У більшості випадків отрутою називають шкідлива речовина, що надходить в організм ззовні, проте токсичний ефект може обумовлюватися не їм, а продуктами його перетворення в організмі. Так, при отруєнні фторацетат останній перетворюється в організмі під фторцітрат, що порушує ферментне перетворення лимонної кислоти в аконітову. В експерименті при введенні кролику в кров відсутньої у нього уреази остання перетворює сечовину в аміак, що отруює центральну нервову систему. У курей, кров яких не містить сечовини, аміак не утворюється і уреаза отруєння не викликає. І все ж отрутами в цих випадках називають фторацетат і уреазу, а не фторцітрат та аміак, участь яких у патогенезі отруєння виявляють при ознайомленні з процесами, не доступними безпосередньому спостереженню.
Приблизно з середини 19 ст. з розвитком методів експериментальної медицини виникла можливість вивчати всю сукупність процесів взаємодії отрути з організмом: взаємодія з першої тканинної поверхнею, всмоктування і надходження в кровотік, розподіл, затримку в організмі, хімічні перетворення, виділення. Всі ці процеси можуть відбуватися майже одночасно (так, виділення отрути може вже розпочатися, коли ще не вся маса його всмокталася в кров). Від інтенсивності названих процесів залежить концентрація отрути в кровотоці, якої у свою чергу визначається інтенсивність токсичного процесу взаємодії отрути з організмом, що веде до порушення його функції або структури.
У Протягом довгого часу по наявності або відсутності шкідливого ефекту судили про тому, всмоктується чи отрута тій чи іншій тканинної поверхнею, на який орган переважно впливає, яка найближча локалізація токсичного процесу. Перев'язкою або тимчасовим затисненням судин можна попередити надходження отрути в той чи інший орган, а в дослідах на ізольованих органах можна зіставити ступінь токсичної дії на них. Піддаючи вилучення з органів, тканин, рідин організму біологічної пробі, можна судити про те, чи знаходиться в них отрута, змінюється чи він в організмі.
Такі прийоми дослідження використовують в експерименті досі; вони отримали подальший розвиток і виконуються на окремих клітинах, внутрішньоклітинних структурах, гомогенатах органів, ферментних препаратах.
Токсичний ефект може виникнути до або після всмоктування (резорбції) отрути в кров. У першому випадку він називається місцевим, а в другому - резорбтивною. Поряд з цими прямими ефектами розрізняється непрямий - рефлекторний ефект. При цьому зміни в організмі наступають в результаті подразнення отрутою чутливих нервових закінчень як на місці надходження отрути в організм, так і після всмоктування його в кров. Незалежно від того, якою мірою виражені місцевий, резорбтивний і рефлекторний ефекти, їх необхідно диференціювати як для розуміння патогенезу отруєння, так і для раціоналізації лікувально-профілактичних заходів.
У випадках, коли отрута, наприклад міцна кіслотата або їдкий луг, викликає тільки місцевий ефект (пошкодження очі, шкіри), говорять про хімічному опіку, хімічної травмі. При попаданні міцних кислот і їдких лугів всередину прийнято говорити про отруєння, навіть якщо ознаки резорбтивної дії отрути НЕ виявилися.
Спосіб дії отрут, не доступний безпосередньому спостереженню, вивчається лише з середини 19 в. Експериментально було виявлено порушення окремих фізіологічних процесів при отруєннях, завдяки чому з'явилася можливість судити про причини виникнення окремих симптомів. Так, з'ясувалося, що периферичний руховий параліч при отруєннях кураре викликається порушенням передачі нервового імпульсу на м'яз, центральний параліч при отруєннях окисом вуглецю - порушенням транспорту кисню кров'ю. Стало широко використовуватися вираз "механізм дії отрути". Спочатку поняття "механізм" зводилося переважно до порушення фізіологічних процесів, пізніше воно отримало біохімічну характеристику: отруєння виникає при надходженні в організм маси молекул певного хімічного будови і властивості; порушення життєдіяльності організму відбувається в результаті взаємодії цих молекул з молекулярними (частіше з макромолекулярних) структурами живої речовини.
Встановлено, що взаємини між чужими або отруйними для організму речовинами і специфічними властивими йому речовинами визначаються общехимической закономірністю: речовини східного хімічної будови і властивості здатні брати участь в одній і тій же реакції і конкурувати один з одним. Найбільш докладно вивчено, частіше і легше виявляється варіант конкуренції, в якому одні конкурент порушує участь іншого в біохімічній реакції. Так, окис вуглецю здатна, подібно кисню, з'єднуватися з гемоглобіном з утворенням карбоксигемоглобіну; це порушує утворення оксигемоглобіну і різко знижує або навіть припиняє перенесення кисню до тканин. Катіони ртуті, свинцю, талію та інших важких металів взаємодіють з сульфгідрильних (тіоловими) групами ферментних білків і порушують їх участь в обміні речовин (наприклад, здатність брати...
