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半胱氨酸（L- Cysteine）是一种非必需氨基酸，但是具有超强的生化作用，它的基本化学构成包括氨基、氮、碳、氧和氢再加上含硫的巯基。“巯基”，是常见的抗菌剂乙汞硫水杨酸钠(商品名硫柳汞)，表明这个化合物含有硫和氢原子结合在一起。自从古希腊人应用大蒜在医疗上，元素硫已被用来治疗各种各样的疾病。半胱氨酸具有比大蒜含有更高品质的硫，所以原来许多应用硫的地方被半胱氨酸所替代。
L-半胱氨酸是一种氨基酸类解毒药，它参与细胞的还原过程和肝脏内的磷脂代谢，有保护肝细胞不受损害，促进肝脏功能恢复和旺盛的药理效应。主要用于放射性药物中毒、重金属中毒，锑剂中毒，亦可用于肝炎、中毒性肝炎、血清病等，并能预防肝坏死。本品如果用于锑剂中毒的抢救应及时足量给药，使其最大限度地与锑离子生成无毒性的可溶性络合物排出体外。
1、在生物体内具有抱合作用等, 故对范围广泛的毒物如甲醛、乙醛、氯仿、四氯化碳、铅、镉、氯甲汞、过氧化脂、PCB、河豚毒、酒精等具有有效的解毒作用。
2、有效地预防和治疗放射性伤害。
3、在皮肤蛋白的角蛋白生成中维持重要的巯基酶的活性, 并且补充硫基, 以维持皮肤的正常代谢，调节表皮最下层的色素细胞生成的底层黑色素, 是种非常理想的自然美白化妆品。它可以除去皮肤本身的黑色素, 改变皮肤本身的性质, 使皮肤变得自然的美白。
4、每当出现炎症、过敏使胆磷酯酶等巯基酶降低时, 补给L-半胱氨酸可维持巯基酶的活性, 改善炎症和过敏的皮肤症状。
5、具有溶解角质的作用, 所以对角质肥厚的皮肤病也有效。
6、具有防止生物体衰老的功能。
7、主要分布在肝、脾、肾中外, 还大量积聚在人体表面包括皮肤、粘膜、消化器表面等, 在异物包括经口摄取的、从大气吸入的、与皮肤接触侵入的异物侵入时可强化生物体自身的防卫能力、调整生物体的防御机构。
当半胱氨酸没有转换成左旋胱氨酸，积累在体内是有害的，以致导致肾脏功能障碍和肾结石。这种症状常常发生在具有一种遗传性胱氨酸病患者中（或称为范科尼氏综合症)。胱氨酸症的儿童常常是在十岁左右死于肾衰竭，积累的成千上万的胱氨酸微小的结晶嵌入许多器官，体内的胱氨酸水平大约是正常值的100倍。虽然胱氨酸的结晶没有办法清除。但是，半胱氨酸衍生品称为半胱胺（又称巯基乙胺—mercaptoethylamine)可以快速消除细胞中的过度的左旋胱氨酸。过度的左旋胱氨酸会引起消化道溃疡、发烧、皮疹、嗜睡、降低中性粒的计数。(中性加胞是白细的主要组成导致胱氨酸过剩的原因，我们觉得是由于临床医生在治疗脱发，或最降低体内一种坏的胆固醇（very low density lipoproteins，极低密度脂蛋白，简称VLDL）的过程中，使用了左旋胱氨酸。
在减少肌体内有害的化学物质或是抗氧化治疗时，通常使用胱氨酸转化成半胱氨酸的氧形式比直接使用半胱氨酸的效果好。
L-半胱氨酸和L-胱氨酸都是不容易吸收的形式。补充6克的胱氨酸不会提升血液中的胱氨酸水平。而半胱氨酸的氧化形式可以分解蛋白质，会导致羟基赖氨酸( hydroxylysines)的增加，它是一种有毒的赖氨酸形式。口服胱氨酸对肌体各种生物参数没有显著的影响。但是，L-半胱氨酸进行乙酰化以后，成为N-乙酰半胱氨酸(N- acetyl- cysteine )是最好的吸收形式。