Патофізіологічні механізми розвитку структурно-метаболічних і функціональних порушень за дії на організм оксиетильованих нонілфенолів та їх похідних

Размещено на http://www.allbest.ru/

ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Дисертація

на здобуття наукового ступеня доктора медичних наук

Патофізіологічні механізми розвитку структурно-метаболічних і функціональних порушень за дії на організм оксиетильованих нонілфенолів та їх похідних

Науковий консультант Жуков Віктор Іванович

доктор медичних наук, професор

Харків - 2016

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ

АДФ - аденозиндифосфорна кислота

АМФ - аденозинмонофосфорна кислота

АПІ - антиоксидантно-прооксидантний індекс

АТФ - аденозинтрифосфорна кислота

АФК - активні форми кисню

ГАМК - гама-аміномасляна кислота

ДК - дієнові кон'югати

ДЛ - доза летальна

ДНК - дезоксирибонуклеїнова кислота

ДНФГ - динітрофенілгідразони

ДОФА - діоксифенілаланін

ЕДТА - етилендіамінтетраацетат

ЕЕС - ефектори ендокринної системи

ЕЗК - енергетичний заряд клітин

ІЛ - інтерлейкін

ІФ - індекс фосфорилування

ІХЛ - індукована хемілюмінесценція

КБ - ксенобіотики

КМ-ОЕНФ - карбоксиметилати оксиетильованих нонілфенолів

ЛДГ - лактатдегідрогеназа

НАД - нікотинамідаденіндинуклеотид

НАДФ- нікотинамідаденіндинуклеотидфосфат

ОЕНФ - оксиетильовані нонілфеноли

ПОЛ - перекисне окислення ліпідів

СОД - супероксиддисмутаза

СПАР - синтетичні поверхнево-активні речовини

СХЛ - спонтанна хемілюмінесценція

ТДК - тіолдисульфідний коефіцієнт

ТБК - тіобарбітурова кислота

ФНП - фактор некрозу пухлини

ХЛ - хемілюмінесценція

ВСТУП

Актуальність теми. Актуальним напрямом сучасної медицини є вивчення негативних наслідків впливу різного роду ксенобіотиків (КБ) на стан здоров'я людини [73, 115, 156, 181, 314, 337, 403]. У цьому напрямі все більшої поширеності набуває принцип системності реагування організму, що ґрунтується на встановленні переважаючої дії КБ на ту чи іншу систему забезпечення гомеостазу, з'ясуванні загальних і специфічних закономірностей найбільш ранніх механізмів пошкоджуючої дії КБ, виявленні порушень захисно-пристосувальних реакцій організму, що призводять до розвитку різних патологічних процесів [122, 124, 177, 222, 265, 288]. При цьому існуючий на теперішній час підхід до оцінки хімічних впливів за наявності вже виразної форми патології стає недостатнім для збереження здоров'я та попередження несприятливих впливів довкілля [8, 13, 22]. Тому виникає необхідність розробки заходів, спрямованих на попередження розвитку початкових проявів патології та віддалених наслідків впливу КБ на організм.

До числа найбільш поширених та перспективних у народногосподарському відношенні хімічних речовин відносяться оксиетильовані нонілфеноли (ОЕНФ) та їх похідні - натрієві солі карбоксиметилатів оксиетильованих ізононілфенолів (КМ-ОЕНФ), які за фізико-хімічними властивостями та особливостями будови молекул належать до неіоногенних та аніонактивних синтетичних поверхнево-активних речовин. Ці сполуки характеризуються досить значними об'ємами синтезу, широким використанням у різних галузях народного господарства (як основи промислового випуску пластмас, пінопластів, поліуретанів, миючих засобів, емульгаторів, антикорозійних препаратів, гідравлічних та охолоджуючих речовин тощо), надходженням до джерел питного водопостачання населення та завдяки цьому можливим впливом на організм людини [88, 226]. Необхідність вивчення впливу ОЕНФ та їх похідних обумовлена, перш за все, недостатньо вивченою їх біологічною активністю. Зокрема наукові праці в основному присвячені дослідженню параметрів гострої токсичності, кумулятивності, місцево-подразнювальної, шкірно-резорбтивної, сенсибілізуючої та алергізуючої дії, а також стану окремих органів і систем організму [26, 63, 131, 239, 255]. Ці результати покладено в обґрунтування тимчасових гігієнічних нормативів допустимого вмісту ОЕНФ та їх похідних у воді водних об'єктів. Для більш глибокого розуміння патогенетичних механізмів дії ОЕНФ та їх похідних вважали доцільним проведення комплексного підходу щодо обґрунтування функціонального стану організму як єдиної саморегулюючої системи.

Існуючі наукові факти дозволяють виявити наявність біологічної та функціональної спільності нервової, імунної систем, нейроендокринної регуляції, діяльність яких координується за допомогою біологічно активних речовин [72, 99, 134, 198, 227]. Тісні взаємодії даних систем найбільш яскраво проявляються в реакціях адаптації, що розвиваються у відповідь на будь-які порушення гомеостазу [4, 175, 180]. Їх провідним нейроендокринним компонентом є гіпоталамо-гіпофізарно-адренокортикальна система, а імунним - патерн цитокінів - сигнальних молекул, що продукуються переважно клітинами лімфоцитарного та макрофагально-мононуклеарного ряду [143]. У поодиноких наукових джерелах доводиться той факт, що єдність регуляторних систем може виявлятися й при інтоксикації організму деякими чужорідними хімічними речовинами [22, 112]. З іншого боку, згідно сучасних уявлень, в адаптаційній перебудові організму під час багатьох впливів довкілля швидкодіючою ланкою є посилення окислювальних процесів [78, 270, 423]. Останнє, як правило, сприяє зміні енергетичного обміну, запускає реакції перекисного окислення ліпідів (ПОЛ), стимулює компенсаторну активність антиоксидантної системи, тобто виконує важливу регуляторну функцію і при адекватній стимуляції призводить до підвищення резистентності організму [201]. У той же час, неконтрольована активація вільнорадикальних процесів розцінюється як основний патогенетичний фактор багатьох захворювань і патологічних станів, що призводить до структурно-функціональних порушень клітинних мембран, а також до напруження та можливого зриву регуляторних систем [236]. Процеси ПОЛ і стан антиоксидантної системи мають особливе значення в патології гострих хімічних отруєнь [428]. Мембрани ендоплазматичного ретикулума (де відбуваються процеси детоксикації, інактивації, а іноді й метаболічної активації КБ) і мембрани мітохондрій (відбувається синтез АТФ) функціонують в умовах, що сприяють окислювальній деструкції мембранних ліпідів за рахунок високого рівня споживання кисню, перебігу процесів, які супроводжуються генерацією його активних форм [356]. Активацію вільнорадикальних реакцій прийнято вважати одним з провідних загальних механізмів токсичності [414]. У зв'язку з цим важливим є визначення допустимого рівня дисбалансу між про- і антиоксидантними процесами, необхідного обсягу лікувальних заходів з його корекції. Як правило, дослідження порушень оксидантно-антиоксидантної рівноваги при хімічних отруєннях у більшості випадків не мають системного підходу в оцінці оксидативного стресу.

