Pembentukan organ tubuh janin dimulai dari sistem saraf di minggu ke-3 kehamilan. Trimester pertama adalah masa rentan dan sensitif bagi perkembangan janin. Sehingga kondisi ibu dan paparan zat tertentu di periode tersebut bisa menyebabkan abnormalitas pada bayi.
Banyak faktor dan mekanisme yang mempengaruhi suatu zat untuk dapat bermanifestasi. Namun, pada dasarnya ada landasan agar zat-zat tersebut dikategorikan sebagai teratogen.
2 poin penting yang perlu diperhatikan adalah kerentanan dan fenotipe (karakteristik individu yang dapat diamati dan dihasilkan dari interaksi genotip dan lingkungan). Pada beberapa kasus, ada bayi yang terpapar dan terdampak tapi ada juga yang terpapar namun tidak terdampak.
Contohnya kasus penggunaan obat thalidomide pada ibu hamil untuk mengatasi mual di tahun 1960-an. Cakupan ekspresi fenotipe sangat luas, selama 3 dekade studi literatur klinis menunjukkan bahwa hampir semua teratogen memiliki pola karakteristik cacat, yang mana bisa bervariasi tiap individu.
Perbedaan pola cacat lahir bergantung pada tahap perkembangan janin. Apabila kecocokan zat berada di periode sebelum terjadinya penempelan embrio ke dinding rahim, maka efeknya adalah embrio mati atau mampu bertahun hidup.
Meskipun begitu, ada resiko yang memungkinkan terjadinya kelainan karena mencetuskan mutasi genetik. Sedangkan jika terjadi pada trimester pertama (tahap pembentukan organ) yang memiliki sensitivitas tinggi, menjadikan embrio rentan mengalami kerusakan.
Satu teratogen dengan yang lainnya memiliki mekanisme dan jalur tersendiri untuk memulai patogenesis (proses dimulainya perkembangan penyakit dari terjangkit patogen hingga munculnya gejala klinis yang jelas), mekanismenya terdiri dari:
Setiap teratogen mempunyai metode yang berbeda untuk mencapai target masing-masing di embrio. Agen fisik, seperti radiasi; sinar-x; gelombang mikro; dan ultrasound memiliki akses langsung ke janin tanpa mengalami perubahan setelah ibu terpapar.
Sedangkan, pada agen yang dikonsumsi, topikal, dihirup, dan suntik akan dimetabolisme atau detoksifikasi terlebih dahulu oleh ibu sebelum sampai ke embrio. Selain itu, laju penyerapan juga perlu dipertimbangkan karena plasenta bukan penghalang mutlak bagi janin.
Wujud akhir dari perkembangan abnormal:
Pada kondisi tertentu seperti ibu hamil pengidap penyakit kronik, bahkan morning sickeness sekalipun memerlukan obat atau terapi medis lainnya agar tidak memperparah penyakit sang ibu. Oleh karenanya, diperlukan dosis aman selama masa kehamilan.
Dosis aman muncul didasarkan pada konsep ambang batas (mendatangkan dampak buruk), artinya resiko dari penggunaan atau paparan dosis di bawahnya sama dengan ibu hamil yang tidak terpapar teratogen, artinya tidak menyebabkan cacat lahir.