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苯主要以蒸气状态经呼吸道吸入，皮肤仅少量吸收，消化道吸收完全。进入体内后，部分以原形由肺呼出;部分在肝脏代谢，通过微粒体混合功能氧化酶进行羟化，转化为酚、对苯二酚、邻苯二酚等酚类代谢产物。
近来发现苯还可代谢转化为环氧化苯。这些代谢产物分别与硫酸根、葡萄糖醛酸结合为苯基硫酸酯及苯基葡萄糖醛酸酯，自肾排出。中毒机理尚未完全阐明。目前认为：急性中毒是因苯的亲脂性，附于神经细胞表面，抑制生物氧化，影响神经递质，麻醉中枢神经系统。
慢性毒作用主要是苯及代谢产物酚类所致造血系统损害。
①酚类为原浆毒，直接抑制细胞核分裂，并且环氧化苯及酚类，尤其是对苯二酚和邻苯二酚，还能影响DNA合成。对增殖活跃的骨髓造血细胞，特别是处于S及G2期细胞有明显的抑制作用。
②酚类与巯基作用及与白细胞中硫结合，分别使谷胱甘肽代谢障碍及形成具有自身抗原性的变性蛋白，导致血细胞破坏。
③苯可抑制δ-氨基-γ-酮戊酸合成酶，干扰红细胞生成素对红细胞增殖的刺激作用。
④苯也影响造血系统微环境，削弱造血干细胞复制机能。这些都是引起造血系统损害的可能原因。另外，由于苯及其代谢产物能影响DNA合成，故可引起染色体畸变、血细胞突变而导致白血病。
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