Токсикологија је проучавање отрова, или, свеобухватније, идентификација и квантификација штетних исхода повезаних са излагањем физичким агенсима, хемијским супстанцама и другим условима. Као таква, токсикологија се ослања на већину основних биолошких наука, медицинских дисциплина, епидемиологије и неких области хемије и физике за информације, истраживачке дизајне и методе. Токсикологија се креће од основних истраживања о механизму деловања токсичних агенаса до развоја и тумачења стандардних тестова који карактеришу токсична својства агенаса. Токсикологија пружа важне информације и за медицину и за епидемиологију у разумевању етиологије и у обезбеђивању информација о веродостојности уочених веза између изложености, укључујући занимања и болести. Токсикологија се може поделити на стандардне дисциплине, као што су клиничка, форензичка, истражна и регулаторна токсикологија; токсикологија се може разматрати према систему или процесу циљног органа, као што је имунотоксикологија или генетска токсикологија; токсикологија се може представити у функционалним терминима, као што су истраживање, тестирање и процена ризика.
Изазов је предложити свеобухватан приказ токсикологије у овоме Енциклопедија. Ово поглавље не представља скуп информација о токсикологији или штетним ефектима одређених агенаса. Ове последње информације се боље добијају из база података које се стално ажурирају, као што је описано у последњем одељку овог поглавља. Штавише, ово поглавље не покушава да постави токсикологију у одређене поддисциплине, као што је форензичка токсикологија. Премиса овог поглавља је да су дате информације релевантне за све врсте токсиколошких подухвата и за употребу токсикологије у различитим медицинским специјалностима и областима. У овом поглављу, теме су првенствено засноване на практичној оријентацији и интеграцији са намером и сврхом Енциклопедија у целини. Теме су такође одабране ради лакшег упућивања унутар Енциклопедија.
У савременом друштву, токсикологија је постала важан елемент заштите животне средине и здравља на раду. То је зато што многе организације, владине и невладине, користе информације из токсикологије да би процениле и регулисале опасности на радном месту и непрофесионалном окружењу. Као део стратегија превенције, токсикологија је од непроцењиве вредности, јер је извор информација о потенцијалним опасностима у одсуству широко распрострањене изложености људи. Токсиколошке методе се такође широко користе у индустрији у развоју производа, да би се пружиле информације корисне у дизајну специфичних молекула или формулација производа.
Поглавље почиње са пет чланака о општим принципима токсикологије, који су важни за разматрање већине тема у овој области. Први општи принципи односе се на разумевање односа између спољашње изложености и унутрашње дозе. У савременој терминологији, „изложеност“ се односи на концентрације или количину супстанце представљене појединцима или популацијама – количине које се налазе у одређеним запреминама ваздуха или воде, или у масама тла. „Доза“ се односи на концентрацију или количину супстанце унутар изложене особе или организма. У области здравља на раду, стандарди и смернице се често постављају у смислу изложености, или дозвољених граница концентрација у специфичним ситуацијама, као што је ваздух на радном месту. Ове границе изложености су засноване на претпоставкама или информацијама о односима између изложености и дозе; међутим, информације о интерној дози су често недоступне. Дакле, у многим студијама здравља на раду, асоцијације се могу повући само између изложености и одговора или ефекта. У неколико случајева, стандарди су постављени на основу дозе (нпр. дозвољени нивои олова у крви или живе у урину). Иако су ове мере у директнијој корелацији са токсичношћу, још увек је неопходно поново израчунати нивое изложености који су повезани са овим нивоима у сврху контроле ризика.
Следећи чланак се бави факторима и догађајима који одређују односе између изложености, дозе и одговора. Први фактори се односе на унос, апсорпцију и дистрибуцију—процесе који одређују стварни транспорт супстанци у тело из спољашње средине преко улазних врата као што су кожа, плућа и црева. Ови процеси су на граници између људи и њиховог окружења. Други фактори, метаболизам, односе се на разумевање како тело подноси апсорбоване супстанце. Неке супстанце се трансформишу ћелијским процесима метаболизма, који могу или повећати или смањити њихову биолошку активност.
Концепти циљног органа и критичног ефекта су развијени да помогну у тумачењу токсиколошких података. У зависности од дозе, трајања и начина излагања, као и фактора домаћина као што је старост, многи токсични агенси могу изазвати бројне ефекте унутар органа и организама. Важна улога токсикологије је да идентификује важан ефекат или скупове ефеката како би се спречила неповратна или исцрпљујућа болест. Један важан део овог задатка је идентификација органа који је први или највише погођен токсичним агенсом; овај орган је дефинисан као „циљани орган“. Унутар циљног органа, важно је идентификовати важан догађај или догађаје који сигнализирају интоксикацију или оштећење, како би се утврдило да је орган погођен изван опсега нормалне варијације. Ово је познато као „критични ефекат“; може представљати први догађај у прогресији патофизиолошких стадијума (као што је излучивање протеина мале молекулске тежине као критичан ефекат у нефротоксичности), или може представљати први и потенцијално иреверзибилни ефекат у процесу болести (као што је формирање адукта ДНК у карциногенези). Ови концепти су важни у здравству на раду јер дефинишу типове токсичности и клиничке болести повезане са специфичним излагањем, а у већини случајева смањење изложености има за циљ превенцију критичних ефеката на циљне органе, а не сваки ефекат на сваки или било који ефекат. орган.
