On altıncı yüzyılda yaşamış İsviçreli hekim ve simyacı Paracelsus, tıp tarihine damgasını vuran bir söz söyledi. Ona göre her şey zehirdir ve hiçbir şey zehirsiz değildir; bir şeyi zehir olmaktan kurtaran yalnızca dozdur. Bu düşünce, kısaca dozu zehir yapar biçiminde özetlenir ve bugün zehirli maddelerin canlılar üzerindeki etkilerini inceleyen toksikoloji biliminin temel ilkesi olarak kabul edilir. Paracelsus'un bu sözü, maddeleri iyi ve kötü olarak kesin çizgilerle ayırmanın yanıltıcı olabileceğini hatırlatır.

Bu ilkenin en çarpıcı örneklerinden biri sudur. Su, yaşam için vazgeçilmezdir ve çoğu insan suyu zehirli bir madde olarak düşünmez. Ancak çok kısa sürede aşırı miktarda su içmek, kandaki sodyum düzeyinin tehlikeli biçimde düşmesine ve ölümcül sonuçlara yol açabilir. Benzer biçimde oksijen de yaşam için zorunludur; fakat çok yüksek derişimlerde uzun süre solunduğunda akciğerlere ve sinir sistemine zarar verebilir. Vitaminler bile aşırı dozlarda alındığında zehirlenmeye neden olabilir.

Tersine, son derece zehirli olarak bilinen bazı maddeler, çok küçük dozlarda tıbbi amaçlarla kullanılabilir. Bunun en dikkat çekici örneği, bazı bakterilerin ürettiği ve bilinen en güçlü zehirlerden biri olan botulinum toksinidir. Bu madde, kasların kasılmasını sağlayan sinir sinyallerini engeller. Bozulmuş konserveler aracılığıyla vücuda girdiğinde ölümcül felçlere yol açabilir. Ancak aynı madde, son derece küçük ve kontrollü dozlarda kas spazmlarının, bazı migren türlerinin ve aşırı terlemenin tedavisinde kullanılmaktadır. Kozmetik amaçlarla kırışıklıkları azaltmak için yapılan uygulamalar da bu maddeye dayanır.

Toksikologlar, bir maddenin zehirliliğini değerlendirirken doz ile etki arasındaki ilişkiyi inceler. Genel olarak doz arttıkça etkinin şiddeti de artar. Bu ilişki, doz yanıt eğrisi adı verilen grafiklerle gösterilir. Bu eğriler, bir maddenin hangi dozda etki göstermeye başladığını, hangi dozda ciddi zararlara yol açtığını ve hangi dozda ölümcül olabileceğini anlamaya yardımcı olur.

Maddelerin zehirliliğini karşılaştırmak için geçmişte sıklıkla kullanılan ölçütlerden biri, bir deney hayvanı grubunun yarısının ölümüne yol açan dozdu. Bu değer ne kadar düşükse, madde o kadar zehirli kabul edilir. Ancak bu yöntem, hayvan refahı açısından ciddi eleştirilere konu olmuştur. Bugün pek çok ülkede bu tür testlerin kullanımı sınırlandırılmış ve hücre kültürleri ile bilgisayar modelleri gibi alternatif yöntemler geliştirilmiştir.

Zehirliliği belirleyen tek etken doz değildir. Maddenin vücuda giriş yolu da büyük önem taşır. Bazı maddeler yutulduğunda görece zararsızken solunduğunda ciddi zararlara yol açabilir. Maruz kalma süresi de belirleyicidir. Yüksek bir dozla bir kez karşılaşmak ile düşük dozlarla yıllarca karşılaşmak, birbirinden çok farklı sonuçlar doğurabilir. Kişinin yaşı, kilosu, genel sağlık durumu ve genetik yapısı da bir maddeye verdiği tepkiyi etkiler. Çocuklar ve gelişmekte olan bebekler, bazı maddelere karşı yetişkinlerden çok daha duyarlı olabilir.

Bu ilke, günlük yaşamda karşılaştığımız pek çok kaygıyı değerlendirmek için de yararlıdır. Medyada sıklıkla bir yiyecekte, kozmetik üründe ya da içme suyunda zararlı bir maddenin tespit edildiğine dair haberler yer alır. Ancak bir maddenin varlığı, tek başına bir tehlike oluşturduğu anlamına gelmez. Günümüzün gelişmiş analiz yöntemleri, son derece küçük miktarlardaki maddeleri bile tespit edebilmektedir. Önemli olan, maddenin hangi miktarda bulunduğu ve bu miktarın bilinen güvenli sınırlarla nasıl karşılaştırıldığıdır.

Benzer biçimde doğal olanın her zaman güvenli, yapay olanın ise her zaman tehlikeli olduğu yönündeki yaygın inanış da bilimsel açıdan doğru değildir. Doğada son derece güçlü zehirler bulunur. Bazı mantarlar, bitkiler ve hayvanlar ölümcül maddeler üretir. Patatesin yeşillenmiş kısımlarında ve filizlerinde bulunan bir madde, yüksek miktarlarda tüketildiğinde zehirlenmeye yol açabilir. Öte yandan yapay olarak üretilen pek çok madde, uygun dozlarda son derece güvenlidir. Bir maddenin güvenliği, kaynağına değil, özelliklerine ve dozuna bağlıdır.

Bununla birlikte dozu zehir yapar ilkesinin bazı karmaşık durumları vardır. Bazı maddelerin, çok düşük dozlarda bile beklenmedik etkiler gösterebildiği öne sürülmektedir. Örneğin hormonların işleyişini taklit eden ya da bozan bazı maddelerin, düşük dozlarda yüksek dozlardan farklı etkiler gösterebileceği tartışılmaktadır. Ayrıca bazı maddeler vücutta birikir ve tek tek zararsız görünen küçük dozlar, zamanla zararlı düzeylere ulaşabilir. Kurşun ve cıva gibi ağır metaller bu tür birikimin bilinen örnekleridir.

Farklı maddelerin bir arada bulunması da etkileri değiştirebilir. Bazı ilaçlar birlikte alındığında birbirlerinin etkisini artırabilir ya da azaltabilir. Bazı yiyecekler ve içecekler de ilaçların vücutta işlenmesini etkileyebilir. Toksikologlar, insanların gerçek yaşamda tek bir maddeyle değil, aynı anda pek çok maddeyle karşılaştığını göz önünde bulundurarak bu karmaşık etkileşimleri de incelemeye çalışır.

Paracelsus'un beş yüzyıl önce dile getirdiği ilke, bugün de güncelliğini korumaktadır. Bu ilke, maddeleri yalnızca adlarına ya da kaynaklarına göre yargılamak yerine, onların ne kadarının, nasıl ve ne süreyle bizimle temas ettiğini sormamız gerektiğini hatırlatır.