Тест ЛД50

Если и существует что-то, насчет чего сходятся мнения как многих ученых, так и борцов за права животных, так это осуждение пресловутого теста ЛД50. ЛД означает «летальную дозу», и ЛД50 определяет однократную дозу, воздействие которой приводит к смерти 50% животных, задействованных в эксперименте. Этот метод широко применялся при тестировании пестицидов, косметических средств, лекарственных препаратов, гербицидов, а также бытовой и промышленной химии. Обычно при тестировании вещество вводится животному орально через трубку, вставленную глубоко в его горло. Другими формами введения доз являются инъекции, принудительное вдыхание паров (LC50 – летальная доза 50%) и нанесение на кожу животного. Обычно используются мыши, кролики, птицы и рыбы¹⁰⁸, однако периодически использовались и такие животные, как собаки, кошки и обезьяны.¹⁶⁹

В «классической» или «формальной» ЛД50 равные группы животных обоих полов подвергаются воздействию доз разного уровня. При более низких дозах обычно погибает всего несколько животных, а при самых высоких умирают почти все. Затем по этим результатам подсчитывается ЛД50. В среднем берутся 60 животных, т.е. для каждого вида и одного метода введения дозы.¹⁰⁸ Для приблизительной ЛД50 берут меньшее количество.

Тестирование продолжается в течение 14 дней при условии, что не все животные еще умерли. Затем их убивают и иногда исследуют их ткани на предмет признаков интоксикации. Типичными симптомами у умирающих животных являются конвульсии, слезоотделение, диарея, выделения и кровотечения из глаз и рта и «странные вокализации».¹⁰⁹ Как объясняет Британское токсикологическое общество (British Toxicology Society),

«…на токсикологов оказывается давление с целью продолжить исследования, даже притом, что нас беспокоят животные, преждевременное убийство которых может повлиять на результаты исследования, и, таким образом, повлиять на классификацию тестируемых материалов».¹¹⁰

Достаточное количество любого вещества, даже самого безопасного, приведет к нежелательным результатам, а также к смерти, из-за подавления способности животного справляться с запредельными количествами химического вещества, а не по причине какой бы то ни было его особой вредоносности. Гротескные эксперименты подобного рода, в которых животных пичкают огромными объемами безвредных химических веществ, тем самым создавая чрезмерную нагрузку на один или несколько органов, и в итоге приводя к смертельному исходу, ни в какой мере не применимы к человеческим заболеваниям. Однако, в научной литературе сообщалось о многочисленных примерах подобного рода. Еще более неправдоподобными эти тесты делает тот факт, что в отличие от людей, крысы и мыши не могут выводить эти химические вещества из желудка вместе с рвотой.

В 1980-м году журнал «Архивы токсикологии» (Archives of Toxicology) дал описание того, как винная кислота – консервант, используемый в винах и выпечке – тестировалась на ЛД50.¹¹¹ Дозы в 2,5-32,2 грамма (на килограмм веса животного) приводил к смертельному исходу, но не по причине реального токсического эффекта: огромные дозы кислоты вызывали серьезные повреждения стенок желудка. В пересчете, человеку потребовалось бы единовременно употребить примерно 2,25 кг этого вещества, чтобы умереть. А так как винная кислота обычно присутствует в продуктах в очень малых количествах, это означало бы употребление около 2250 литров или 1,25 тонн пищи за 1 заход!

Еще один недавний пример был описан в «Журнале Американской коллегии токсикологов» (Journal of the American College of Toxicology). Животных заставляли поглощать огромные количества косметических средств, особенно помады и восков. В одном из опытов крыс насильно кормили разными видами помады из расчета до 25г на кг веса, что в пересчете на среднестатистического человека означало бы около 1,8 кг.¹¹² При тестировании одного из продуктов, «…одно животное погибло от непроходимости кишечника, но токсического эффекта обнаружено не было».

Следующий раз, когда будете класть сахар себе в чай или кофе, помните, что согласно экспериментам на крысах, необходимо употребить всего 2,5 кг за 1 раз, чтобы умереть.¹¹³

Эксперименты такого рода привели к тому, что ученые стали выступать за испытания «на предельное содержание» веществ, что означает следующее: если животные не погибли после введения заранее установленной обоснованно высокой дозы, то тесты прекращаются.