Следећа два чланка се тичу важних фактора домаћина који утичу на многе врсте одговора на многе врсте токсичних агенаса. То су: генетске детерминанте, или наследни фактори осетљивости/отпорности; и старост, пол и други фактори као што су исхрана или коегзистенција заразне болести. Ови фактори такође могу утицати на излагање и дозу, кроз модификовање уноса, апсорпције, дистрибуције и метаболизма. Пошто се радно становништво широм света разликује у односу на многе од ових фактора, од кључне је важности за специјалисте медицине рада и креаторе политике да разумеју начин на који ови фактори могу допринети варијабилности одговора међу популацијама и појединцима унутар популације. У друштвима са хетерогеним становништвом, ова разматрања су посебно важна. Променљивост људских популација мора се узети у обзир при процени ризика од професионалне изложености и при доношењу рационалних закључака из проучавања нељудских организама у токсиколошким истраживањима или тестирањима.
Одељак затим пружа два општа прегледа токсикологије на механичком нивоу. Механички, савремени токсиколози сматрају да сви токсични ефекти испољавају своје прве акције на ћелијском нивоу; тако, ћелијски одговори представљају најраније индикације сусрета тела са токсичним агенсом. Даље се претпоставља да ови одговори представљају спектар догађаја, од повреде до смрти. Повреда ћелије се односи на специфичне процесе које користе ћелије, најмања јединица биолошке организације унутар органа, да одговоре на изазов. Ови одговори укључују промене у функцији процеса унутар ћелије, укључујући мембрану и њену способност да преузме, ослободи или искључи супстанце; усмерена синтеза протеина из аминокиселина; и промет ћелијских компоненти. Ови одговори могу бити заједнички за све повређене ћелије, или могу бити специфични за одређене типове ћелија у одређеним системима органа. Ћелијска смрт је уништавање ћелија унутар система органа, као последица иреверзибилне или некомпензоване повреде ћелије. Токсични агенси могу изазвати акутну смрт ћелије због одређених радњи као што је тровање преноса кисеоника, или смрт ћелије може бити последица хроничне интоксикације. Смрт ћелије може бити праћена заменом у неким, али не у свим системима органа, али у неким условима ћелијска пролиферација изазвана смрћу ћелије може се сматрати токсичним одговором. Чак и у одсуству ћелијске смрти, поновљене повреде ћелије могу изазвати стрес унутар органа који угрожава њихову функцију и утиче на њихово потомство.
Поглавље је затим подељено на конкретније теме, које су груписане у следеће категорије: механизам, методе испитивања, регулатива и процена ризика. Чланци о механизму се углавном фокусирају на циљне системе, а не на органе. Ово одражава праксу модерне токсикологије и медицине, која проучава органске системе, а не изоловане органе. Тако, на пример, расправа о генетској токсикологији није фокусирана на токсичне ефекте агенаса унутар одређеног органа, већ на генетски материјал као мету за токсично дејство. Исто тако, чланак о имунотоксикологији разматра различите органе и ћелије имуног система као мете за токсичне агенсе. Чланци о методама су дизајнирани да буду веома оперативни; они описују тренутне методе које се користе у многим земљама за идентификацију опасности, односно развој информација у вези са биолошким својствима агенаса.
Поглавље се наставља са пет чланака о примени токсикологије у регулативи и креирању политике, од идентификације опасности до процене ризика. Представљена је досадашња пракса у неколико земаља, као и ИАРЦ. Ови чланци би требало да омогуће читаоцу да разуме како су информације добијене токсиколошким тестовима интегрисане са основним и механичким закључцима да би се извукле квантитативне информације које се користе у одређивању нивоа изложености и других приступа контроли опасности на радном месту и општем окружењу.
Резиме доступних токсиколошких база података, на које се читаоци ове енциклопедије могу обратити за детаљне информације о специфичним токсичним агенсима и изложености, могу се наћи у свесци ИИИ (погледајте „Токсиколошке базе података“ у поглављу Безбедно руковање хемикалијама, који пружа информације о многим од ових база података, њиховим изворима информација, методама евалуације и тумачења и начинима приступа). Ове базе података, заједно са Енциклопедија, пружају специјалисту медицине рада, раднику и послодавцу могућност да прибаве и користе најновије информације о токсикологији и процени токсичних агенаса од стране националних и међународних тела.
Ово поглавље се фокусира на оне аспекте токсикологије релевантне за безбедност и здравље на раду. Из тог разлога, клиничка токсикологија и форензичка токсикологија нису посебно обрађене као поддисциплине ове области. Многи од истих принципа и приступа који су овде описани се користе у овим поддисциплинама, као иу здрављу животне средине. Они су такође применљиви за процену утицаја токсичних агенаса на нељудску популацију, што је главни проблем еколошких политика у многим земљама. Учињен је посвећен покушај да се ангажују перспективе и искуства стручњака и практичара из свих сектора и из многих земаља; међутим, читалац може приметити извесну пристрасност према академским научницима у развијеном свету. Иако уредник и сарадници верују да су принципи и пракса токсикологије међународни, проблеми културолошке пристрасности и уског искуства могу бити очигледни у овом поглављу. Уредник поглавља се нада да ће читаоци овог Енциклопедија ће помоћи у обезбеђивању најшире могуће перспективе јер се ова важна референца наставља да се ажурира и проширује.