毒理學是對毒物的研究，或者更全面地說，是對與暴露於物理因素、化學物質和其他條件相關的不良後果的識別和量化。 因此，毒理學利用大部分基礎生物科學、醫學學科、流行病學以及化學和物理學的某些領域來獲取信息、研究設計和方法。 毒理學的範圍從對毒劑作用機制的基礎研究調查到表徵毒劑毒性的標準測試的開發和解釋。 毒理學為醫學和流行病學提供重要信息，以了解病因學並提供有關所觀察到的暴露（包括職業）與疾病之間關聯的合理性信息。 毒理學可分為標準學科，如臨床毒理學、法醫學毒理學、調查毒理學和監管毒理學； 毒理學可按靶器官系統或過程考慮，如免疫毒理學或遺傳毒理學； 毒理學可以用功能術語來表示，例如研究、測試和風險評估。
在這方面提出全面的毒理學介紹是一個挑戰 百科全書. 本章不提供有關特定藥物的毒理學或不良反應的信息概要。 後一信息最好從不斷更新的數據庫中獲取，如本章最後一節所述。 此外，本章並未嘗試將毒理學納入特定的分支學科，例如法醫毒理學。 本章的前提是所提供的信息與所有類型的毒理學研究以及毒理學在各種醫學專業和領域中的應用相關。 在本章中，主題主要基於實踐方向並與本章的意圖和目的相結合 百科全書 作為一個整體。 還選擇了主題以便於在 百科全書.
在現代社會，毒理學已成為環境和職業健康的重要組成部分。 這是因為許多政府和非政府組織利用毒理學信息來評估和管理工作場所和非職業環境中的危害。 作為預防策略的一部分，毒理學是無價的，因為它是在沒有廣泛人類接觸的情況下潛在危害的信息來源。 毒理學方法也被工業界廣泛用於產品開發，以提供對特定分子或產品配方設計有用的信息。
本章以五篇關於毒理學一般原理的文章開始，這些文章對於考慮該領域的大多數主題都很重要。 第一個一般原則涉及理解外部照射和內部劑量之間的關係。 在現代術語中，“暴露”指的是某種物質呈現給個人或群體的濃度或數量——在特定體積的空氣或水中，或在土壤中發現的數量。 “劑量”是指暴露的人或生物體內某種物質的濃度或數量。 在職業健康方面，標準和指南通常是根據暴露或特定情況下的濃度允許限值來設定的，例如工作場所的空氣中。 這些暴露限值基於關於暴露與劑量之間關係的假設或信息； 然而，通常無法獲得有關內部劑量的信息。 因此，在許多職業健康研究中，只能得出暴露與反應或效果之間的關聯。 在少數情況下，標準是根據劑量製定的（例如，血液中鉛的允許水平或尿液中汞的允許水平）。 雖然這些措施與毒性更直接相關，但出於控制風險的目的，仍然有必要反算與這些水平相關的暴露水平。
下一篇文章涉及決定暴露、劑量和反應之間關係的因素和事件。 第一個因素與攝取、吸收和分佈有關——這些過程決定了物質從外部環境穿過皮膚、肺和腸道等入口進入體內的實際運輸過程。 這些過程處於人類與其環境之間的界面。 新陳代謝的第二個因素與了解身體如何處理吸收的物質有關。 一些物質通過細胞的新陳代謝過程進行轉化，這可以增加或減少它們的生物活性。
靶器官和關鍵效應的概念已經被開發出來以幫助解釋毒理學數據。 根據劑量、持續時間和接觸途徑以及年齡等宿主因素，許多有毒物質可在器官和生物體中引起多種影響。 毒理學的一個重要作用是確定重要的影響或影響集，以預防不可逆轉或使人衰弱的疾病。 這項任務的一個重要部分是識別最先或最受毒劑影響的器官； 該器官被定義為“目標器官”。 在目標器官內，重要的是識別發出中毒或損傷信號的一個或多個重要事件，以便確定該器官受到的影響超出了正常變化的範圍。 這就是所謂的“臨界效應”； 它可能代表病理生理階段進展中的第一個事件（例如小分子量蛋白質的排泄是腎毒性的關鍵影響），或者它可能代表疾病過程中的第一個和潛在不可逆的影響（例如形成致癌作用中的 DNA 加合物）。 這些概念在職業健康中很重要，因為它們定義了與特定暴露相關的毒性和臨床疾病的類型，並且在大多數情況下，減少暴露的目標是預防對目標器官的嚴重影響，而不是對每一個或任何一個的每一個影響器官。