Згідно з вищенаведеним, дослідження стану імунної системи, процесів нейрогуморальної регуляції, окиснювального гомеостазу, біоенергетичних процесів, стану неспецифічних адаптаційних реакцій організму за умов впливу ОЕНФ та їх похідних, дозволять обґрунтувати загальну концепцію розвитку патофізіологічних механізмів дії ОЕНФ та їх похідних на організм.

Окремо слід зазначити, що останнім часом у науковій літературі простежується виникнення суперечності між відсутністю єдиного методичного підходу до дослідження негативної дії хімічних речовин та необхідністю прогностичної оцінки біологічної активності, розробкою оздоровчо-профілактичних заходів для робітників хімічних підприємств і населення в цілому [53]. Тому детальне вивчення патофізіологічних механізмів дії ОЕНФ та їх похідних з урахуванням динаміки показників захисно-компенсаторних зсувів в організмі є актуальною проблемою патофізіології та має важливе значення для розробки ефективних засобів патогенетичної корекції виявлених структурно-метаболічних і функціональних порушень.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана згідно з планом наукових досліджень Харківського національного медичного університету МОЗ України (ХНМУ) і є фрагментами науково-дослідних робіт кафедри біологічної хімії «Вивчення механізмів біологічної дії простих поліефірів у зв'язку з проблемою охорони навколишнього середовища» (номер держреєстрації 0110U001812, 2010-2014 рр.) та «Біохімічні механізми розвитку дисметаболічних процесів за умов впливу хімічних чинників навколишнього середовища» (номер держреєстрації 0115U000240, 2015-2019 рр.). Автор є співвиконавцем тем. Тема дисертації затверджена рішенням Проблемної комісії МОЗ і НАМН України «Нормальна та патологічна фізіологія» (протокол № 3 від 25 квітня 2013 р.) та на засіданні вченої ради ХНМУ (протокол № 8 від 19 вересня 2013 р.).

Мета і задачі дослідження. Мета дослідження - встановити патофізіологічні механізми дії оксиетильованих нонілфенолів, натрієвих солей карбоксиметилатів оксиетильованих ізононілфенолів на підставі вивчення структурно-метаболічних і функціональних змін в організмі щурів та обґрунтувати засоби їх патогенетичної корекції.

Для досягнення поставленої мети були вирішені такі задачі.

1. Оцінити динаміку змін основних показників стану специфічної та неспецифічної імунної резистентності організму експериментальних тварин за умов дії хімічних речовин у субтоксичних дозах у підгострому експерименті.

2. Виявити наслідки тривалого впливу досліджуваних речовин на процеси нейрогуморальної регуляції за гормональним профілем сироватки крові, вмістом біогенних моноамінів і нейромедіаторних амінокислот у головному мозку щурів, динамікою змін показників білкового та мінерального обмінів.

3. Дослідити у тварин, токсифікованих оксиетильованими нонілфенолами та їх похідними, стан окислювального гомеостазу та його наслідків за активністю оксидантно-антиоксидантної системи крові, тіолдисульфідної системи мембран еритроцитів, мікросомального окислення у печінці, фосфоліпідним складом, плинністю та проникністю мембран клітин крові.

4. Встановити динаміку змін енергетичних процесів за вмістом у печінці щурів аденілових нуклеотидів та активністю дихального ланцюга у мітохондріальній фракції гепатоцитів.

5. Виявити «сигнальні» показники структурно-метаболічних і функціональних порушень за умов тривалої дії на організм піддослідних тварин оксиетильованих нонілфенолів та їх похідних.

6. Оцінити стан неспецифічних адаптивних реакцій організму експериментальних тварин на введення хімічних речовин за змінами «сигнальних» показників у динаміці спостереження.

7. Розробити та апробувати програму корекції структурно-метаболічних і функціональних порушень в організмі щурів, викликаних тривалим надходженням оксиетильованих нонілфенолів та їх похідних.

Об'єкт дослідження - патофізіологічні механізми дії оксиетильованих нонілфенолів та їх похідних.

Предмет дослідження - показники стану імунної системи, процесів нейрогуморальної регуляції, білкового та мінерального обмінів, клітинних мембран, окислювального гомеостазу, біоенергетичних процесів, адаптаційних реакцій у щурів, токсифікованих оксиетильованими нонілфенолами та натрієвими солями карбоксиметилатів оксиетильованих ізононілфенолів, їх критеріальна значущість.

Методи дослідження - токсикологічні (визначення середньолетальних доз), біохімічні (визначення концентрацій сполук та активності ферментів), імунологічні (визначення показників клітинного та гуморального імунітету), біофізичні (визначення інтенсивності біохемілюмінесценції та фосфоресценції сироватки крові), метод флюоресцентних зондів (визначення плинності клітинних мембран), статистичні.

Наукова новизна одержаних результатів. Результати проведених досліджень дозволили підійти до нового вирішення актуальної наукової проблеми патофізіології - вивчення механізмів дії ксенобіотиків на організм з позицій виявлення гомеостатичних порушень, обґрунтування засобів їх корекції. На основі експериментальних досліджень одержано нові дані щодо патофізіологічних механізмів порушень стану імунної системи, процесів нейрогуморальної регуляції, біоенергетики, окислювального гомеостазу, метаболічних процесів, фізико-хімічних властивостей та фосфоліпідного складу клітинних мембран, адаптивних реакцій за умов тривалої дії ОЕНФ та натрієвих солей карбоксиметилатів оксиетильованих ізононілфенолів у субтоксичних дозах.

Доведено, що ОЕНФ та їх похідні на 45-ту добу введення щурам у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50 справляють імунотоксичний ефект, призводячи до порушення захисної функції імунної системи (формуючи імунологічну недостатність).