Изначальной целью ЛД50, когда Треван (Trevan) представил этот метод в 1927 году, было измерение силы лекарственных препаратов, вроде дигиталиса, но по мере того, как у ученые использовали свое воображение для разработки более совершенных методов без использования животных, ЛД50 вышел из употребления. К сожалению, проведение этого теста не представляет сложности, поэтому ученые вновь стали его использовать в качестве приблизительного показателя токсичности – если у вещества А показатель ЛД50 был выше, чем у вещества Б, то вещество А считалось менее токсичным, так как для того, чтобы убить животных, требовалось больше такого вещества. Тест действительно грубый, но именно благодаря этой его простоте исполнения вскоре он вошел в контрольные списки для химических веществ, наряду с такими данными, как химическая формула или растворимость. Естественно, идея единого индекса токсичности очень понравилась бюрократам из правительства, и требование ЛД50 закрепилось в официальных правительственных документах, касающихся целого ряда веществ, в том числе лекарственных препаратов, пестицидов и промышленных изделий. Согласно данным одной из самых больших в Великобритании контрактных лабораторий, Хантингтонский исследовательский центр (Huntington Research Centre), «…около 90 процентов тестов ЛД50, проводимых данным исследовательским центром, и, возможно, также и другими, существуют только для того, чтобы получить эти значения для различных бюрократических нужд».¹¹⁵ Также, по словам директора токсикологической лаборатории «Шелл» (Shell Toxicology Laboratory), «значение этого теста для законодательства гораздо больше, чем для науки».¹¹⁶

Конечно же, возникала небольшая, но теперь уже знакомая проблема: результаты сильно варьировались для разных видов, а также для разных штаммов одного вида. ЛД50 для дигитоксина в 670 раз выше, чем у кошек¹⁰, а ЛД50 для антимицина А, противогрибкового вещества, для цыплят в 30-80 раз больше, чем для голубей и диких уток.¹¹⁷ Показатель ЛД50 для тиомочевины у норвежской дикой крысы был в 450 раз выше, чем у крысы Хопкинса.¹¹⁸

Еще в 1948 году Мюллер (Müller) сравнивал летальные дозы различных химических веществ для животных и людей и обнаружил частую крайне резкую вариативность (см. таблицу напротив). Иногда результаты были примерно одинаковыми, но обычно довольно сильно различались¹¹⁸, что делало невозможным прогнозирование летальной дозы для человека, которая может быть оценена только в случае случайной или намеренной передозировки. Также, тесты нельзя было использовать для прогнозирования последствий передозировки, как показали эксперименты с парацетамолом. Данный препарат убивал мышей и хомяков путем поражения печени (ЛД50 250-400 мг на кг), но у крыс показатель ЛД50 был значительно выше (1000 мг на кг), но даже в таком случае было сложно заметить какие-либо признаки поражения печени.¹¹¹ Доктор Рой Гоулдинг (Dr Roy Goulding), основавший первую Британскую информационную службу по токсичным соединениям (British National Poisons Information Service) при больнице Гай (Guy’s Hospital) в Лондоне, утверждал:

«Наряду с тем, что данные исследований с использованием животных…предоставляют определенную исходную информацию о механизмах токсичности и относительной токсичности, нельзя полагать, что эта информация будет полностью применима к человеку.

«Опыт, полученный в результате тщательных обследований пациентов, страдающих от сильной передозировки лекарствами, потенциально гораздо более полезен, чем опыт, полученный в результате опытов на животных».¹¹⁹

Описывая то, как Национальный токсикологический центр (National Poisons Centre) при больнице Нью Кросс (New Cross Hospital) в Лондоне подбирает информацию и разрабатывает рекомендации по предотвращению и лечению передозировок лекарственными препаратами, директор, д-р Дж. Н. Воланс (Dr G.N.Volans) доказывает, что «…данные по острой токсичности (а ЛД50 – это тест на острую токсичность), полученные в ходе опытов на животных, не дают никакого ценного материала для нашей работы».¹⁷⁰ Согласно данным по ЛД50 для животных, передозировка аспирином не должна быть опаснее, чем передозировка другим обезболивающим, ибупрофеном. Однако, это идет вразрез с клиническим опытом, так как аспирин способен убить человека при дозах, получить которые не представляет труда, тогда как даже самые большие дозы ибупрофена за все 14 лет клинического опыта не вызвали особого токсического эффекта.¹⁷⁰ Следовательно, выбирать наиболее безопасное лекарство на основе показателя его ЛД50 у животных было бы неверно и опасно.

Эксперименты на животных не способны предотвратить случайное отравление, а вот упаковки с защитой от детей вполне могут. Число случаев госпитализации в результате случайного отравления анальгетиками значительно сократилось после внедрения упаковок с защитой от детей в 1976 году.¹²⁰

ЛД50 также не может быть использован в качестве ориентира при выбора дозового уровня для более продолжительных тестов на животных, так как отравляющее действие от многократного поступления веществ нельзя спрогнозировать на основе тестов типа ЛД50, где используется только единовременная доза. Например, для крыс ЛД50 дексаметазона, кортикостероидного гормона, составляет 120 мг на кг, но при повторном применении крысы и собаки не оказались способными выдерживать дневные дозы, превышающие 0,7 мг на кг, что примерно в 1700 раз ниже, чем значение ЛД50.¹¹⁸ Таким образом, значения ЛД50 могут также приводить в замешательство, если из использовать их для определения доз, подходящих для многократного применения добровольцами.

