rozpuszczalność Substancje chemiczne posiadają zdolność do rozpuszczania się w wodzie lub w lipidach, a reagenty w nich rozpuszczalne są niebezpieczne dla organizmu. Organizmy żywe zbudowane są w 60% z wody, a barierami warunkującymi rozprzestrzenianie się w nim substancji chemicznych są błony komórkowe o strukturze białkowo-lipidowej. Na ilustracji znajduje się zlewka z roztworem. Od zlewki zaznaczona jest strzałka do ilustracji, która zawiera sześcian zbudowany z kulek, oznaczonych jako plusy i minusy. Kationy i aniony łączą się z cząsteczkami wody., temperatura wrzenia i parowania Są to właściwości fizyczne substancji chemicznych, dostępnych w formie cieczy. Cechy te mają związek z istotą substancji, przechodzącej w stan fazy gazowej. Para kolejno jest wdychana przez drogi oddechowe lub wchłaniana przez skórę. Ważnym czynnikiem fizykochemicznym jest niska temperatura wrzenia (duża prężność par), która odpowiada za zatrucia przemysłowe. Toksyczny wpływ reagentów chemicznych jest zależny od niższej temperaturą wrzenia, co obrazuje przykład benzenu i jego homologów.

Benzen należy do najbardziej szkodliwych substancji chemicznych mających wpływ na nasze zdrowie. Wykazuje działanie toksyczne w przypadku narażenia na dostęp drogą oddechową, kontaktu ze skórą i w przypadku spożycia. Benzen i jego homologi (ksylen, toluen, etylobenzen) wykazują zbliżone wartości dawki śmiertelnej (DL), jednak wpływ toksycznego działania tych związków chemicznych jest dużo mniejszy ze względu na niską temperaturą wrzenia (80°C) i dużą prężnością pary benzenu w temp. 20°C – 13,3 kPa (100 mg Hg). Efektem tego jest wysoka lotność benzenu, dwukrotnie większa niż toluenu i blisko cztero-/pięciokrotnie większą niż ksylenu i etylobenzenu.

Na zdjęciu jest czajnik z gwizdkiem, z którego wydobywa się para., wielkość cząstek Ważną rolę podczas wchłaniania toksycznych substancji chemicznych (mgieł, dymów, pyłów) przez płuca odgrywa stan ich rozdrobnienia, tzn. dyspersja. W aerozolach drobiny cechują się wielkością poniżej 1 μm i dlatego są wchłaniane w oskrzelikach płucnych. Substancje tego typu cechują się działaniem toksycznym, zależnym od liczby zawartych w nich cząstek o średnicy mniejszej od 1 μm.

Dlatego właśnie istnieje ścisła zależność między wielkością cząsteczki substancji trującej a jego działaniem toksycznym, co wpływa na jej bezpośrednie wchłanianie do krwi w pęcherzykach płucnych.

Na zdjęciu są modele cząsteczek różnej wielkości unoszące się w przestrzeni. Modele są zbudowane z kolorowych kulek, połączonych wiązaniami., budowa chemiczna związku Wiązanie nienasycone, znajdujące się w strukturze związku alifatycznego, oddziałuje na jego toksyczność z powodu zwiększenia jego reaktywności chemicznej i hydrofilności. Ponadto toksyczność związku alifatycznego wzrasta wraz z wprowadzeniem większej ilości węgli do łańcucha węglowego oraz poprzez rozbudowanie jego cząsteczki (rozgałęzienie). Przykładowo, wydłużenie łańcucha węglowego w aminokwasach kieruje do zwiększenia ich rozpuszczalności, czyli ich dostępności biologicznej.

Na szkodliwe właściwości związku chemicznego ma wpływ ponadto izomeria strukturalna (położenie). Substancje chemiczne o ugrupowaniu para są przeważnie najbardziej toksyczne. Z kolei związki o ułożeniu orto rzadko wykazują jakąkolwiek szkodliwość.
Na ilustracji znajduje się wzór półstrukturalny: sześcioczłonowy pierścień aromatyczny. W pierwszej pozycji podstawiony jest grupą hydroksylową, zaś w czwartej grupą nitrową. Lewoskrętne izomery, optycznie czynne wykazują się wyższą toksycznością, z powodu wysokiej aktywności biologicznej, która wynika z rozpuszczalności, dużej prężności par, a także ich transformacji. Poza tym na szkodliwość substancji chemicznych mają wpływ podstawniki. Wprowadzenie do struktury takich grup, jak nitrowa, nitrozowa, cyjanowa, winylowa, nitrozoaminowa i fenylowa wpływa niekorzystnie na właściwości toksyczne związku chemicznego.

wiek i rozwój osobniczy Organizm noworodka jest wrażliwszy na zatrucia u zwierząt ze względu na niedostateczne wykształcenie wszystkich enzymatycznych układów detoksykacyjnych oraz na niską masę ciała. W wieku podeszłym poprzez wyczerpanie się wielu czynności, organizm staje się bardziej podatny na wpływ toksycznych związków chemicznych, niż w wieku średnim. Prawdopodobnie ma to związek ze zmniejszeniem się czynności hormonalnych, z fizjologiczną transformacją w krążeniu krwi i niedotlenieniem ważnych życiowo narządów wewnętrznych, co prowadzi do obniżenia ich funkcji biotransformacyjnych i wydzielniczych.

