В патогенезе отравлений и функциональных нарушений организма, экспонированного тяжелыми металлами, тесно сочетаются специфические элементы (избирательная токсичность) и реакция стрессорного, неспецифического характера. Это определяется особенностями рассматриваемой группы ядов, с одной стороны, и различиями в реагировании организмов на их поступление, обусловленными фило- и онто-генетическими отличиями, — с другой. В первом случае важно учитывать физико-химические свойства металла в элементарной, ионизированной (соли) и соединенной с органическим лигандом формах. А. Альберт указывает на четыре основные группы факторов, определяющих избирательную токсичность ядов в этом плане: ионизация, редокс-потенциал, стерические особенности ковалентной связи и растворимость. Например, метильная группа повышает липофильность соединения, препятствуя присоединению молекулы к соседней двойной связи. Электронодонорная метильная группа при наличии ее связи с атомом углерода понижает кислотность и ведет к росту основно-сти соединения с существенным изменением его биологической активности. Значение указанных закономерностей наиболее четко прослеживается при рассмотрении мышьяк-, олово-, свинец - и ртутьорганических соединений, биологические эффекты которых обусловлены свойствами металла, органиче-ского лиганда и молекулы в целом. Что касается объекта воздействия, то, во-первых, большая часть металлов относится к категории биоактивных и необходимых для нормальной жизнедея-тельности организма. Это вызывает негативные реакции, изменение физиологических функций и метаболизма не только при избытке, но и при недостатке микроэлементов в организме. Именно приложение координационной химии металлов к биологическим проблемам привело к развитию нового пер-спективного направления в биохимии, получившего наименование "неорганическая биохимия". Во-первых, раскрытие закономерностей образования комплексов металлов с олиго-мерами, пептидами, белками и небелковыми макромолекулами может иметь большое значение для познания, в частности, механизмов токсического действия ионов металлов, в том числе переходных и тяжелых. Во-вторых, имеет место функциональное взаимодействие эссенциальных, бионеобходимых микроэлементов в организме, вне деформации которого рассмотрение механизмов токсического действия тяжелых металлов не может быть признано удовлетворительным. В-третьих, в известных пределах существует обратная функциональная взаимосвязь между величиной действующей или суммарной дозы тяжелого металла и выраженностью его избирательной токсичности (полнотой проявления специфических биологических свойств, особенно на клеточном и молекулярном уровнях). В то же время воздействие в очень низких дозах, если исключить парадоксальные эффекты, представляет наибольшие трудности в интерпретации наблюдаемых изменений, так как в сложных и многоэтапных процессах биотрансформации вводимого вещества, сочетания повреждающих и компенсаторных реакций вычленить и охарактеризовать токсическое действие крайне затруднительно, а сделанные обобщения могут носить лишь спекулятивный характер. Ведущим механизмом токсического действия тяжелых металлов признается угнетение ими многих ферментных систем в результате блокирования сульфгидрильных и других функциональных групп в активных центрах и иных биологически важных участках белковых молекул. Действия тяжелых металлов. Почти во всех водо-, щелоче-, кислоторастворимых соединениях токсичны 12 из тяжелых металлов (Be, Cr, As, Se, Ag, Cd, Sn, Sb, Ba, Hg, Те, Pb), а также алюминий. Они проявляют сильно выраженные токсические свойства при самых низких концентрациях. К наиболее токсичным из таких металлов относят Hg, Cd, Pb, As. Они не являются ни жизненно необходимыми, ни благотворно влияющими на рост и развитие растений, но даже в малых дозах приводят к нарушению нормальных метаболических функций организма. Тяжелые металлы представляют наибольшую угрозу на первых стадиях развития сельскохозяйственных растений (проростков, всходов). Под их действием ухудшается рост корней, побегов, происходит некроз листьев. Как в открытом, так и в защищенном грунте не рекомендуется выращивать сельскохозяйственные культуры на расстоянии менее 5—7 км от источников выбросов тяжелых металлов. В зоне выбросов предприятий цветной металлургии почва становится токсичной для выращивания растений уже через 4 года.