La dose létale 50 ou DL50 (LD50 en anglais pour Lethal Dose 50) ou CL50 (concentration létale 50) est un indicateur quantitatif de la toxicité d'une substance. Cette notion s'applique aussi aux irradiations.

Cet indicateur mesure la dose de substance causant la mort de 50 % d'une population animale donnée (fréquemment des souris ou des rats) dans des conditions d'expérimentation précises. C'est la masse de substance indispensable pour tuer 50 % des animaux dans un lot. Elle s'exprime en milligrammes de matière active par kilogramme d'animal. Plus ce chiffre est petit, plus la substance est toxique. Cette dose n'est valable que pour une espèce précise (le plus fréquemment le rat) et un mode d'introduction précis dans l'organisme (ingestion, inhalation, application cutanée). Notons cependant que la DL 50 peut fluctuer, quelquefois fortement, selon le solvant utilisé ainsi qu'en fonction du sexe de l'animal. Ces chiffres ne sont pas directement extrapolables à l'homme.

La DL 50 est le plus fréquemment exprimée pour une ingestion orale chez le rat. La DL 50 mesurée par application dermale chez le lapin donne une information complémentaire sur le danger d'une substance. La valeur par ingestion est le plus fréquemment plus faible que la valeur dermale.

Ces mesures ne donnent cependant qu'une idée partielle de la toxicité d'une substance, à laquelle il faut rattacher l'existence ou non d'un antidote. Ainsi, le parathion éthyl, malgré une DL 50 orale aiguë de 3, 6 mg/kg, est assez moins dangereux que le paraquat (DL 50 de 236 mg/kg) car il existe un antidote efficace contre le premier mais aucun contre le second. Il est commun d'affirmer que les pesticides ayant une DL 50 orale inférieure à 50 mg/kg forment des substances chimiques extrêmement toxiques pour l'homme.

Dans la pratique, il est aussi important de connaître la DL 50 du produit commercial utilisé. Celle-ci est calculée à partir de la concentration de la matière active dans la formulation au moyen de la formule suivante : Toxicité de la formulation (en mg ma/kg) = (DL 50 matière active x 100) / % matière active de la formulation

Pourquoi 50 % ?

C'est pour des raisons de représentativité statistique qu'on utilise la valeur 50 %, plutôt que 0 %, 5 %, 95 %, ou 100 %. En effet, la courbe de Gauss est «plate» vers 50 %, ce qui fait qu'un échantillon est plus représentatif quand un seuil est franchi à 50 %.

Autour de 50 % de mortalité, de toutes petites variations de dose donneront de grandes variations dans le pourcentage de morts, ce qui a fait retenir cette valeur clé de 50%.

Historique

Le concept de dose létale 50 a été découvert par J. W. Trevan en 1927 et sert à classifier l'ensemble des produits par dangerosité à court et moyen termes.

L'OCDE a fait de la DL₅₀ un test officiel (ligne directrice pour les essais 401) en 1981. En 1987, elle a réduit à 20 au lieu de 30 le nombre minimal d'animaux que doit contenir l'échantillon testé. En 2001, elle a accepté trois nouvelles méthodes^[1], conçues pour remplacer la DL₅₀ ainsi qu'à occasionner une moindre souffrance animale^[2].

La ligne directrice 401 a finalement été abrogée par l'OCDE, le 17 décembre 2002^[3].

Interprétation

La DL₅₀ s'exprime en unités de masse de substance par masse corporelle, c'est-à-dire en g/kg.

Exemple : Une quantité de 3200 mg d'un produit toxique ayant une DL₅₀ de 40 mg/kg provoquerait théoriquement la mort de la moitié des humains pesant 80 kg.

La DL₅₀ sert à mesurer la toxicité d'une substance et d'établir des classes de toxicité.

Classes de toxicité : Échelle de Gosselin, Smith et Hodge Dose orale certainement mortelle (humain) Classe de toxicité Moins de 5 mg/kg Super toxique De 5 à 50 mg/kg Extrêmement toxique De 50 à 500 mg/kg Très toxique De 500 à 5 000 mg/kg Modérément toxique De 5 000 à 15 000 mg/kg Un peu toxique Plus de 15 000 mg/kg Très peu toxique

En général, plus la DL₅₀ est petite, plus la substance est toxique. Le contraire est aussi vrai : plus la DL₅₀ est élevée, plus la toxicité est faible.