Значения показателя ЛД50 зависят не только от вида и штамма, на них влияют также такие факторы, как пол, возраст, степень истощения, метод дозирования, температура, влажность и даже тип подстилки! У мышей, имевших свободный доступ к пище, значение ЛД50 для солей барбитуровой кислоты составляет 354 г на кг. При отказе доступа к пище от 4 до 6 часов значение ЛД50 падает до 162 мг на кг, а после 20 часов отказа в пище значение ЛД50 составляло всего 66 мг на кг.¹¹⁸ Количество животных в клетке также может повлиять на результаты. Значение ЛД50 для изопреналина снизилось с 800 мг на кг до 50 мг на кг в результате изолирования животных на 3 месяца.¹¹⁸

ЛД50 с трудом можно назвать биологической константой, и результаты для одного и того же химического вещества могут различаться в зависимости от лаборатории в 8-14 раз, при использовании одних и тех же видов и того же метода дозирования!¹²⁵

В последние 10 лет ученые стали более критически относиться к подобным тестам. В одном из крупных журналов профессор Збинден из Цюрихского института токсикологии даже заявил, что:

«Для изучения симптомов острых отравлений у человека и для определения летальной дозы для человека ЛД50 не представляет большого значения». ¹¹¹

Метаболизм различных лекарственных препаратов (в часах)

.........................................................................................................................................................

Ученые о методе ЛД50

«...Даже если бы ЛД50 можно было измерять с высокой точностью и воспроизводимостью, знание ее конкретного числового значения не имело бы особого практического смысла, так как экстраполяция данных от лабораторных животных на человека вряд ли возможна»

Доктор Лорк, Институт Токсикологии, Байер АГ,

(D.Lorke, Institute of Toxicology, Bayer AG)

ФРГ, 1983г.¹²²

«Как показатель острой токсичности он не представляет значимости».

Доктор Шарратт, Бритиш петролеум

(Dr Sharrat, British Petroleum),1977 ¹²³

«...Что касается новых медицинских средств, то здесь наша отрасль в общем не нуждается в значениях ЛД50, кроме как в особых случаях, и некоторые регулирующие органы теперь уже больше не так ему доверяют».

Ассоциация Британской фармацевтической промышленности

(Association of the British Pharmaceutical Industry), 1984¹²⁴

«ЛД50 не предоставляет непротиворечивых и надежных результатов для того набора доз, которые используются в исследованиях острой и подострой токсичности.»

Г. Збинден и М. Флури-Роверси,

Институт Токсикологии

(G.Zbinden & M.Flury-Roversi,

Institute of Toxicology), Цюрих,1981 ¹¹¹

.......................................................................................................................................................

Ученые о тесте Драйза

«Существуют важные структурные и биохимические различия между человеческим глазом и глазами животных, и переносить результаты, полученные с помощью животных, на человека следует с чрезвычайной осторожностью. Типичный пример – это различия в реакциях глаз человека и животных на продолжительный поверхностный контакт с кортикостероидами. Подобная процедура никак не повлияла на глазное давление многих подопытных животных, но у человека она приводит к повышению глазного давления.»

Б. Баллантайн и Д. У. Суонстон, Портон-Даун

(B.Ballantyne & D.W.Swanston, Porton Down), 1977¹²⁸

«Достоверность прогнозов, полученных подобным образом, вызывала сомнения, а использование [в таких исследованиях]живых животных подвергалось критике».

К.К. Мьюир, К. Флауэрс и Н. Дж. Ван Аббе

(C.K.Muir, C.Flower & N.J. Van Abbe),

Лестерский политехнический университет

и отделение по исследованию продуктов «Бичем»

(Lecester Polytechnic & Beecham Products Research Department), 1983 ¹³¹

«Глаз кролика по структуре и физиологии отличается от человеческого глаза».

Р.Б. Кемп, Р.У. Мередит, С. Гембл и М. Фрост

(R.B.Kemp, R.W.J.Meredith, S.Gamble & M.Frost), 1983

Университетский колледж Уэльса (University College Wales),

«OrthoCilag Pharmaceuticals Ltd»и «Johnson and Johnson Ltd»,1983 ¹³²

«Кожа и глаз являются теми важными органами, где экстраполяция данных (полученных с помощью животных) на человека представляет определенную сложность».

Ф. Коулстон и Д.М. Серроне (F.Coulston & D.M.Serrone),

Институт экспериментальной патологии и токсикологии

(Institute of Experimental Pathology & Toxicology), Нью-Йорк,1969¹²⁹

«Ни одно из исследованных животных не может служить в качестве точной модели человеческого глаза, в анатомическом ли смысле или в том, как глаз реагирует на раздражение».

Д.У. Суонстон (D.W.Swanston),1983 ¹³³

.........................................................................................................................................................