半胱胺可用于预防和治疗因X线或其他放射能引起的放射病综合征（表现为恶心、呕吐、全身乏力、嗅觉及味觉障碍等）。当机体应用本品后受到X线照射时，即产生大量的游离羟基（OH），从而出现抗氧化作用。此外本品亦能与机体内某些酶相互作用，因而使之对放射能稳定。还能解除金属对细胞中酶系统活动的抑制，用于急性四乙基铅中毒，效果较好，能解除其症状（尤其是神经系统症状），但尿铅排泄则未见增加。
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