Voici, à titre indicatif, la DL₅₀ de produits communs (testée sur le rat par voie orale)  :

vitamine C : 11 900 mg/kg caféine : 192 mg/kg sel de table : 3 000 mg/kg digitaline : de 5 à 10 mg/kg

strychnine : 1 mg/kg cyanure : de 0, 5 à 3, 0 mg/kg dioxine : 0, 02 mg/kg (0, 001 mg/kg pour le chien) toxine botulique : 1 ng/kg

DL50 et radio-exposition

L'exposition à un flux de rayonnements ionisants à dose importante provoque un effet toxique. Une dose de 4 Gray sur un adulte correspond à la DL50.

Méthode

On administre le plus souvent la substance toxique à des animaux répartis en plusieurs groupes, et ce, à des doses croissantes suffisantes pour obtenir un pourcentage de mortalité s'échelonnant entre 0 et 100 %. L'effet d'une substance est globalement inversement proportionnel à la masse de l'animal à qui elle est administrée, c'est pourquoi la dose létale 50 est mesurée en g/kg. Généralement, si la toxicité immédiate est identique chez l'ensemble des types d'animaux, elle sera certainement identique chez les humains. Quand les DL₅₀ sont différentes chez diverses espèces animales, on doit faire des approximations et des hypothèses lors de l'estimation de la dose mortelle probable chez les humains.

Utilisation

Identification de la toxicité

Elle permet de mesurer toute la toxicité d'une substance, mesures qui s'effectuent via des études qualitatives (non mesurables) et quantitatives (mesurables dont la DL₅₀).

La DL₅₀ sert fréquemment de départ aux études de toxicité car elle apporte un minimum de connaissances en identifiant les symptômes de l'intoxication et la dose toxique.

Il faut malgré tout la considérer avec prudence car c'est fréquemment une étude préliminaire (première analyse) qui peut être influencée par plusieurs facteurs, tels l'espèce animale, le sexe, l'âge, le moment de la journée, etc. Il est envisageable de mesurer un certain nombre de paramètres biologiques (tension artérielle, taux de glycémie, indices de stress, etc. ) chez chacun des sujets testés pour comparer après coup (post hoc) le groupe des sujets sensibles et le groupe des sujets résistants; on a ainsi une idée des facteurs de résistance à la toxicité du produit reconnu. La DL₅₀ a cependant une valeur limitée, car elle ne concerne que la mortalité, d'où la naissance de valeurs comme l'IC₅₀.

Il existe d'autres méthodes d'étude de la toxicité, par exemple les tests d'irritation de la peau et de corrosion des yeux, qui font le plus souvent partie d'un programme d'évaluation toxicologique.

Identification du pouvoir pathogène

La DL₅₀ est une des deux données permettant de mesurer le pouvoir pathogène d'un germe. La seconde donnée étant la Dose Minimale Infectante (DMI).

Notions voisines

S'il s'agit d'une substance inhalée, on parle de concentration létale 50 (CL₅₀ ou CLt₅₀) pour exprimer la concentration du toxique dans l'air inspiré et causant la mort de 50 % des animaux. La CL₅₀ est exprimée en mg·min/m³.

Sur le même modèle, on parle aussi de l'IC₅₀ (ou (ICt₅₀), qui mesure la dose dite semi-incapacitante, à laquelle 50 % de la population exposée est paralysée ou assommée.

On parle aussi quelquefois de :

• DL₀₁ : dose de substance causant la mort de 1 % de la population des animaux d'essai ;
• DL₁₀₀ : dose de substance causant la mort de 100 % de la population des animaux d'essai ;
• DL_min.  : dose de substance la plus faible causant la létalité ;
• DT_min.  : dose de substance la plus faible causant un effet toxique.

Notes et références

Voir aussi

Article connexe

• Dose létale
• DL10
• Toxicologie alimentaire

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