Ekspozycja

Od chwili umieszczenia zanieczyszczenia w środowisku jego trujące składniki odbywają wieloetapową drogę do organizmu człowieka. Etap wchłaniania trucizny do organizmu toksykolodzy nazywają drogą wchłaniania (exposure route). Wyróżniają trzy drogi wchłaniania skażeń ze środowiska do organizmu: wdychanie (przez układ oddechowy), spożycie (przez układ pokarmowy) i kontakt ze skórą (przez tkanki skórne). Większość trujących substancji nie powoduje uszkodzeń w miejscu wniknięcia do organizmu. Zaistnienie kontaktu jest natomiast początkiem zawiłej drogi procesów fizjologicznych (metabolicznych) w organizmie człowieka: absorpcji, rozprowadzenia, magazynowania i eliminacji substancji. Żeby wywołać objawy zatrucia czynnik chemiczny lub produkt jego metabolizmu musi wniknąć do miejsca w docelowym organie podatnego na jego działanie. Równocześnie stężenie toksyny musi być dostatecznie duże i pojawić się tam w określonym czasie. Organ docelowy to punkt anatomicznej preferencji dla pojawienia się objawów zatrucia przez daną substancję. Rysunek przedstawia graficznie schemat przenoszenia trucizny po jej wchłonięciu.
Ilustracją schematu przemieszczania się trucizn w organizmie może być rozmieszczenie benzenu w ciele człowieka narażonego na wdychanie oparów. Udział benzenu wnikającego przez płuca do krwi w stosunku do ilości wdychanego w powietrzu utrzymuje się na poziomie 30%. Pozostałe 70% jest wydychane, w tym 50% nie jest zaabsorbowane, a 20% jest wydalane po resorpcji z tkanek płuc. Doświadczenia ze szczurami wykazały, że drogą pokarmową wnika ponad 90% dawki benzenu. Wchłanianie przez kontakt ze skórą może spowodować również przyjęcie znaczącej dawki w wyniku absorpcji (około 0,2% aplikowanej dawki). Bezpośrednio po wchłonięciu ponad połowa dawki benzenu rozmieszcza się w silnie ukrwionych organach, tj. w wątrobie i nerkach, a reszta w tkance tłuszczowej, mózgu i szpiku kostnym. Kiedy ciężarne kobiety były narażone na opary benzen znaleziono też w łożysku i płodzie. Wiadomo, że benzen bardzo powoli uwalnia się z tkanek tłuszczowych. Aby został on wydalony z organizmu musi równocześnie zaistnieć wiele złożonych procesów metabolicznych, które przekształcają jego niepolarną i rozpuszczalną w tłuszczach cząsteczkę do postaci polarnych metabolitów rozpuszczalnych w urynie. Potężne bazy danych o metabolizmie poszczególnych związków organicznych dostarczają nam informacji o procesach tego rodzaju. Jednak wiedza o większości chemikaliów jest nadal niekompletna.

Ekspozycja na trucizny ma charakter dynamicznego procesu odwracalnego. Wchłanianiu towarzyszy szereg procesów metabolicznych, które prowadzą do wydalania części przyjętej dawki już w czasie trwania ekspozycji. Znaczna część dawki jest usuwana zanim wejdzie w cykl przemian metabolicznych w organizmie. O skali intoksykacji decyduje więc ogromna liczba czynników charakterystycznych dla toksyny, środowiska i organizmu poddanego działaniu toksyny. Okoliczność ta zmusza naukę do opracowania standardowych procedur oceny ekspozycji, których podstawą jest ustanowienie modelowych warunków opisu całego procesu. Rolą ekotoksykologa jest wskazanie ograniczeń aplikacji toksykologicznego modelu oceny ekspozycji do rzeczywistych warunków typowych dla badanej populacji.