已经证实在各种毒性肝损害病理模型中．水飞蓟素能中和由毒蕈素．α－鹅膏菌素|在鬼笔鹅膏真菌中发现的毒性物质)．四氯化碳、半乳糖胺．硫代乙酰胺和肝病毒FV3引起的中毒。

水飞蓟素的疗效归功于其具备数个作用点和作用机制由于其对自由基的捕获能力．水飞蓟素具有抗过氧化活性。脂类化合物过氧化的病理生理学过程(造成细胞膜的损坏)，可被水飞蓟素阻断或阻止。并且在已经遭受损伤的肝细胞内．水飞蓟素刺激蛋白质的合成并使磷脂代谢正常化。

总之，水飞蓟素最大的贡献是对肝细胞膜有稳定作用．它阻止或避免溶解性细胞成分(例如转氨酶)的流失。水飞蓟素可限制某些肝毒性物质(如：α－鹅膏菌素)穿透进入细胞内部。蛋白质合成能力的增强是由于水飞蓟素刺激细胞核中RNA聚合酶I的活性，因此帮助肝细胞中核糖体RNA的合成，同时导致结构和功能蛋白质(酶)的大量合成。因此．水飞蓟素可增强肝细胞的修复能力和再生能力。