Встановлено, що у механізмі тривалої дії ОЕНФ та їх похідних у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50 на організм щурів суттєвою ланкою є негативний вплив на процеси нейрогуморальної регуляції, що підтверджується розбалансуванням моноамінергічних та аміноацидергічних нейромедіаторних систем головного мозку, гормонального профілю сироватки крові, білкового та мінерального обмінів.

Доповнено наукові дані щодо порушень окислювального гомеостазу при тривалій дії на організм теплокровних тварин ОЕНФ та їх похідних: виснаження антиоксидантних ресурсів на тлі суттєвої ініціації та інтенсифікації процесів ліпопероксидації, окислювальної модифікації білків, метаболізму оксиду азоту, мікросомального окислення. Доведено, що висока реактогенна здатність та вибірковість біологічної дії продуктів цих процесів виступає в якості основного ланцюга, що лімітує стан стійкості організму до тривалого впливу досліджуваних хімічних речовин через зміну фізико-хімічних характеристик клітинних мембран, реактивності нейроендокринної, імунної та інших систем організму.

Виявлено виражене порушення стану аденілнуклеотидної системи (переважання процесів витрачання АТФ над його синтезом), розбалансування активності дихального ланцюга мітохондрій гепатоцитів щурів при тривалій токсифікації ОЕНФ та їх похідними у субтоксичних дозах, що потребує своєчасної та адекватної корекції з метою попередження незворотних змін у печінці.

Уперше обґрунтовано «сигнальні» показники структурно-метаболічних і функціональних порушень при дії на організм ОЕНФ та їх похідних, узагальнення яких дозволило виділити провідну ланку - неконтрольовану активацію вільнорадикальних окислювальних процесів з наступним запуском внутрішньоклітинних і мембранних механізмів стресу - енергетичного дисбалансу, порушення структурно-функціонального стану мембран, редокс-гомеостазу з відміною запуску редокс-чутливих сигнальних систем та нівелюванням месенджерної функції активних форм кисню, зсуву внутрішньоклітинного метаболізму у бік переважання катаболічних процесів над анаболічними, а також суттєвим напруженням регуляторних систем.

Доведено, що адаптивний процес у щурів у відповідь на тривалу токсифікацію досліджуваними речовинами у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50 виникає на тлі розвитку оксидативного стресу, що характеризується утворенням активних форм кисню, посиленням реакцій вільнорадикального окислення біосубстратів при виснаженні антиоксидантних ресурсів, порушенні редокс-сигналізації та пошкодженні макромолекул. Вперше у результаті комплексного дослідження змін «сигнальних» показників у динаміці спостереження встановлено характерні закономірності у стані окислювального гомеостазу та резервних можливостей організму щурів у відповідь на тривалу дію хімічних речовин залежно від дози: тривала дія 1/10 ДЛ50 супроводжується виникненням стану активації адаптаційних реакцій у перші 10 діб, їх напруженням до 40-ї доби та зривом після 40-ї доби токсифікації; тривала дія 1/100 ДЛ50 супроводжується виникненням стану активації адаптаційних реакцій у перші 20 діб, їх напруженням до 50-ї доби та зривом після 50-ї доби токсифікації.

Встановлено, що додавання до стандартного харчового раціону експериментальних тварин, токсифікованих ОЕНФ та їх похідними дозі 1/100 ДЛ50, аскорбінової кислоти, ?-токоферолу, ?-каротину та полімікроелементного препарату, створеного на основі композиції ессенціальних мікроелементів (цинку, заліза, марганцю, міді, хрому, кобальту) з N-2,3-диметилфенілантраніловою кислотою та кисеньвмісних солей ультрамікроелементів - селену, ванадію, молібдену, призводить до суттєвого покращення динаміки змін «сигнальних» показників порушень окислювального гомеостазу, менш виразного розвитку оксидативного стресу, більш тривалого підвищення адаптаційних реакцій, відстрочки зсуву оксидантно-антиоксидантної рівноваги у бік оксидантів.

Практичне значення одержаних результатів.

Нові дані, отримані у дослідженні, доповнюють сучасні уявлення щодо загальних механізмів дії ксенобіотиків на організм, окреслюють нові підходи до корекції структурно-метаболічних та функціональних порушень, що підтверджується трьома Патентами України на корисні моделі: «Спосіб діагностики вторинної імунної недостатності у працівників виробництва простих поліефірів» (№ 62151), «Спосіб профілактики й корекції імунологічної недостатності в робітників виробництва простих поліефірів» (№ 104453), «Спосіб профілактики й корекції печінково-клітинної недостатності в робітників виробництва простих поліефірів» (№ 106388) (додаток А), та відповідними актами впровадження.

Доведена перспективність використання аскорбінової кислоти, ?-токоферолу, ?-каротину та полімікроелементного препарату для корекції порушень окиснювального гомеостазу та підвищення адаптаційних реакцій в організмі при дії хімічних факторів довкілля.

Експериментально визначені «сигнальні» показники можуть бути використані у лабораторній практиці як ранні діагностичні критерії виникнення порушень окиснювального гомеостазу в організмі за умов впливу ОЕНФ та їх похідних.

Результати дисертаційної роботи можуть бути використані при обґрунтуванні державних стандартів вмісту ОЕНФ та їх похідних у воді водних об'єктів довкілля.

Результати дослідження впроваджено в науково-педагогічну роботу на кафедрі патологічної фізіології ХНМУ, кафедрі загальної та клінічної патологічної фізіології Одеського національного медичного університету, кафедрі патофізіології ВДНЗУ «Українська медична стоматологічна академія» (м. Полтава), кафедрі патологічної фізіології Національного фармацевтичного університету (м. Харків), кафедрі фізіології і патофізіології медичного інституту Сумського державного університету МОН України, кафедрі патологічної фізіології ДВНЗ «Тернопільський державний медичний університет імені І.Я. Горбачевського МОЗ України», кафедрі патологічної фізіології ДВНЗ «Івано-Франківський національний медичний університет» МОЗ України, кафедрі патофізіології Вінницького національного медичного університету імені М.І. Пирогова МОЗ України, у науково-дослідну роботу Центральної науково-дослідної лабораторії ХНМУ.

Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота є самостійною працею автора. Дисертантом особисто обрано тему, визначено мету, задачі та програму досліджень, сформовано групи лабораторних тварин, виконано експерименти, проведено статистичне опрацювання, аналіз та узагальнення отриманих результатів, сформульовано висновки та практичні рекомендації. У дисертації використано власні наукові публікації, у тому числі написані у співавторстві. У дисертаційній роботі не використовувалися ідеї або розробки, які належать співавторам публікацій. Експериментальні дослідження виконані на базі Центральної науково-дослідної лабораторії ХНМУ. Імунологічні дослідження проведені при консультативній допомозі завідуючого кафедрою біологічної хімії, д.мед.н., професора О.А. Наконечної, к.мед.н., доцента кафедри біологічної хімії С.О. Стеценко. Автор висловлює вдячність і повагу науковому консультанту, д.мед.н., професору В.І. Жукову за консультативну та технічну допомогу при виконанні фрагментів дисертаційної роботи.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації було оприлюднено на науково-практичній конференції «Актуальні питання гігієни та екологічної безпеки України» (Київ, 2011); IX міжнародній науково-практичній конференції «Naukova przestrzen Europy - 2013» (Пшемишль, Польща, 2013); IX міжнародній науково-практичній конференції «Zpravy vedecke ideje» (Прага, Чехія, 2013); IX міжнародній науково-практичній конференції «Achievement of high sсhool» (Софія, Болгарія, 2013); II Всеукраїнській науково-практичній конференції «Морфологія людини та тварин» (Миколаїв, 2014); X міжнародній науково-практичній конференції «Kluczowe aspekty naukowej dzialalnosci» (Пшемишль, Чехія, 2014); II международной научно-практической конференции «Наука в современном мире» (Киев, 2015); науково-практичній конференції «Довкілля та здоров'я» (Тернопіль, 2013, 2015); науково-практичній конференції «Досягнення та перспективи експериментальної і клінічної ендокринології» (Харків, 2015), науково-практичній конференції за участі міжнародних спеціалістів «Індивідуальна анатомічна мінливість органів, систем, тканин людини та її значення для практичної медицини і стоматології» (Полтава, 2016); науково-практичній конференції «Актуальні питання соціальної медицини, організації та економіки охорони здоров'я України» (Харків, 2016).

Публікації. За темою дисертаційної роботи опубліковано 33 наукові праці, зокрема 21 стаття (у тому числі - 12 одноосібних), з яких 18 представлені у наукових фахових виданнях України (з них 7 - у журналах, включених до міжнародних наукометричних баз РІНЦ, Google Shcolar, Index Copernicus), 3 статті - у закордонних наукових періодичних виданнях (Росія, Польща, Казахстан), 8 тез - у матеріалах Всеукраїнських та міжнародних науково-практичних конференцій, отримані 3 декларативні патенти України на корисну модель.

Структура й обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, огляду літератури, опису матеріалів і методів досліджень, шести розділів результатів досліджень та їх обговорення, наукового аналізу та узагальнення результатів досліджень, висновків, практичних рекомендацій, списку використаних джерел, додатків. Матеріали дисертації викладено українською мовою на 328 сторінках комп'ютерного тексту, ілюстровано 63 таблицями і 47 рисунками, розміщеними по тексту. Список використаних літературних джерел містить 443 найменування (обсягом 47 сторінок), з яких 352 - кирилицею, 91 - латиницею.

РОЗДІЛ 1. ЗАГАЛЬНІ УЯВЛЕННЯ ПРО МЕХАНІЗМИ БІОЛОГІЧНОЇ ДІЇ КСЕНОБІОТИКІВ (ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ)

1.1 Патофізіологічні аспекти впливу ксенобіотиків на організм

Останнім часом зросла роль патологічної фізіології у вивченні причин виникнення, механізмів розвитку та наслідків патологічних процесів, викликаних порушенням природних зв'язків людини з навколишнім середовищем. Це, як правило, лежить в основі розвитку багатьох екологічно залежних захворювань, які стосуються самих різних аспектів функціонування організму людини [1, 116, 123, 138, 147, 186, 211, 244, 248, 340].

Всезростаюче забруднення довкілля ксенобіотиками також є вагомим фактором негативного впливу на здоров'я людини [16, 25]. Ксенобіотики (КБ), потрапляючи до організму, включаються в ланцюг фізіологічних процесів, викликаючи відповідні їх зміни. Під терміном «ксенобіотики» звичайно розглядають речовини, які є чужорідними для організму. У загальному плані серед них виділяють продукти господарчої діяльності людини, речовини побутової хімії та більшість лікарських засобів. Різні автори, використовуючи термін «ксенобіотики», вкладають у нього двоякий характер трактування, а саме по відношенню до чого речовина є чужорідною: до конкретного виду організмів (широке трактування терміна) або до всієї біосфери (вузьке трактування терміна). Слід зазначити, що сам термін «ксенобіотики» є досить умовним, оскільки для одних організмів та чи інша речовина може бути природною (наприклад, алкалоїди для рослин), а для інших - чужорідною (ті ж алкалоїди для тварин). Крім того, деякі сполуки, наприклад етанол, можуть бути одночасно чужорідними та природними для одного й того ж організму [167, 168, 203, 275, 344].

Необхідність всебічного вивчення впливу КБ на організм людини можна підтвердити наступними тезами [166, 260, 325]:

- глобальний характер хімічного забруднення довкілля та порушення рівноваги у біосфері;

- лавиноподібне зростання числа КБ, що призводить у багатьох випадках до перевищення адаптаційних можливостей організму та зниження імунологічного захисту;

- висока реакційна здатність багатьох КБ, що призводить до фізико-хімічних та структурно-функціональних порушень клітинних мембран;

- можливість КБ виступати як антиметаболіти, конкуруючи з природними рецепторами, та утворювати міцні зв'язки з макромолекулами клітин, порушуючи при цьому ключові метаболічні реакції.

Основними шляхами надходження чужорідних хімічних речовин до організму людини є органи дихання, шкіра, травний тракт. Різні етапи перетворення КБ в організмі об'єднані в єдиний процес ксенобіокінетики, до якого відноситься абсорбція та надходження до біофази; розподіл у біологічних рідинах, органах і тканинах; біотрансформація за участю ферментних систем; екскреція КБ і (або) їх метаболітів [167]. Печінка, кишечник, нирки, шкіра, легені є основними органами, в яких відбувається концентрація й елімінація чужорідних молекул. Ці органи, як й підшлункова залоза, найбільш чутливі до клітинного пошкодження КБ. Дуже часто таке пошкодження відбувається за рахунок хімічно реактивних продуктів, що утворюються в результаті перетворення первинних молекул [65, 67].

