Известный русский токсиколог Е.П.Пеликан в середине прошлого века писал: “Действие ядов определяется их химическим составом или свойством, числом и расположением частиц, их образующих; поэтому вещества, аналогично составленные и представляющие симметричные реакции, оказывают аналогию в образе действия”. Таким образом, проблема зависимости токсического эффекта от строения и состава химических веществ была четко очерчена дастаточно давно. Для ее молекулярно-структурного обоснования важное значение имели работы П.Эрлиха по химеотерапии, который в 1909 г. сформулировал положение о функциональном значении отдельных частей молекул биологически активных соединений. Суть концепции П.Эрлиха в том, что он считал несомненным факт протекания обычных химических реакций между компонентами живой клетки и лекарственными веществами. При этом впервые декларировалось существование в клетках химически активных воспринимающих структур (рецепторов), специфичных по отношению к определенным группам в молекулах лекарственных препаратов. Для понимания сущности биологической активности вещества, по концепции П.Эрлиха, необходимо раскрыть молекулярную природу его взаимодействия с рецептором и оценить эти два реагирующих между собой компонента по структурным параметрам. Исследованиями проблемы взаимодействий “рецептор - вещество” было установлено, что незначительно различающиеся по химическому строению вещества нередко оказывают противоположное действие, тогда как ряд соединений, принадлежавших к разным классам, часто приводят к сходному эффекту. Кроме того, одно и то же вещество может проявлять себя по-разному в зависимости от того, на какую биоструктуру оно воздействует. Совершенно очевидно, что получение необходимой токсикологической информации в отношении громадного числа новых веществ весьма затруднительно. Отсюда важное значение придается изучению общих закономерностей связи строения химических веществ с их токсикологическим действием на живые объекты.
Химические модификации структуры вещества могут приводить к изменения его токсикологических свойств, по крайней мере, в двух основных аспектах:
1) по физико-химическим параметрам, от которых зависят транспортно-распределительные отношения в системе “ксенобиотик - организм” (имеется в виду характер и условия поступления, накопления, распределения в организме и взаимодействия с определенными чувствительными структурами модифицированного вещества, а также эффективность его выведения из организма);
2) по способности вступать в химические (биохимические) взаимодействия с компонентами внутренней среды организма, в том числе и с такими, которые приводят к биотрансформации (обезвреживанию) ксенобиотика.