乙二醇水溶性强，吸收后疾速散布于血液及组织液中，并很快在肝脏经乙醇脱水酶代谢为乙醇醛，再经乙醛脱水酶代谢为乙醇酸，乙醇酸经乙醇酸氧化酶氧化为乙醛酸。最后主要代谢物为草酸，也有局部为甲酸和马尿酸。
 国内外关于乙二醇的研讨结果分歧以为其自身毒性较低，而其代谢产物毒性较高，对肾脏的毒性主要是由乙二醇氧化代谢物所致。Gordon罗列出乙二醇的主要三种代谢产物乙醛酸、草酸和乳酸的毒性。乙醛酸能抑止糖酵解和三羧酸循环，刺激大脑；草酸可惹起肾损伤和代谢性酸中毒，还可与钙离子分离构成草酸钙结晶，招致低钙血症，并堆积于肾、脑等处，形成肾、脑功用障碍；乳酸进一步加重酸中毒。
 乙二醇能惹起高草酸盐尿和草酸钙结晶堆积于肾不断被看作是肾损伤和肾结石的重要致病机制。综合国内外乙二醇与肾脏结石构成关系的研讨，肾结石构成的可能机制是：
① 自在基和抗氧化酶共同作用机制；
②结石基质蛋白和蛋白簇表达抑止剂共同作用机制；
③单核．巨噬细胞趋化因子诱导草酸盐和草酸钙结晶致肾损伤机制。近年有学者相继发现乙二醇在招致肾损伤和肾结石的同时伴有一些过氧化合物酶及过氧化产物的增高，如脂质过氧化物酶、MDA(丙二醛)、 半乳糖苷酶以及中性肽链内切酶 。在乙二醇致大鼠肾结石构成过程中存在着氧化．抗氧化系统的失衡。乙二醇代谢产物早期随血液循环进入肾脏，产生活性氧，后期浸润到白细胞而使抗氧化酶活性程度减低，肾脏后期处于过氧化应激状态下，加重肾脏的损伤水平。
 总之，乙二醇代谢物惹起的急、慢性酸中毒和组织中草酸钙结晶堆积是乙二醇重要的毒性根底。

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