Однією з центральних проблем патофізіології є вивчення закономірностей процесів адаптації та гомеостазу при впливі на організм різних факторів довкілля, у тому числі й хімічного походження [71, 252, 341, 343]. Ці процеси досить тісно пов'язані між собою, оскільки в основі адаптації лежить постійна взаємодія адаптивних і гомеостатичних механізмів регуляції. Причому. якщо перші з них переводять життєдіяльність організму на новий рівень функціонування, то другі стабілізують досягнутий стан. При цьому різні гомеостатичні механізми перебувають між собою в дуже складних взаємовідносинах, у результаті яких взаємна обумовленість і залежність забезпечують системний інтегральний характер будь-якого пристосувального акту [60, 62].

Хімічний вплив може виступити серйозною причиною виходу організму зі стану динамічної рівноваги з наступним ініціюванням складного комплексу реакцій, основна задача яких - пристосувати організм до нових умов, запобігти або згладити можливий зсув у складі та властивостях внутрішнього середовища. У процесі пристосування організм може перебудовуватися, переходити на новий гомеостатичний рівень, активувати одні фізіологічні системи, гальмувати інші. Гомеостаз відображує лише кінцевий стаціонарно-рівноважний стан системи та є результуючою сумою значного числа складних взаємодіючих і взаємозалежних процесів, що протікають як у цілісному організмі, так й на органному, клітинному, молекулярному рівнях. Гомеостатичні механізми включають процеси компенсації порушених функцій регулювання і саморегулювання фізіологічних функцій, адекватність відповіді на подразнення, координацію або кореляцію фізіологічних процесів [252].

Розрізняють первинні та вторинні порушення гомеостазу, або специфічні та неспецифічні патологічні механізми дії КБ. До первинних порушень належать молекулярні взаємодії чужорідної речовини з рецепторами, гомеостатичні порушення на клітинному рівні, початкові порушення функціональних систем; їх тлумачать як пусковий патогенетичний механізм. Вторинні порушення гомеостазу охоплюють компенсаторні механізми, що характеризують картину токсичної дії того чи іншого фактора [44, 57, 58, 175, 344]. Ці загальні уявлення конкретизовані [344] на прикладі фосфорорганічних сполук та представлені послідовністю подій: пусковий механізм - гальмування активності антихолінестераз > вибірковий фізіологічний ефект - гіперхолінергічне зрушення > неспецифічний захисний механізм - токсичний стрес > лідируючий патогенетичний механізм - гіпоксія > дистрофічні зміни - порушення клітинного метаболізму. Таким чином, у взаємодії КБ з організмом розрізняють молекулярні та надмолекулярні механізми токсичності. Первинна дія найчастіше визначається вибірковістю його впливу на біологічну мішень, всі інші реакції похідні [344].

У структурі гомеостазу виокремлюють три складові: діючий чинник, механізми регулювання і параметр, що регулюється [204]. Вважається доцільним розрізняти фізіологічні та нефізіологічні діючі чинники довкілля [344]. Наприклад, стосовно хімічних речовин - це біотики та ксенобіотики. До біотиків звичайно належать макро- та мікронутрієнти як носії енергії та пластичний матеріал, регулярне надходження яких є необхідним для розвитку та підтримання існування організму. Слід відзначити, що втручання досить високих доз КБ може призводити до розвитку токсичного дисгомеостазу. У цьому аспекті важливим є відокремлення специфічних й неспецифічних властивостей їх дії.

Специфічна сукупність неспецифічних реакцій на дію факторів зовнішнього середовища розглядається як стрес або загальний адаптаційний синдром [167]. У процесі адаптації перебудова систем гомеостазу може здійснюватися двома шляхами: 1) зміною структури включених механізмів систем регулювання; 2) зміною допустимого діапазону регульованих констант. Невипадково фізіологічну адаптацію розглядають як процес або результат процесу структурно-метаболічної організації функцій, що забезпечує відновлення гомеостазу на колишньому рівні або його підтримку на новому рівні [40, 163, 192, 194].

Розрізняють гострий та хронічний стрес - як реакції на однократне або повторне порушення гомеостазу КБ. При їх потужній та тривалій дії у розвитку адаптаційного синдрому виділяють три стадії: тривоги (з підфазами катаболізму та анаболізму), резистентності, виснаження. Фізіологічні механізми адаптації до стресових ситуацій звичайно представляються у вигляді комплексу нейрогормональних та клітинних змін [52]. За дії КБ вони досить складно взаємопов'язані між собою, мають здатність переходити із захисних у пошкоджуючі та становитися основою або складовою частиною розвитку патологічного процесу [28].

За останні десятиріччя розкрито механізми, шляхом яких стрес реалізується на молекулярно-клітинному рівні. Стрес-реалізуюча система складається з центрального ланцюга та двох периферійних, які здійснюють взаємозв'язок з організмом. Центральний ланцюг знаходиться у гіпоталамусі та трьох ядрах стовбура головного мозку. Нейрони паравентрикулярного гіпоталамуса продукують кортиколіберин, в ядрах стовбура мозку синтезуються вазопресин, окситоцин, а також норадреналін. До стрес-систем відносяться гіпоталамо-гіпофізарно-наднирникова, симпатоадреналова та парасимпатична. У відповідь на дію стресора першою активується симпатоадреналова система. Остання, як швидкореагуюча, забезпечує короткотривалі ефекти, потім по мірі своєї активації підключає гіпоталамо-гіпофізарно-наднирникову систему, що потенціює та доповнює її ефекти. У забезпеченні та підтримці ефектів симпатоадреналової та гіпоталамо-гіпофізарно-наднирникової систем також приймають участь інші гормони (соматотропін, тироксин, паратирин, вазопресин), а також ренін-ангіотензинова система. Отже, стрес-реалізуюча система - це складний регуляторний комплекс, який бере участь у координації гомеостазу в звичайних умовах та відіграє ключову роль у формуванні адаптивної реакції на дію стресорів, у тому числі й хімічного походження [30, 164, 303, 320].

Активність стрес-реалізуючої системи та надмірну стрес-реакцію на центральному та периферійному рівнях регуляції обмежують стрес-лімітуючі системи. До основних стрес-лімітуючих систем відносять ГАМКергічну, яка виявляє гальмівну дію на нейрони головного та спинного мозку, та опіоїдергічну, яка об'єднує нейрони гіпоталамуса та секреторні клітини гіпофіза, що продукують опіоїдні пептиди гальмівної дії. На рівні органів та тканин дію стресу обмежують локальні або периферійні стрес-лімітуючі системи: простагландинів, аденозину, антиоксидантів. Ці системи гальмують вивільнення катехоламінів із нервових закінчень та наднирників, їх дію на постсинаптичному рівні, зменшують активацію вільнорадикальних процесів, обмежують стрес-реакцію та її пошкоджуючу дію на органи й тканини [85, 207].

