人体机体各种活动,运动,呼吸,消化本质上都是以无数的无机物,有机物和生物大分子参与的化学反应为基础的,其涉及的生化反应错综复杂。一般情况下这些化学反应都处于一个动态平衡之中,偶尔会因为一些因素或者外部环境的变化平衡会打破,但是生物体都会有一定的修复能力,一般情况下平衡的破坏可以被修复,但是也有一些是不可逆的,而且这种修复能力是有限的,还相对滞后。能够给机体化学反应动态平衡带来不可逆的破坏稳态平衡的或者超过有机体修复能力的分子都认为是对生物有机体有毒的。但是生物体内发生的化学反应太多,理论上只要是重要的化学反应发生异常,对机体都是会产生害处,比如许多遗传病都可以理解为重要生物分子的异常引起的。因此,分子致毒的机理都可以说是阻止了生物体内重要化学反应的进行。
比如一氧化碳CO分子就是对人体有毒的分子,CO致毒的原因是因为引起细胞组织缺氧。
大家都知道人体细胞需要的氧气都是通过血液中的血细胞中的血红蛋白分子Hb从肺通过血液循环运输到各组织器官,然后在各细胞中将氧气卸载,将细胞有氧代谢产生的二氧化碳再运输回肺中,因此人体吸入氧气,呼出二氧化碳。但是CO分子进入血细胞后,因为一氧化碳CO分子与血红蛋白Hb 的亲和力比氧气与 Hb 的亲和力大 240 倍,红细胞的血红蛋白Hb于是就会优先与CO结合而不与氧气结合。而且两者结合生成的COHb非常稳定,COHb 不能携带氧,这种结合几乎是不可逆的,因此血红蛋白就不再能够将氧气运输到人体各器官细胞,造成细胞组织缺氧,因此说CO对人体是有毒的。