ปัจจุบันพบว่าโลหะหนักที่แม้ว่าจะมีปริมาณในร่างกายเพียงเล็กน้อยในระดับที่ไม่ก่อให้เกิดพิษ แต่ก็ก่อให้เกิดผลเสียหายต่อร่างกายหลายประการ เพราะโลหะหนักจะเข้าไปรบกวนการทำงานของแร่ธาตุต่าง ๆ ในร่างกาย โดยปกติแล้วแร่ธาตุเหล่านี้จะช่วยเร่งปฏิกิริยาการทำงานของระบบต่าง ๆ ในร่างกาย เช่น การสร้างพลังงาน การใช้สารอาหารการสร้างฮอร์โมน เป็นต้น ส่งผลให้ระบบการทำงานต่าง ๆ ของร่างกายหยุดชะงักไป นอกจากนั้นสารโลหะหนักก็ยังเป็นอันตรายต่อผนังเซลล์ เมื่ออยู่บนผนังเซลล์ทำให้เกิดเสียสมดุลของประจุไฟฟ้า เกิดการทำลายผนังเซลล์ เซลล์จึงถูกทำลาย ก่อให้เกิดความผิดปกติในการแบ่งตัวของเซลล์ มากไปกว่านั้นโลหะหนักต่าง ๆ ยังเป็นตัวการก่อให้เกิดอนุมูลอิสระ ทำให้หลอดเลือดอักเสบ ผนังหลอดเลือดขรุขระ เกิดความไม่เรียบของพื้นผิว ส่งผลให้เกิดหลอดเลือดแข็ง เกิดพลาคหรือเกิดลิ่มเลือดอุดตันตามมา ดังรายงานการศึกษาวิจัยจำนวนมากที่ยกมากล่าวในตอนต้นแล้ว  สารโลหะหนักส่งผลต่อกลไกการสร้างไนตริกออกไซด์ของหลอดเลือดด้วย ทำให้หลอดเลือดขาดความยืดหยุ่นและหดตัว กลายเป็นปัจจัยเสี่ยงต่อเส้นเลือดตีบตัน และทำให้ความสามารถในการนำสารอาหารไปหล่อเลี้ยงอวัยวะต่างๆ ในร่างกายน้อยลง ส่งผลให้เกิดความเสื่อมสภาพของอวัยวะในร่างกายอย่างต่อเนื่อง เช่น เกี่ยวข้องกับโรคอัลไซเมอร์ โรคพาร์กินสัน ออทิสติก โรคหัวใจและหลอดเลือด โรคเบาหวาน โรคความดันโลหิตสูง โรคไตเสื่อม ตาเสื่อม โรคเรื้อรังต่าง ๆ สารโลหะหนัก ที่สะสมในต่อมหมวกไต ทำให้ต่อมหมวกไตสร้างฮอร์โมนลดลง เกิดภาวะต่อมหมวกไตล้า ซึ่งส่งผลให้ร่างกายเสื่อมเร็ว ความเครียดสูง เช่นเดียวกับในต่อมไร้ท่ออื่น ๆ หากมีสารโลหะหนักสะสมก็จะทำให้สร้างฮอร์โมนต่าง ๆ ได้ลดลง สารโลหะหนักสะสมยังส่งผลให้ผู้ป่วยเบาหวานไม่ตอบสนองต่อยาลดน้ำตาลในเลือด สารโลหะหนักสามารถนำไปสู่ภาวะเสื่อมของระบบประสาท เช่น ความคิด ความจำ และโรคซึมเศร้า เกี่ยวข้องกับการที่กระดูกพรุน ภาวะฮอร์โมนไธรอยด์ต่ำ ความเป็นพิษของโลหะหนักขึ้นอยู่กับรูปแบบทางเคมีของสารประกอบของโลหะหนักแต่ละชนิด และเส้นทางที่ร่างกายได้รับเข้าไป เช่น ทางระบบหายใจ ระบบทางเดินอาหาร ผิวหนัง เป็นต้น ซึ่งสารพิษเหล่านี้เมื่อสะสมอยู่ในร่างกายจนถึงระดับหนึ่งก็จะแสดงอาการออกมาให้เห็น ผลของความเป็นพิษของโลหะหนักในสิ่งมีชีวิตเกิดจากกลไกต่าง ๆ คือ