Останнім часом до стрес-лімітуючих систем відносять також й нітрооксидергічну [298]. Оксид азоту є одним з найсильніших вазодилятаторів, відіграє ключову роль у багатьох фізіологічних процесах - регуляції судинного тонусу, тиску, агрегації тромбоцитів, дихання мітохондрій, нервової регуляції та ряду інших [286, 361, 391]. Ця молекула широко представлена в центральній та периферичній нервовій системі, виділяється у постсинаптичних нейронах під впливом нейротрансмітерів, з яких найбільш вивчений глутамат. Оксид азоту специфічно не зв'язується з рецепторами постсинаптичної мембрани, як у випадку з класичними нейротрансмітерами, але він дифундує в інші ділянки, включаючи пресинаптичні нейрони (тобто діє як ретроградний месенджер), інші суміжні нейрони та гліальні клітини. Вважають, що оксид азоту діє, ймовірно, як нейромодулятор, опосереднює динамічну активність нейронів, а не чинить прямий вплив на активність їх потенціалів. Разом з тим встановлено, що оксид азоту може виступати в ролі нейротрансмітера, опосереднюючи ефекти неадренергічних-нехолінергічних нейронів (NANC-нейрони), наприклад, в серці, травній та дихальній системах, де вони іннервують як судинну, так й позасудинну гладку мускулатуру. Стимуляція NANC-нейронів призводить до біосинтезу і виділенню ними оксиду азоту, який за допомогою цГМФ викликає ряд фізіологічних реакцій: бронходилятацію, глибоку релаксацію артеріальних судин, адаптивну релаксацію шлунка та інше [290, 365, 405].

У підтримці гомеостазу за умов дії КБ беруть участь, перш за все, три регуляторні системи: нервова, ендокринна та імунна. Саме тісний і безперервний функціональний взаємозв'язок цих систем, що ґрунтується на існуванні загальних і однотипних рецепторних структур, зумовлює високу адаптаційну здатність організму [6].

Найважливішою умовою прямої дії КБ на ЦНС є здатність проникати через гематоенцефалічний бар'єр. КБ, які не проникають через нього можуть викликати токсичні ефекти на периферії, головним чином в області синаптичних контактів нервових волокон з клітинами органів, вегетативних і чутливих гангліїв. Нейротоксичні процеси, перш за все, обумовлені порушенням фізіологічних або біохімічних механізмів у нервовій системі й не пов'язані з дегенеративними змінами нейроцеллюлярних елементів. Подібні ефекти звичайно формуються після одноразової дії токсиканта у відносно високій дозі і носять оборотний характер. Внаслідок цього розвивається інтоксикація речовинами, що порушують передачу нервового імпульсу в синапсах (наприклад, численні синаптичні отрути), проведення збудження по збудливим мембранам (етанол, хлороформ), енергетичний обмін в мозку (синильна кислота, динітрофенол). Прояви нейротоксичної дії КБ на периферії - це, як правило, наслідок порушень проведення нервових імпульсів по руховим, вегетативним волокнам і блокади сенсорної інформації. Хронічні нейротоксичні процеси обумовлені тривалою або, рідше, одноразовою дією токсикантів, що переважно порушують пластичний (тетраетилсвинець, триметилолово) або енергетичний (оксид вуглецю) обміни. Їх розвиток найчастіше пов'язаний з альтерацією структурних елементів нервової системи: нейронів, їх дендритів і аксонів, мієліну, ендотеліальних клітин. Центральні хронічні нейротоксичні процеси, як правило, мало специфічні. Однак при інтоксикаціях деякими КБ (тетраетилсвинець) періоду розвитку хронічних ефектів передує досить специфічна клініка гострого порушення функцій мозку [176, 233, 319].

Адаптація до дії КБ немислима без відповідних змін метаболізму, ланцюги якого регулюються гормонами [269]. Адаптаційні реакції, в яких бере участь ендокринна система, можуть бути специфічними у відповідь на якісно визначені стимули та неспецифічними, виникаючими у відповідь на любий вплив, незалежно від його природи. Гормональні захисні реакції синдрому адаптації уявляють собою необхідні стандартні фізіологічні реакції на пошкодження, що виробилися у процесі еволюції й спрямовані на підтримку гомеостазу, підвищення резистентності організму. Більшість змін, що спостерігаються при стресі, обумовлені головним чином ефектами глюкокортикоїдів, які є основними адаптивними гормонами. Однак вплив глюкокортикоїдів на тканини при стресі неможливо розглядати ізольовано від ефектів інших гормонів та нервових механізмів, що беруть участь в регуляції неспецифічних адаптаційних реакцій організму. Своєрідним «буфером», що забезпечує адекватність глюкокортикоїдної дії у механізмі загальної адаптації, є інсулін: зниження його продукції посилює адаптаційний вплив глюкокортикоїдів, а збільшення, навпаки, зменшує їх адаптаційні ефекти. Характер гормональної регуляції обміну речовин залежить не тільки від абсолютного вмісту глюкокортикоїдів та інсуліну, але й від зміни їх співвідношення. До адаптивних гормонів, крім глюкокортикоїдів, відносяться також соматотропін та функціонально пов'язані з ним гормони. Важлива роль в регуляції адаптаційних реакцій належить симпатоадреналовій системі, яка тісно взаємопов'язана з системою гіпоталамус-гіпофіз-кора наднирників. У адаптаційні реакції при стресі включаються й інші ендокринні залози та їх гормони (тироксин, глюкагон, пролактин). Так, тиреоїдні гормони, приймаючи активну участь у процесах окисного фосфорилування, є необхідним ланцюгом у системі забезпечення механізмів адаптації. Гормональна недостатність при стресі (стадія виснаження) супроводжується зниженням резистентності організ-му до несприятливого впливу КБ, що може зумовлювати розвиток патологічних змін [5, 12].

Окремо слід зазначити, що деякі антропогенні КБ можуть виступати як ефектори ендокринної системи (ЕЕС): хлорорганічні пестициди, гербіциди, фунгіциди, поліхлоровані біфеноли, діоксани, фурани, продукти розпаду алкілфенолів. Більшість ЕЕС мають виразну здатність до акумуляції у внутрішніх органах та жировій тканині. До механізмів дії ЕЕС, наприклад, відносяться: зв'язування з рецепторами естрадіолу, запуск ланцюга реакцій, властивого нормальному гормону з імітацією його дії; зміна структури ферментів, які метаболізують гормони, що запобігає руйнуванню естрогенів та сприяє накопиченню їх в організмі; адитивна дія, що призводить до стимуляції більш виразної гормональної відповіді. КБ групи ЕЕС мають меншу специфічну активність, ніж природні гормони. Однак останні характеризуються визначеними ритмами надходження до кровотоку, де вони циркулюють нетривалий час, виконанням специфічної задачі й руйнуванням природними механізмами [312].

