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1. 개요
반수치사량(半數致死量, Median Lethal Dose, LD,50,) 또는 중앙치사량이란, 어떤 물질의 독성을 실험할 때 실험군의 50%가 사망하는, 즉 잔여 생존이 50%가 되는 투여량을 말한다.말 그대로 '둘이 먹다가 하나가 죽는 양'으로, 일반적으로 '치사량'이라 하면 바로 이 LD,50,을 이른다. 최소치사량(Minimum Lethal Dose, MLD)이나 완전치사량(Lethal Dose 100%, LD,100,) 등도 있지만 반수치사량에 비해 잘 쓰이지 않는다.
누구에게나 정량의 독극물을 투여하면 죽는 것 아닌가 하는 생각을 할 수도 있겠지만, 같은 물질이라도 개체마다 죽음에 이르는 양은 각기 다르다. 극적인 예시로 제정 러시아 말기의 요승 그리고리 라스푸틴은 당시 치사량으로 알려진 양의 세 배에 달하는 청산가리를 먹였는데도 죽지 않아 결국 총으로 쏴죽여야 했다고 한다.[1] 따라서 치사량을 결정하기 위해 통계적 평균을 내는데, 그 평균값으로 선택한 것이 실험군의 50% 사망이라는 수치다.
2. 측정
경구 투여 또는 주사하여 체중 1kg 당 용량을 의미하는 mg/kg으로 단위를 나타낸다. 일반적으로 /kg을 무시하고 쓰는 경우가 있어서 헷갈릴 수 있는데, '성인 기준', '50kg 기준' 이런 말이 없으면 kg당 단위일 가능성이 높다. 예를 들어 청산가리의 LD,50,은 1mg/kg인데, 이는 곧 60kg의 성인 남성들에게 청산가리 60mg을 먹이면 그 중 50%가 사망한다는 뜻으로 해석할 수 있다. 절대 1mg을 먹으면 반수가 죽는다는 소리가 아니다. 또한 이는 수학적 통계이며, 여기서 '60mg 미만의 섭취는 비교적 안전하다' 같은 답을 도출해서는 안 된다. 애초에 반수치사량이므로 안전하다고 말할 수가 없다. 정규분포곡선에 따라 40mg만 먹었는데 죽을 수도, 80mg을 먹었는데 안 죽을 수도 있다. 게다가 설령 죽지 않았더라도 인체에 심각한 손상을 영구적으로 입을 수 있다.독극물이 아니라도 모든 물질의 LD,50, 수치는 존재한다. 뭐든지 과하면 독이 된다는 것은 당연한 이치이다[2]. 일찍이 의학의 아버지 히포크라테스는 "과도한 것은 자연에 반하는 것이다."라고 했고, 16세기의 연금술사로 화학과 약학의 선구자였던 파라켈수스 역시 "모든 것은 독이며, 용량만이 이를 결정한다."고 말한 바 있다. 예를 들어 물만 하더라도 랫 기준 약 90g/kg정도가 반수치사량. 이론상 75kg 성인 남성 기준으로는 약 6.75L정도다. 물론 인체는 항상성을 유지하기 위해 많은 양의 수분이 들어오면 배설기관을 작동시키므로, 나눠서 6리터 마신다고 해서 LD,50,에 도달하는 것이 아니라 한 번에 투입할 때 이야기다. 상품이 걸린 물 많이 마시기 게임 등에서 물 중독으로 목숨을 잃는 사례가 한 번에 너무 많은 물을 마시면서 전해질 쇼크가 일어나는 것.
당연히 사람에게 실험을 해서 LD,50, 값을 찾아낼 수는 없는 노릇이니 랫 등의 실험동물에게 먹이거나 음독 자살자의 독극물 섭취량 등의 통계를 분석해 추정을 한다. 이는 어디까지나 추정치이기 때문에 법적으로 결정적인 효력을 갖지는 못한다고. 독성학 실험 데이터를 위해서는 당연히 실험동물을 사용한다.
3. 반수치사농도(LC50)
비슷한 개념으로 LC50(Lethal Concentration 50%, 반수치사농도)도 있다. 이쪽은 기체나 액체같은 물질의 농도 단위이며, 양이 아니라 공기나 액중 중의 농도를 뜻한다. 단위는 mg/m3 으로 나타낸다.4. 각종 물질의 반수치사량
각종 물질의 LD50 수치를 알기 쉽게 그림으로 설명해놓은 영상.
로그 스케일을 써서 한 줄로 나타낸 인포그래픽
1g(그램) = 1,0001천mg(밀리그램) = 1,000,0001백만μg(마이크로그램) = 1,000,000,00010억ng(나노그램) 이다.
| 물질 | LD,50, | 체중 60kg 성인 남녀 기준 |
| 물 | 90 g/kg 약 90,000 mg/kg | 5400g≒5.4L |
| 설탕 | 33,000 mg/kg | 1980g=1.98kg |
| MSG | 12,961mg/kg (마우스 경구투여) 19.9 g/kg 약 19,900 mg/kg (래트 경구투여) | 780 ~ 1200g |
| 비타민C | 11,900 mg/kg | 714g |
| 소금 | 3,000 ~ 4,000 mg/kg | 180 ~ 240g |
| 비타민B1 | 8,224 mg/kg | 493g |
| 에탄올 | 3,450 mg/kg | 207g[3] |
| 카페인 | 250 mg/kg | 15g |
| 비소 | 120 ~ 200 mg/kg | 7.2 ~ 12g |
| 파라콰트 (그라목손) | 120 mg/kg | 7.2g |
| 비타민D2 | 42 mg/kg | 2.5g |
| 청산가리 | 1 mg/kg | 60mg |
| 리신 | 30μg/kg | 1.8mg |
| 폴로늄 | 1μg/kg | 60μg |
| 보틀리눔 톡신 타입 H | 0.5ng/kg | 30ng |