Es ist wichtig zu erwähnen, dass Umweltstressoren gemeinsame pathophysiologische Signalwege haben, die sich auf Stresshormonsignale, oxidativen Stress und Entzündungen konzentrieren (Abbildung), was die Unterscheidung zwischen den einzelnen Expositionen gegenüber verschiedenen Umweltstressoren in laufenden und zukünftigen groß angelegten Exposomstudien erschweren wird. Daher sind Multi-Expositions-Konzepte dringend erforderlich, um diese additiven/synergistischen Effekte von Mehrfach-Umweltexpositionen sowie der Wechselwirkung mit bereits bestehenden chronischen nicht-übertragbaren Krankheiten besser zu verstehen. Dies wird von größter Bedeutung sein, um eindeutige Biomarker für das permanente Monitoring großer Bevölkerungsgruppen zu identifizieren. Um die gesundheitlichen Folgen der Umwelt zu untersuchen, wurde ein neues Paradigma entwickelt, das Exposom, definiert als die lebenslange Summe aller Umweltbeiträge zur menschlichen Physiologie und Pathophysiologie (Abbildung). Neben externen Umweltstressoren, wie Verkehrslärm und Luftverschmutzung, bestimmen auch der Lebensstil und allgemeinere Umweltfaktoren, wie sozioökonomischer Status und Klima, das individuelle Exposom.

Die Exposition gegenüber umweltbedingten Risikofaktoren (=externes Exposom) führt zu Veränderungen zentraler biochemischer Signalwege mit damit verbundenen gesundheitlichen Auswirkungen. Zu den zentralen biochemischen Signalwegen gehören die Freisetzung von Stresshormonen (Cortisol und Katecholamine), die Produktion reaktiver Sauerstoffspezies durch Mitochondrien und NADPH-Oxidase in aktivierten Immunzellen, Entzündungen mit Gewebeinfiltration aktivierter Immunzellen und oxidative Schäden in verschiedenen Organen. Da klassische Gesundheitsrisikofaktoren ähnliche Pathomechanismen aufweisen, können Menschen mit bestehenden klassischen Gesundheitsrisikofaktoren oder Krankheiten (z. B. Diabetes oder Bluthochdruck) bei Exposition gegenüber umweltbedingten Risikofaktoren zusätzliche gesundheitsschädliche Auswirkungen erfahren. HPA, Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse; SNS, sympathisches Nervensystem; NOX-2, phagozytäre NADPH-Oxidase (Isoform 2); ROS, reaktive Sauerstoffspezies.