Muchos suelos contaminados contienen varios elementos tóxicos (ETs) en contenidos elevados, y las interacciones planta-ET pueden diferir de la contaminación por un solo ET. Por lo tanto, este estudio investigó el impacto de la contaminación combinada (As, Cd, Pb, Zn) en los procesos fisiológicos y metabólicos de la lechuga. Después de 45 días de exposición, el exceso de ET en el suelo resultó en la inhibición de la biomasa de raíces y hojas en un 40 y 48%, respectivamente. El estrés oxidativo por acumulación de ET se indicó mediante marcadores -malondialdehído y 5-metilcitosina- y síntomas visibles de toxicidad (clorosis foliar, ennegrecimiento de raíces) y cambios morfo-anatómicos, que estaban relacionados con el cambio en el régimen hídrico (disminución del potencial hídrico). Un análisis de aminoácidos libres (AAs) indicó que los ETs alteraron el metabolismo de N y C, especialmente en las hojas, aumentando el contenido total de AAs libres y sus familias. La senescencia inducida por estrés por ETs sugirió cambios en los parámetros de intercambio de gases (aumento en la tasa de transpiración, conductancia estomática y concentración de CO intercelular), pigmentos fotosintéticos (disminución de clorofilas y carotenoides), una disminución en la eficiencia del uso del agua y el rendimiento cuántico máximo del fotosistema II. Estos resultados confirmaron que la toxicidad de la contaminación combinada afectó significativamente los procesos de la lechuga al dañar el sistema antioxidante y expresar una mayor sensibilidad foliar a la multicontaminación por ET.