Kilka zdjęć przedstawia osoby w różnym wieku - od noworodka do seniora., płeć Szybkość metabolizowania szkodliwych substancji chemicznych zależy od płci (wniosek z badań wykonanych na zwierzętach). Sprzeczności uaktywniają się w okresie dojrzewania i są kontynuowane przez cały okres dojrzałego życia ssaków. Główne rozbieżności, zależne od płci, są związane ze związkami metabolizowanymi przez enzymy, które kontrolują hormony płciowe. Wykazano, że kobiety są podatniejsze na szkodliwe działania wielu ksenobiotyków, leków psychotropowych oraz pestycydów, niż mężczyźni. Na ilustracji znajduje się symbol Marsa i Wenus dotyczące płci - symbol Marsa to okrąg ze strzałką po prawej stronie skierowaną w górę, symbol Wenus to okrąg z krzyżykiem na dole., hormony i czynniki genetyczne Niedobór lub nadmiar hormonów potrafi zasadniczo wpłynąć na metabolizm ksenobiotyków (substancji chemicznych niebędących naturalnymi składnikami żywego organizmu). Hormon nadnerczy, tarczycy oraz przysadki mózgowej, regulującej czynność gruczołów płciowych, gruczołu tarczowego, nadnerczy i trzustki wydzielającej insulinę mają tutaj duże znaczenie. Efektem genetycznego deficytu lub braku układu enzymatycznego jest zahamowanie biotransformacji związku chemicznego, co prowadzi do obniżenia rozkładu metabolizmu i kumulacji substancji w organizmie ze wszystkimi jej skutkami ubocznymi.

Ilustracja przedstawiająca fragment podwójnej helisy DNA.

Wahania ciśnienia atmosferycznego wpływają na spadek lub wzrost ciśnienia krwi oraz zmiany hemodynamiczne, które powodują zaburzenia przepływu krwi przez tak ważne narządy, jak: serce, wątroba czy nerki. Efektem czego jest niedotlenienie i niedożywienie poszczególnych organów, spowolnienie metabolizmu, detoksykacja w wątrobie oraz ograniczenie czynności wydzielniczych nerek.

Na rytm biologiczny ssaków ma znaczenie światło, które wpływa na aktywność licznych enzymów przemian wewnątrzustrojowych i enzymów biorących udział w przemianie ksenobiotyków. Niska, jak i wysoka temperatura powodują podwyższenie szkodliwości substancji chemicznej, ze względu na zmianę hemodynamiki krwi.

Podczas ochłodzenia organizmu ma miejsce wzrost ciśnienia, co prowadzi do podwyższenia oporów naczyniowych, gorszego ukrwienia i utlenowania ważnych narządów, czyli do zmniejszenia aktywności enzymów mikrosomalnych.

W definicję promieniowania jonizującego wchodzą wszystkie typy promieniowania, powodujące jonizację ośrodka materialnego, czyli odczepienie minimum jednego elektronu od atomu lub cząsteczki lub też wybicie go ze struktury krystalicznej. Promieniowanie to, nie schodzące poniżej dozwolonej aktywności progowej 10-20 Bq/m² powietrza lub największej dawki skumulowanej (5 remów), może powodować nieznaczną radiolizę wody w organizmie, czego efektem jest zwiększenie puli wolnych rodników. Co wpływa na redukcję aktywności enzymów mikrosomalnych i zmniejszenie szybkości przemiany ksenobiotyków.

Na ilustracji znajdują się różne materiały i elementy umieszczone w pewnej odległości od siebie: to papier, aluminium i ludzka dłoń w tej samej odległości od papieru pod sobą, dalej ołów, stal, beton. Przez warstwy przechodzi promieniowanie alfa, beta i gamma oraz neutrony. Papier zatrzymuje promieniowanie alfa. Aluminium zatrzymuje promieniowanie beta. Ludzka dłoń zatrzymuje promieniowanie beta, ale przechodzi przez nią promieniowanie gamma oraz neutrony. Przez stal i ołów przechodzi promieniowanie gamma oraz neutrony. Przez beton nie przechodzi promieniowanie gamma, przechodzą tylko neutrony.