接下來的兩篇文章涉及影響對多種有毒物質的多種反應的重要宿主因素。 它們是：遺傳決定因素，或遺傳易感性/抗性因素； 以及年齡、性別和其他因素，如飲食或併存傳染病。 這些因素還可以通過改變攝取、吸收、分佈和代謝來影響暴露和劑量。 由於世界各地的工作人口在許多這些因素方面各不相同，因此對於職業健康專家和決策者來說，了解這些因素可能導致人口之間和人口中個人的反應差異的方式至關重要。 在人口多樣化的社會中，這些考慮尤為重要。 在評估職業暴露的風險和在毒理學研究或測試中從非人類生物的研究中得出合理的結論時，必須考慮人群的可變性。
然後，本節在機制層面提供了毒理學的兩個一般概述。 從機理上講，現代毒理學家認為所有的毒性作用都是在細胞水平上表現出來的。 因此，細胞反應代表了身體遇到有毒物質的最早跡象。 進一步假設這些反應代表了一系列事件，從受傷到死亡。 細胞損傷是指細胞（器官內生物組織的最小單位）用來應對挑戰的特定過程。 這些反應涉及細胞內過程功能的變化，包括細胞膜及其吸收、釋放或排斥物質的能力； 從氨基酸定向合成蛋白質； 和細胞成分的周轉率。 這些反應可能對所有受損細胞都是常見的，或者它們可能對某些器官系統內的某些類型的細胞具有特異性。 細胞死亡是器官系統內細胞的破壞，是不可逆或未補償的細胞損傷的結果。 有毒物質可能由於某些作用（例如中毒氧氣轉移）而導致細胞急性死亡，或者細胞死亡可能是慢性中毒的結果。 在一些但不是所有器官系統中，細胞死亡後可能會發生替換，但在某些情況下，細胞死亡誘導的細胞增殖可能被認為是一種毒性反應。 即使沒有細胞死亡，反复的細胞損傷也可能在器官內引起壓力，從而損害其功能並影響其後代。
然後本章分為更具體的主題，這些主題分為以下幾類：機制、測試方法、法規和風險評估。 機製文章主要關注目標系統而不是器官。 這反映了現代毒理學和醫學的實踐，即研究器官系統而不是孤立的器官。 因此，例如，遺傳毒理學的討論並不集中在特定器官內試劑的毒性作用，而是集中在作為毒性作用靶標的遺傳物質上。 同樣，關於免疫毒理學的文章討論了免疫系統的各種器官和細胞作為毒劑的靶標。 方法文章的設計具有高度可操作性； 它們描述了目前許多國家使用的危險識別方法，即開發與物劑生物特性有關的信息。
本章接著是五篇關於毒理學在監管和決策中的應用的文章，從危害識別到風險評估。 介紹了幾個國家以及 IARC 目前的做法。 這些文章應該使讀者能夠理解從毒理學測試中獲得的信息如何與基本和機械推論相結合，以得出用於設定暴露水平和控制工作場所和一般環境中危害的其他方法的定量信息。
可用的毒理學數據庫的摘要，本百科全書的讀者可以參考這些數據庫以獲取有關特定毒劑和暴露的詳細信息，這些數據庫可以在第 III 卷中找到（參見本章的“毒理學數據庫” 化學品的安全處理，它提供了關於許多此類數據庫的信息、它們的信息來源、評估和解釋方法以及訪問方式）。 這些數據庫連同 百科全書, 使職業健康專家、工人和雇主能夠獲得和使用最新的毒理學信息以及國家和國際機構對毒劑的評估。
本章重點介紹與職業安全與健康相關的毒理學方面。 出於這個原因，臨床毒理學和法醫毒理學並未作為該領域的分支學科專門處理。 此處描述的許多相同原則和方法用於這些分支學科以及環境健康。 它們也適用於評估有毒物質對非人類群體的影響，這是許多國家環境政策的主要關注點。 已作出堅定的努力，徵求來自所有部門和許多國家的專家和從業者的觀點和經驗； 然而，讀者可能會注意到發達國家對學術科學家的某種偏見。 儘管編輯和撰稿人認為毒理學的原則和實踐是國際性的，但文化偏見和經驗狹隘的問題在本章中很可能很明顯。 本章編者希望廣大讀者 百科全書 隨著這一重要參考不斷更新和擴展，將有助於確保盡可能廣泛的視角。