1. โลหะหนักเข้าไปแย่งการทำงานของแร่ธาตุจำเป็น  trace mineral โดยปกติแร่ธาตุจำเป็นที่เราต้องการจำนวนน้อยมาก ๆ มีอยู่ประมาณ 70 ชนิด โดยหน้าที่ของธาตุจำเป็นส่วนใหญ่จะเกี่ยวข้องกับการช่วยประกอบการทำงานของเอนไซม์ต่างๆ ให้เป็นปกติ เอนไซม์ คือโมเลกุลชนิดหนึ่งในร่างกายที่เป็นตัวขับเคลื่อนปฏิกิริยาเคมีที่สำคัญในขบวนการดำรงชีวิต เช่น เอนไซม์ในขบวนการสร้างพลังงาน-ทำหน้าที่เปลี่ยนสารอาหารที่ย่อยและดูดซึมแล้วให้กลายเป็นพลังงาน  เอนไซม์ในขบวนการย่อยสลายสารพิษและสารอนุมูลอิสระ เช่น สังกะสี (Zn) ช่วยประกอบการทำงานของเอนไซม์ย่อยสลายสารพิษ ประมาณ 20 กว่าชนิด เช่น alcohol dehydrogenase ซึ่งช่วยย่อยสลายอัลกอฮอล์ ดังนั้นหากร่างกายมีสารโลหะหนัก อัลกอฮอล์จะย่อยสลายช้า และเกิดพิษสุราได้เร็วขึ้น เช่นเป็นมะเร็งได้ง่ายขึ้น หรือตับแข็งง่ายขึ้น เป็นต้น โดยสารพิษโลหะหนักจะสามารถไล่โมเลกุลของสังกะสีออกไปจากเอนไซม์ แล้วเข้าไปแทนที่ตรงตำแหน่งที่สังกะสีเคยอยู่  ทำให้เอนไซม์ต่างๆ สูญเสียหน้าที่ หยุดทำงานไป

2. สารโลหะหนักเพิ่มการสร้างอนุมูลอิสระ โดยผ่านจากปฏิกิริยาเคมีโดยตรง อนุมูลอิสระเป็นโมเลกุลไม่เสถียร ซึ่งสร้างขึ้นทั้งจากผลของการทำงานของเซลล์ต่าง ๆ ของร่างกาย คล้ายกับของเสีย ที่มาจากการเผาไหม้ของเครื่องยนต์ หรือจากสารเคมี สารพิษแปลกปลอมต่าง ๆ เมื่อสร้างขึ้นแล้ว ร่างกายจะพยายามควบคุมโดยอาศัยเอนไซม์ย่อยสลายอนุมูลอิสระต่างๆ หากอนุมูลอิสระเกิดขึ้นมากเกินไป อาจก่อการทำร้ายผนังเซลล์ ทำร้ายโครงสร้างหลักทางพันธุกรรม คือ DNA ก่อความเสียหาย เช่น ความเสื่อม มะเร็ง ฯลฯ เมื่อไรก็ตามที่มีโลหะหนักอยู่ ปฏิกิริยาเคมีจะก่อให้เกิดสารอนุมูลอิสระเพิ่ม จากขบวนการที่เรียกว่า Fenton Reaction เช่น ออกซิเจน เมื่อเจอกับโลหะหนัก ทำปฏิกิริยาเสร็จ ก็จะเกิดอนุมูลอิสระขึ้นมาทันที หรือแม้กระทั่งวิตามินซี ซึ่งถือเป็นสารต้านอนุมูลอิสระ เมื่ออยู่ในภาวะที่มีสารโลหะหนัก ก็จะเกิดปฏิกิริยาที่เป็นการสร้างอนุมูลอิสระเพิ่มขึ้นเสียเอง เหมือนกับว่าคนดีๆ แท้ๆ หากไปคบมิตรชั่ว ก็อาจเกิดผลลัพธ์ที่กลายเป็นความเสียหายได้

