反常识的是，甲醇本身是没毒的。有毒的是甲醇代谢后产生的甲酸。
人体内有醇脱氢酶（Alcohol dehydrogenase，ADH），专门作用于醇分子的羟基。ADH 将醇氧化成醛后，醛脱氢酶（Aldehyde dehydrogenase，ALDH）进一步将醛氧化成酸。
ADH 和 ALDH 不挑底物，多种醇、醛都能被催化（然而对不同底物的催化效率有差别）。因此这个通路能将甲醇变成甲酸，将乙醇变成乙酸。
乙酸就是常见的醋酸，只要剂量不太夸张，对人体没什么危害。但甲酸就比较要命了。
问题转变为：为什么甲酸毒性大大强于乙酸？
半数致死量（LD50）是衡量某种物质毒性的指标。乙酸的 LD50 是 4960mg/kg[1]，而甲酸的 LD50 是 1100mg/kg[2]；看起来并不是天壤之别对吧？但 LD50 一般反映的是某种物质急性大量口服时的致死量，不能反映其慢性毒性。
事实上，乙酸会被迅速磷酸化为乙酰磷酸，然后乙酰磷酸再在磷酸转乙酰酶催化下，生成乙酰辅酶 A，进入三羧酸循环，最后被完全氧化成二氧化碳和水[3]。
可以看到完全代谢乙酸能提供能量。因此理论上喝酒也可以在短期内维系生命。
但细胞不能高效代谢甲酸。甲酸在细胞内堆积，进而抑制线粒体中的细胞色素 c 氧化酶活性，导致呼吸链中断，代谢产物堆积，细胞坏死[4]。
这才是甲酸的可怕之处。
我们打破沙锅问到底：为什么乙酸能被细胞迅速代谢并用于供能，而甲酸不能被迅速代谢？
这可能和真核生物的底层设计有关。
三羧酸循环是真核生物能量代谢的中枢。下面是其示意图[5]。它对于大学没读过生物专业的人来说可能有些繁琐，但实际上设计思路并不复杂。
如果我们着眼于碳原子个数，就能看到：每一轮循坏产生两分子二氧化碳（相当于损失两个碳原子）；这两个碳原子会在下一轮循环开始前，以乙酰辅酶 A（含两个碳原子）的形式被一次性补充回来。
这样看来，含两个碳原子的乙酸可谓是“天选之子”，只要稍加处理就能丝滑地进入三羧酸循环，成为细胞动力车间里的燃料；而只含一个碳原子的甲酸就显得十分尴尬，没法融入这个精妙的过程。
我们可以将呼吸链比作一条流水线，把甲酸比作一个看上去像正品但实际上尺寸不合规的次品。次品会卡住机器，最后导致整条流水线陷入瘫痪。
有人可能会问：细胞为什么不多费一点周章把甲酸变成二碳分子呢？或者为什么不干脆给它专门安排一条高效的代谢通路呢？毕竟中毒不是件好事。
这个问题的答案就在于演化。和乙醇相比，甲醇在自然界实在是太不常见了，野生情况下生物死于甲醇中毒的概率微乎其微。代谢甲醇的能力就因此显得鸡肋，最后在亿万年的演化中被优化掉。
不过生物学向来不能一概而论。某些生活在极端环境中的细菌就演化出了利用甲醇的能力。它们先把甲烷加氧变成甲醇，然后以氧化甲醇的方式获取能量。这些细菌自然不怕甲醇，反而甘之如饴。
可以参考：
人体为什么不需要 53 号元素碘之后的元素？
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