرعات أقل بكثير، بينما ينجو آخرون من جرعات أعلى بكثير من LD50 _. تُستخدم أحيانًا مقاييس مثل "LD1 _" و"LD99 _" (الجرعة اللازمة لقتل 1% أو 99%، على التوالي، من مجموعة الاختبار) لأغراض محددة. ^{[ 6 ]}

تختلف الجرعة المميتة غالبًا باختلاف طريقة الإعطاء ؛ فعلى سبيل المثال، تكون العديد من المواد أقل سمية عند تناولها عن طريق الفم مقارنةً بتناولها عن طريق الوريد . ولهذا السبب، غالبًا ما تُحدد قيمة LD50 _بطريقة الإعطاء، مثل "LD50 _iv ".

تُستخدم الكميتان LD50 _/ 30 وLD50 _/ 60 للإشارة إلى جرعة إشعاعية قاتلة لـ 50% من السكان خلال 30 أو 60 يومًا (على التوالي) في حال عدم تلقيهم علاجًا. وتُستخدم هذه المقاييس بشكل أكثر شيوعًا في مجال فيزياء الصحة الإشعاعية ، وتحديدًا فيما يتعلق بالإشعاع المؤين ، حيث أن البقاء على قيد الحياة لأكثر من 60 يومًا عادةً ما يؤدي إلى الشفاء.

_{يُعدّ LCt 50} مقياسًا مشابهًا ، وهو يرتبط بالجرعة المميتة الناتجة عن التعرّض، حيث C هو التركيز و t هو الزمن. ويُعبّر عنه عادةً بوحدة ملغم-دقيقة/م³ ^. أما ICt ₅₀ فهو الجرعة التي تُسبب العجز بدلًا من الموت. تُستخدم هذه المقاييس عادةً للإشارة إلى الفعالية النسبية لعوامل الحرب الكيميائية ، وتُحدّد الجرعات عادةً بمعدلات التنفس (مثلًا، أثناء الراحة = 10  لتر/دقيقة) للاستنشاق، أو بدرجة سماكة الملابس لاختراق الجلد. طُرح مفهوم Ct لأول مرة من قِبل فريتز هابر ، ويُشار إليه أحيانًا بقانون هابر ، الذي يفترض أن التعرّض لدقيقة واحدة من تركيز 100  ملغم/م³ ^يُعادل التعرّض لعشر دقائق من تركيز 10 ^ملغم  /م³ (1 × 100 = 100، وكذلك 10 × 10 = 100).

بعض المواد الكيميائية، مثل سيانيد الهيدروجين ، يتخلص منها الجسم البشري بسرعة، ولا تخضع لقانون هابر. في هذه الحالات، يُشار إلى التركيز المميت ببساطة بـ LC50، _مع تحديد مدة التعرض (مثلاً، 10 دقائق). كثيراً ما تستخدم صحائف بيانات سلامة المواد للمواد السامة هذا المصطلح حتى لو كانت المادة تخضع لقانون هابر.

بالنسبة للكائنات المسببة للأمراض، يوجد مقياس يُعرف بالجرعة المعدية المتوسطة. الجرعة المعدية المتوسطة (ID50 ₎ هي عدد الكائنات الحية التي يتلقاها شخص أو حيوان اختبار، وذلك بحسب طريقة الإعطاء (مثلاً، 1200 كائن حي/شخص عن طريق الفم). ونظرًا لصعوبة عدّ الكائنات الحية الفعلية في الجرعة، يمكن التعبير عن الجرعات المعدية بمصطلحات التحليل البيولوجي، مثل عدد الجرعات المميتة المتوسطة (LD50 ₎ لبعض حيوانات الاختبار. في الحرب البيولوجية، تُحسب الجرعة المعدية بضرب عدد الجرعات المعدية لكل متر مكعب من الهواء في عدد دقائق التعرض (مثلاً، IC50 ₌ 100 جرعة متوسطة - دقيقة/م³ ⁾ .