3. สารโลหะหนักลดระดับของสารต้านอนุมูลอิสระตามธรรมชาติที่ร่างกายสังเคราะห์ขึ้น สารโลหะหนักส่วนใหญ่ สามารถจับกับองค์ประกอบสำคัญ ในโมเลกุลของสารต้านอนุมูลอิสระที่ร่างกายสร้างขึ้น เช่น จับกับ Thiol group ของสารกลูต้าไธโอน ซึ่งเป็นสารต้านอนุมูลอิสระที่สำคัญมาก ที่ช่วยปกป้องร่างกายของเราจากอนุมูลอิสระจำนวนมหาศาล อันเป็นผลมาจากการทำงานของเซลล์ต่าง ๆ ในแต่ละวัน  เมื่อโลหะหนักเข้าไปจับแน่นกับโมเลกุลของสารต้านอนุมูลอิสระไปแล้ว สารนั้นก็จะไม่สามารถทำงานได้ ร่างกายก็จะอยู่ในภาวะเสี่ยงต่อการถูกคุกคามด้วยอนุมูลอิสระ ซึ่งจะเข้าไปโจมตีไขมัน เกิด lipid peroxidation หรือภาวะไขมันเป็นสนิม เนื่องจากผนังเซลล์ทุกชนิดในร่างกายเป็นไขมัน ดังนั้นผนังเซลล์ทุกเซลล์ก็มีโอกาสเสียหาย   อนุมูลอิสระยังโจมตีโปรตีนทำให้เสียหายทำงานต่อไม่ได้ proteine dysfunction ฮอร์โมนต่างๆในร่างกายมักเป็นโปรตีนหรือสายอมิโนเรียงต่อกัน การทำงานของฮอร์โมนก็จะเสียไปโมเลกุลต่างๆ ที่เป็นข้อมูลคำสั่งในการติดต่อสื่อสารระหว่างเซลล์ ก็เป็นเปปไทด์ หรือส่วนย่อยของโปรตีน ก็จะถูกโจมตีได้ อนุมูลอิสระยังทำลายดีเอนเอ ทำให้เซลล์กลายพันธ์เป็นจุดเริ่มต้นของเซลล์เสื่อมและก่อมะเร็ง  อินซูลินก็เป็นฮอร์โมนเหมือนกัน และเกิดความเสียหายได้ในภาวะสารโลหะหนักเช่นกัน ดังนั้นบ่อยครั้งที่นักวิจัยในอดีต รายงานการใช้คีเลชั่นบำบัดแล้วผู้ป่วยเบาหวานควบคุมน้ำตาลได้ดีขึ้นและใช้ยาลดลง

4. โลหะหนักเป็นพิษโดยตรงต่อผนังเซลล์ ทำให้ผนังเซลล์สูญเสียความแข็งแรง เซลล์ก็จะแตกทำลายเสียหายได้ง่าย  เช่น สารตะกั่ว ส่งผลให้เซลล์เม็ดเลือดแดงเปราะ เม็ดเลือดแดงแตกเสียหายง่าย ทำให้อาการหนึ่งของพิษตะกั่วคือซีด เพราะเม็ดเลือดแดงแตกไป

5.โลหะหนักตกค้างที่ผนังเซลล์หลอดเลือด ส่งผลยับยั้งการสร้างสารออกฤทธิ์คลายตัวหลอดเลือดตามธรรมชาติ Nitric Oxide และส่งผลต่อมาทำให้ผนังหลอดเลือดขาดความยืดหยุ่น เสี่ยงต่อการตีบตัน แตก เป็นปัจจัยหลักที่ก่อโรคผนังหลอดเลือดเสื่อม Endothelial Dysfunction ซึ่งเกี่ยวข้องกับ เบาหวาน ความดัน หัวใจ หลอดเลือดหัวใจตีบ หลอดเลือดสมอง อัมพฤกษ์ อัมพาต

6. สารโลหะหนักบางชนิด เช่น ตะกั่ว เข้าไปแทนที่ขบวนการของแร่ธาตุ โดยตะกั่วเข้าไปแทนที่แคลเซี่ยม ผ่านช่องทางปกติของแคลเซี่ยม เข้าไปสะสมในกระดูก และขับออกมาจากกระดูก ในช่วงที่มีการปลดปล่อยแคลเซี่ยม เช่นในระหว่างตั้งครรภ์และให้นมบุตร และในภาวะกระดูกพรุน ก็จะปลดปล่อยตะกั่วออกมา