Однією з найчутливіших фізіологічних систем організму до дії КБ на ранніх етапах є імунна система [97, 105, 149, 151, 189, 299, 360]. Слід відзначити, що швидке реагування імунної системи на екзогенні подразники обумовлено, у першу чергу, особливістю її будови, тісним взаємозв'язком з нервовою та ендокринною системами. Вважають, що практично будь-яка інтоксикація в тій чи іншій мірі може стати причиною порушення імунного статусу організму. Імунотоксичність КБ звичайно визначають як їх властивість викликати порушення функцій організму, які проявляються неадекватними імунними реакціями. Неадекватними можуть бути реакції на антигени, на сам токсикант та його метаболіти, на комплексні антигени, які утворюються в організмі при інтоксикаціях. У основі порушень можуть лежати різноманітні ефекти: від грубого пошкодження стовбурових клітин кісткового мозку до зміни продукції цитокінів і модуляції щільності рецепторів для молекул-регуляторів на мембранах імунокомпетентних клітин. Порушення можуть бути кількісними (зменшення числа клітин внаслідок селективної цитотоксичності КБ) та якісними (функціональні трансформації клітин або клітинних рецепторів). Оскільки неадекватні імунні реакції нерідко формуються при токсичних пошкодженнях органів, що не відносяться до імунної системи, імунотоксичність не можна ототожнювати зі здатністю речовин діяти виключно на лімфоїдну тканину. Нормальною вважається збалансована імунна реакція організму на антигени [114, 199, 233].

Імунна система не лише розпізнає чужі для організму молекули, але й передає цю інформацію нервовій та ендокринній системам. При цьому посередниками у взаємодії нейроендокринної та імунної систем виступають макрофаги, які здатні після відповідної стимуляції секретувати різноманітні ключові імунорегулятори, у тому числі й фактор некрозу пухлини альфа (ФНП-?). ФНП-? розглядається як первинний аферентний імпульс, що генерується організмом у відповідь на численні пошкоджувальні фактори, зокрема КБ [114]. Імунна система, як система «швидкого реагування» на КБ, тісно пов'язана зі стрес-реагуючою та стрес-лімітуючою системами. Структури, що входять до складу центрального апарату регуляції імунної системи, топічно співпадають з центральними структурами обох систем: гіпоталамус, гіпофіз, амігдала. Вони зв'язані з холінергічними нейронами базального ядра Мейнерта і перегородки, з норадреналінергічними нейронами голубої плями, дофамінергічними нейронами мезолімбічної та нігростріатної систем, ГАМК-нейронами хвостатого ядра, серотонінергічними нейронами ядер шва [3].

Наслідками імунотоксичної дії КБ є, як правило, пригнічення імунної відповіді (імуносупресія), формування гіперчутливості до антигенів (алергізація), ініціація аутоімунних процесів [134]. Імуносупресивний ефект характеризується зниженням показників неспецифічної резистентності та імунологічної реактивності, внаслідок чого підвищується чутливість організму до інфекційних агентів та розвиваються неопластичні процеси. Імуносупресорні властивості виявляються у КБ, здатних порушувати процеси клітинного ділення, розподілу, диференціювання та синтезу білка. Імуностимуляція характеризується підсиленням імунної відповіді організму з формуванням алергічних реакцій. Алергенні властивості КБ виявляються в концентраціях на декілька порядків нижче за ті, що спричиняють токсичну дію. Хімічні алергени, як відомо, уявляють собою гаптени, які набувають властивості антигенів після їх кон'югації з тканинними або сироватковими білками, носіями атигенного комплексу. Особливу реакційну активність при утворенні зв'язків з носієм мають КБ, у структурі яких присутні аміно-, нітро-, азо-, карбамінові групи. У взаємодію з носієм може вступати як сам КБ, так й продукти його метаболізму [176].

Питання сталості внутрішнього середовища організму набувають значущості, оскільки під впливом факторів зовнішнього середовища, зокрема КБ, організм здатний переходити на новий рівень гомеостазу при можливій зміні області допустимих коливань системоутворюючого фактора. Разом з тим, незважаючи на те, що, з одного боку, в механізмах фізіологічної адаптації встановлені принципово загальні ланки, а здатність реагувати на різні фактори довкілля й підтримувати при цьому оптимальну сталість внутрішнього середовища є філогенетично виробленою властивістю організму; а з іншого боку - в результаті значних досягнень в області нейрофізіології, біохімії, молекулярної біології та інших фундаментальних наук уявлення й знання про гомеостаз постійно доповнюються й уточнюються, на даний час вони не можуть вважатися остаточно сформованими [252, 277, 327].

Для вивчення механізмів адаптації до дії КБ необхідним є знання процесу інтоксикації. Останній умовно поділяють на декілька етапів [277]:

- розвиток комплексу первинних реакцій організму на втручання КБ та транспортування його до мішеней взаємодії;

- розвиток реакцій організму, обумовлених специфічною та побічною взаємодією КБ з біологічними субстратами організму (ферментами, медіаторами, мембранними комплексами тощо);

- формування структурно-функціональних патологічних змін тканин у результаті недостатності первинних адаптаційних реакцій;

- відновлення або розвиток пошкоджень структури та функцій тканин, органів і фізіологічних систем організму.