كمؤشر للسمية، فإن الجرعة المميتة الوسطية (LD50 ₎ غير موثوقة إلى حد ما، وقد تختلف النتائج اختلافًا كبيرًا بين مرافق الاختبار بسبب عوامل مثل الخصائص الوراثية لمجموعة العينات، وأنواع الحيوانات المختبرة، والعوامل البيئية، وطريقة الإعطاء. ^{[ 7 ]}

قد يكون هناك تباين كبير بين الأنواع أيضًا؛ فما يُعد آمنًا نسبيًا للفئران قد يكون شديد السمية للبشر ( انظر سمية الباراسيتامول )، والعكس صحيح. على سبيل المثال، الشوكولاتة، غير الضارة نسبيًا للبشر، معروفة بسميتها للعديد من الحيوانات . عند استخدامها لاختبار سموم الكائنات السامة، مثل الثعابين ، قد تكون نتائج الجرعة المميتة الوسطية (LD50 ₎ مضللة بسبب الاختلافات الفسيولوجية بين الفئران والجرذان والبشر. فالعديد من الثعابين السامة مفترسات متخصصة للفئران، وقد يكون سمها مُكيفًا خصيصًا لشل حركة الفئران؛ وقد تكون النمس مقاومة بشكل استثنائي. في حين أن معظم الثدييات لها فسيولوجيا متشابهة جدًا، فإن نتائج الجرعة المميتة الوسطية (LD50 ₎ قد لا تكون لها نفس الدلالة على جميع أنواع الثدييات، مثل البشر، إلخ.

ملاحظة: قد تكون مقارنة المواد (وخاصة الأدوية) ببعضها البعض باستخدام الجرعة المميتة الوسطية (LD50) _مضللة في كثير من الحالات، ويعود ذلك جزئيًا إلى الاختلافات في الجرعة الفعالة الوسطية ( _ED50 ). لذلك، من الأجدى مقارنة هذه المواد باستخدام المؤشر العلاجي ، وهو ببساطة نسبة الجرعة المميتة الوسطية (LD50 ₎ إلى الجرعة الفعالة الوسطية (ED50 ₎ . ^{[ 8 ]}

تم إدراج الأمثلة التالية بالرجوع إلى قيم LD ₅₀ ، بترتيب تنازلي، ومرفقة بقيم LC ₅₀ ، {بين قوسين}، عند الاقتضاء.

تتفاوت قيم الجرعة المميتة الوسطية (LD50 ₎ بشكل كبير. فسم البوتولينوم، باعتباره أكثر المواد سميةً المعروفة، تبلغ قيمة LD50 _له 1 نانوغرام/كيلوغرام، بينما تبلغ قيمة LD50 _للماء ،  وهو أقل المواد سميةً، أكثر من 90 غرام/كيلوغرام؛ أي بفارق يُقدّر بنحو 1 من 100 مليار، أو 11 رتبة مقدارية. وكما هو الحال مع جميع القيم المقاسة التي تختلف بفارق كبير، يُنصح بالاعتماد على المقياس اللوغاريتمي. ومن الأمثلة المعروفة على ذلك: استخدام مقاييس الشدة الزلزالية لتحديد قوة الزلزال ، وقيمة الرقم الهيدروجيني (pH ) كمقياس لحموضة أو قاعدية المحلول المائي، أو قياس _شدة الصوت بالديسيبل . في هذه الحالة، يُعتبر اللوغاريتم العشري السالب لقيم LD50 _، المُقاس بالكيلوغرام لكل كيلوغرام من وزن الجسم ، هو −log10 ( _LD50 ) . 

يمكن إدخال القيمة غير البُعدية المُستخرجة في مقياس السموم. الماء، باعتباره المادة الأساسية، يُقارب 1 في مقياس السموم اللوغاريتمي السالب.

تم تحديد عدد من الإجراءات لاستخلاص قيمة LD50 _. أقدمها الإجراء "التقليدي" الذي وضعه تريفان عام 1927، والذي يتطلب 40 حيوانًا أو أكثر. أما إجراء الجرعة الثابتة ، الذي اقترح عام 1984، فيُقدّر مستوى السمية عن طريق التغذية بجرعات محددة ومراقبة علامات السمية (دون الحاجة إلى نفوق الحيوانات). ^{[ 112 ]} بينما يُعطي إجراء التدرج التصاعدي والتنازلي ، الذي اقترح عام 1985، قيمة LD50 _مع إعطاء جرعة لحيوان واحد فقط في كل مرة. ^{[ 113 ] [ 114 ]}

• التجارب على الحيوانات
• طريقة ريد-مونش
• الجرعة هي التي تحدد السمية – وهي مقولة شائعة في علم السموم مفادها أن الكميات الكبيرة من أي مادة قاتلة

• المركز الكندي للصحة والسلامة المهنية، مؤرشف بتاريخ 26 يونيو 2015 على موقع Wayback Machine