7. สารโลหะหนักที่ปนเปื้อนมากับอาหาร บางครั้งมีฤทธิ์ฆ่าเชื้อโรค ทำลายแบคทีเรียที่เป็นประโยชน์ในลำไส้ ส่งผลให้สมดุลของจุลชีพในลำไส้แปรเปลี่ยนไป และอาจเป็นสาเหตุของภาวะเยื่อบุลำไส้สูญเสียความเป็นผนังกั้นไปที่เรียกว่า Leaky Gut Syndrome ภาวะนี้ก่อให้เกิดความเสื่อมของร่างกายได้หลายอย่าง เกี่ยวข้องกับอาการภูมิแพ้ อ่อนเพลียเรื้อรัง สมองเสื่อมจากภาวะภูมิต่อต้านตัวเอง ฯลฯ

8. สารโลหะหนักส่งผลให้เลือดมีความเป็นกรดเพิ่มมากขึ้น โดยปกติร่างกายทนต่อความเปลี่ยนแปลงทางกรดด่างได้น้อยมากจึงมีระบบปรับสมดุลที่รวดเร็วมาก โดยเมื่อร่างกายเป็นกรดจะมีการดึงแคลเซี่ยมออกมาจากที่สะสมไว้ในกระดูก อาจส่งผลในระยะยาวต่อความหนาแน่นมวลกระดูกได้

9. สารโลหะหนักผ่านรกได้ง่ายมาก และผ่านเข้าไปในต่อมน้ำนมในการผลิตน้ำนมแม่ได้ ซึ่งส่งผลเสียต่อสมองและระบบประสาทที่กำลังเจริญเติบโต และยังไม่แข็งแรงของทารกได้ง่าย

10. สารโลหะหนักเกือบทั้งหมดเป็นพิษต่อภูมิต้านทาน โดยการสร้าง Haptens ซึ่งก่อปฏิกิริยาทางภูมิต้านทาน  ส่งผลให้เกิดปฏิกิริยาการแพ้ และชักนำไปสู่ภาวะแพ้สารเคมีหลายชนิด Multiple Chemical Sensitivity

11. สารโลหะหนัก ออกฤทธิยับยั้งการทำงานของ DNA และ RNA โดยยับยั้ง histone function ยับยั้ง translation และ transcription ของทั้ง DNA และRNA เซลล์ต่างๆจึงหยุดการทำงาน อวัยวะก็ค่อย ๆ เสียหน้าที่ไป

12. สารโลหะหนักขัดขวางตัวรับฮอร์โมน Hormone receptor จึงส่งผลต่อการทำงานของฮอร์โมนต่าง ๆ เช่น ฮอร์โมนเพศ ฮอร์โมนอินซูลิน ด้วยเหตุที่สารโลหะหนักมีขบวนการเป็นพิษดังกล่าว ภาวะทางคลินิกที่เกี่ยวข้องกับสารโลหะหนักจึงเป็นไปได้กว้าง ดังเช่น

• โรคหลอดเลือดตีบแข็ง

• โรคมะเร็ง

• โรคสมองเสื่อม โรคอัลไซเมอร์

• โรคปลายประสาทเสื่อมและไตเสื่อม

• ภาวะดื้ออินซูลิน และเบาหวาน

• ภาวะปวดตามกล้ามเนื้อและเนื้อเยื่อ

• ภาวะอ่อนเพลียเรื้อรัง

• ภูมิแพ้ ภูมิไวเกิน

สารพิษโลหะหนักมาจากไหนบ้าง

สารโลหะหนักมักจะปนเปื้อนอยู่ในสิ่งแวดล้อมและสามารถปนเปื้อนไปยังห่วงโซ่อาหารของมนุษย์ เช่น ปนเปื้อนอยู่ในอาหารสัตว์ ในพืชผักผลไม้ กุ้ง หอย ปู ปลา มนุษย์รับเอาสารโลหะหนักเข้ามาสู่ร่างกาย ทั้งทางหายใจ การดื่ม การรับประทาน การสัมผัสทางผิวหนัง  สารโลหะหนักสามารถก่อพิษทั้งแบบเฉียบพลัน เมื่อได้รับเข้าไปในปริมาณมาก ๆ หรือค่อย ๆ สะสมเข้าไปในร่างกายทีละน้อย ๆ และก่อให้เกิดพิษแบบเรื้อรัง โดยที่เราอาจไม่เคยรู้มาก่อนว่าเกี่ยวข้องกับการรับสารโลหะหนักเข้ามาทีละน้อย