Важливим механізмом адаптації, що відповідає за детоксикацію та виведення КБ, є процес біотрансформації, який умовно поділяється на два типи. Перший пов'язаний з функціонуванням монооксигеназних систем гладкого ендоплазматичного ретикулума та спряжених з ним реакцій кон'югації. Другий тип об'єднує молекулярні механізми, локалізовані в цитоплазмі, мітохондріях, лізосомах, пероксисомах. Активність мікросомальних монооксигеназ, що каталізують біотрансформацію КБ у першій фазі детоксикації, а також активність ферментів, що беруть участь в реакціях кон'югації у другій фазі детоксикації, залежить від багатьох факторів: функціонального стану організму, статі, віку, режиму харчування [81, 140, 172, 191, 353, 363, 387]. Однак найбільш виразний вплив на функціонування систем, що відповідають за процеси детоксикації, чинять КБ, які відносяться до індукторів або інгібіторів мікросомальних монооксигеназ. Комбінована дія КБ, наприклад, найчастіше визначається індукторними або інгібіторними властивостями окремих сполук [65]. Доведено, що цілий ряд КБ при надходженні до організму метаболізується з утворенням проміжних продуктів, які можуть існувати у формі вільних радикалів. Останні мають високу реакційну здатність, зокрема зв'язуватися з білками та нуклеїновими кислотами, окиснювати сульфгідрильні групи, активувати пероксидацію ліпідів тощо. Здатність речовин метаболізуватися з утворенням вільних радикалів пов'язують з величиною їх одноелектронного відновлювального потенціалу. У присутності кисню відновлені радикали спонтанно окиснюються до вихідної форми, а потім знов можуть піддаватися відновленню. Такий процес звичайно розглядають як окислювально-відновлювальний цикл перетворення КБ [176]. У випадку тривалого функціонування такого циклу (наприклад, за рахунок великих доз КБ) може відбуватися виснаження механізмів клітинного захисту та пошкодження клітин. Підсумком такої дії є зміна функціонального стану та загибель клітин, мутація їх генетичного коду, що на рівні макроорганізму призводить до масивної клітинної загибелі (некрозу), розростання сполучної тканини (фіброзу), розвитку новоутворень у віддалені періоди після дії КБ, тератогенезу [306].

Окремо слід зупинитися на тому, що промислові КБ у першу чергу викликають різноманітні за клінічними проявами і механізмами розвитку патологічні зміни у печінці. Пошкодження печінки мають певні топографічні особливості. У першій зоні ацинуса гепатоцити прилягають до портальних трактів і отримують більше кисню та поживних речовин порівняно з гепатоцитами другої й третьої зон [412]. Перипортальні гепатоцити першої зони містять більше мітохондрій, тому в них інтенсивно протікають енергетичні процеси, бета-окислення жирних кислот, обмін амінокислот, синтез сечовини, глюконеогенез. У перивенозних гепатоцитах третьої зони в основному локалізовані процеси окислювального метаболізму КБ при відносному дефіциті ферментів антиоксидантного захисту та кон'югації. Внаслідок цього у гепатоцитах третьої зони утворюється більша кількість реакційноздатних метаболітів, які менш знешкоджуються. Тому пошкодження печінки КБ частіше має центролобулярну локалізацію, зачіпаючи гепатоцити перивенозної зони [409].

До основних механізмів гепатотоксичності КБ відносяться: пошкодження плазматичної мембрани та порушення цитоскелету, дисфункція мітохондрій, активація ферментів деградації речовин, втрата внутрішньоклітинного іонного гомеостазу, оксидативний стрес [136, 380, 382]. КБ можуть чинити пряму або опосередковану дію на цитоскелет гепатоцитів, що супроводжується порушеннями структури з утворенням розривів мембран, що може безпосередньо призвести до загибелі клітин. Пошкодження плазматичної мембрани розглядають як етап некротичного механізму загибелі клітин [377]. Пошкодження механізмів окисного фосфорилування в мітохондріальній мембрані призводить до зменшення АТФ, а падіння його резервів також є вагомою причиною клітинної загибелі за дії токсичних КБ [425]. Неспецифічне пошкодження внутрішньої мітохондріальної мембрани найчастіше відбувається внаслідок активації ПОЛ або дії фосфоліпаз [399].

Найбільш ранньою ознакою цитотоксичності КБ є втрата внутрішньоклітинного іонного гомеостазу. Пошкодження клітин при цьому пов'язують з підвищенням концентрації іонів натрію та кальцію, зменшенням іонів калію в цитозолі. Підвищення кальцію сприяє активації кальцій-залежної протеїнази, фосфоліпази, ендонуклеази. Втрата калію розглядається як рання ознака пошкодження клітин. Високо реактивні метаболіти КБ можуть, наприклад, пошкоджувати кальцій-залежну АТФазу шляхом ковалентного зв'язування або окислення сульфгідрильних груп білків, а також за рахунок ПОЛ [427]. Активація ферментів деградації речовин, а саме протеїназ, нуклеаз і фосфоліпаз, призводить до пошкодження мембран, звільнення арахідонової кислоти або фрагментації ДНК. Доведено кореляційну залежність між клітинною загибеллю та інтенсивністю нелізосомального протеолізу як функції рН [367]. Слід зазначити, що у розвитку некротичного пошкодження гепатоцитів значну роль відіграють супероксидний аніон-радикал, перекис водню, гідроксильний радикал, гіпохлорит, синглетний кисень, пероксирадикали. Так, гідроксильний радикал здатний пошкоджувати ультраструктуру ДНК, що при хронічному запаленні може призвести до гепатоканцерогенезу [435]. У реакціях оксидативного стресу бере участь й оксид азоту. Останній діє як скавенджер кисневих радикалів, але може посилювати ефекти супероксидного радикала внаслідок утворення цитотоксичного пероксинітриту [375, 436].

Деякі КБ беруть участь у механізмах загибелі клітин - некрозу та апоптозу. Наприклад, парацетамол і тетрахлоретан здатні викликати загибель клітин за цими механізмами, але співвідношення між ними визначаються дозою, використанням протекторів та іншими факторами [23, 74, 333, 389, 422]. Основними етапами некрозу є пошкодження плазматичної мембрани, набухання мітохондрій та всієї клітини, втрата внутрішньоклітинних компонентів, дезінтеграція ядра з наступним фагоцитозом загиблих гепатоцитів. Апоптоз запускається через спеціальні «рецептори загибелі» на поверхні клітини або нерецепторним шляхом, що призводить до активації регуляторних білків, які зупиняють мітотичну активність клітини, викликають фрагментацію ДНК, деградацію життєво важливих білків, порушують зв'язок клітини із зовнішньоклітинним матриксом та інше. Раннім проявом апоптозу вважається падіння електрохімічного потенціалу мітохондріальної мембрани та підвищення продукції активних форм кисню [397, 411]. Передбачається, що КБ запускають механізм апоптозу через рецептор-незалежний механізм, який ініціюється оксидом азоту, активними формами кисню [397]. Важлива роль оксиду азоту в загибелі клітин підтверджується не тільки підвищенням його синтезу після введення токсинів, а й протекторною активністю інгібітору синтази оксиду азоту аміногуанідину при пошкодженні печінки тетрахлорметаном й парацетамолом [355, 383]. Оксид азоту після перетворення під впливом супероксидного радикала на пероксинітрит викликає нітрозилування білків та ініціює апоптоз [376].