Letale Dosis

Die letale Dosis (LD) ist in der Toxikologie die Dosis eines bestimmten Stoffes oder einer bestimmten Strahlung, die für ein bestimmtes Lebewesen tödlich (letal) wirkt. Demgegenüber bezeichnet man eine aus der Umgebung des Lebewesens wirkende Stoffkonzentration mit gleichem Effekt als letale Konzentration (LC von lethal concentration). Beide sind statistische Werte, das heißt, sie werden als Mittelwerte für die Akute Toxizität innerhalb einer repräsentativen Population gewonnen und sollten daher nicht als maßgebend für ein Individuum betrachtet werden. Ein tödlicher Effekt kann also auch erst bei wesentlich höheren oder schon bei niedrigeren Dosen/Konzentrationen auftreten, zum Beispiel bei einer Schwächung durch Krankheit.

Neben artspezifischen Werten kann auch eine alters- oder gewichtsspezifische Angabe von Bedeutung sein, bei Menschen beispielsweise im einfachsten Fall die Unterscheidung zwischen Erwachsenen und Kindern. So liegt etwa die letale Dosis von Kaliumcyanid (Zyankali) eines erwachsenen Menschen bei etwa 140 Milligramm, bei Kindern ist sie jedoch wesentlich geringer. Besser geeignet sind daher Zahlenwerte für letale Dosen, die sich auf „kg Körpergewicht“ (in diesem Fall „Mensch“) beziehen. Weiterhin sind die Art der Aufnahme des Toxins (oral, subkutan, intravenös etc.), das Lösungsmittel der Testsubstanz, die Dauer der Exposition sowie der Beobachtungszeitraum von Bedeutung.

Das Maß wird seit 1927 benutzt und basiert auf einer Idee des Pharmakologen John William Trevan.

Eigenschaften

Für die Angabe der letalen Dosis oder der letalen Konzentration existieren verschiedene Messgrößen bezüglich der Dosisabhängigkeit der Letalität eines Toxins oder Pathogens, die ein Maß für die Toxizität des Stoffs bzw. der eingesetzten Strahlung darstellen. Da Toxizitätsbestimmungen vielen verschiedenen Faktoren wie beispielsweise dem allgemeinen Gesundheits- und dem Ernährungszustand des Versuchstiers unterliegen, zeigt sich oftmals eine sigmoidale Dosis-Wirkungs-Kurve. Daher wird meistens jene Dosis angegeben, deren letaler Effekt sich auf 50 Prozent der beobachteten Population bezieht: die mittlere letale Dosis LD₅₀ oder auch die mittlere letale Konzentration LC₅₀. Die mittlere Dosis bzw. Konzentration ist ein beliebtes Maß, weil in einer Versuchsreihe die Dosis, bei der alle bzw. keine Individuen sterben, entweder sehr groß oder sehr klein ist.

Andere Größen sind LD₇₅ (tödliche Dosis), LD₉₉ (sicher tödliche Dosis) und LD₁₀₀ (absolut tödliche Dosis). Werte wie LD₀, LD₁, LD₉₉ oder LD₁₀₀ sind kaum aussagekräftig, da sie bloß vom empfindlichsten bzw. widerstandsfähigsten Individuum innerhalb der Versuchsreihe abhängig sind. Weiterhin ist ein solcher beobachteter Effekt an nur einem Tier relativ störanfällig durch viele verschiedene Faktoren und die daraus folgende statistische Aussagekraft schwächer.

Die Angabe der Dosis erfolgt über Gramm oder Milligramm Substanz je Kilogramm Körpergewicht, wohingegen die Angabe der Konzentration beispielsweise in Gramm Substanz je Kilogramm Flüssigkeit (zumeist Wasser) oder Kubikmeter Gas (zumeist Luft) gemacht wird.

In der Radiologie erfolgt zusätzlich die Angabe der Zeitverzögerung der tödlichen Wirkung in der Notation: LD_{Quote/Verzögerung}
LD_50/30d bezeichnet also eine Dosis, bei der 50 % der Betroffenen nach 30 Tagen sterben.

In der wissenschaftlichen Literatur werden daneben – teils tödliche – (Gift-)Unfälle von Menschen dokumentiert, wenn die Datenlage unzweifelhaft ist. Dabei werden verschiedene Abkürzungen verwendet:

• LD_Lo (englisch lethal dose low) – die niedrigste (bekannte) letale Dosis
• TD – die toxische Dosis
• TD_Lo – die geringste bekannte toxische Dosis, bei der beliebige negative (toxische) Effekte aufgetreten sind

Ermittlung und Gültigkeit

→ Hauptartikel: Toxizitätsbestimmung

Die Werte werden im Tierversuch durch einmalige Gabe des Mittels an die Tiere (Dosis) bzw. das Medium in dem sich die Tiere befinden (Konzentration) gegeben. Da die Art der Verabreichung eine Rolle für die Giftigkeit spielt, ist auch diese anzugeben (z. B. oral, subkutan oder intravenös). Die Ermittlung der letalen Dosis an Tieren ist aus tierethischen Gründen umstritten.

Da sich die toxische Wirkung von Substanzen zwischen verschiedenen Tierarten wie auch zwischen Tier und Mensch stark unterscheiden kann, sind die an Tieren ermittelten Werte nur äußerst bedingt auf den Menschen übertragbar und dienen nur als grober Anhaltswert. Die Güte der Näherung für den Menschen unterscheidet sich jedoch auch stark nach getesteten Tierarten.

Verwendung

Toxicity label

LD₅₀ <50

LD₅₀ 51-500

LD₅₀ 501-5000

LD₅₀ >5000

Mithilfe der letalen Dosis können Stoffe in eine Gefahrenklasse (bzw. Toxizitätsklasse) eingeordnet werden.

Klassifikation nach GHS:

GHS-Kategorie	Kriterium
	oral		dermal
	LD50 (mg/kg)	H-Satz	LD50 (mg/kg)	H-Satz
Kategorie I	< 5	Lebensgefahr bei Verschlucken.	< 50	Lebensgefahr bei Hautkontakt.
Kategorie II	5–50	Lebensgefahr bei Verschlucken.	50–200	Lebensgefahr bei Hautkontakt.
Kategorie III	50–300	Giftig bei Verschlucken.	200–1000	Giftig bei Hautkontakt.
Kategorie IV	300–2000	Gesundheitsschädlich bei Verschlucken.	1000–2000	Gesundheitsschädlich bei Hautkontakt.
Kategorie V	2000–5000		2000–5000

Klassifikation der WHO:

Klasse	LD50, Ratte
	oral		dermal
	Feststoffe	Flüssigkeiten	Feststoffe	Flüssigkeit
Ia	< 5	< 20	< 10	< 40
Ib	5–50	20–200	10–100	40–400
II	50–500	200–2000	100–1000	400–4000
III	> 500	> 2000	> 1000	> 4000

Siehe auch

• Inhibition Growth Concentration (IGC)
• IC₅₀
• EC₅₀
• IDLH

Literatur

• Aktories, Klaus; Förstermann, Ulrich; Hofmann, Franz; Starke, Klaus (Hrsg.): Allgemeine und spezielle Pharmakologie und Toxikologie. Urban & Fischer, München, Jena, 9. Aufl. 2005, ISBN 3-437-42521-8 (Begründet von W. Forth, D.Hentschler und W. Rummel)
• Hunnius, Curt; Ammon, H.P.T.: Hunnius - Pharmazeutisches Wörterbuch. de Gruyter, Berlin 2004, ISBN 978-3-11-017475-5

Einzelnachweise

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