Предполагают, что первый этап в лекарственном поражении печени — это образование в печени токсического метаболита из исходного препарата. В целом токсические метаболиты составляют малую часть от общего количества метаболитов исходного препарата, их реактивность обусловливает краткость их существования и затрудняет их обнаружение в биологических системах. Вот почему определить точную структуру токсических метаболитов достаточно сложно.

Основные ферменты, участвующие в образовании активных и потенциально токсических метаболитов, — это цитохромы Р450. В образовании безопасных метаболитов участвуют те же ферменты, что и в синтезе гепатотоксических метаболитов. Так как ферменты Р459 максимально сконцентрированы в 3-й зоне печеночной дольки, этим частично можно объяснить преимущественное поражение перицентцальной зоны  при некоторых формах лекарственного поражения печени. Возможно, межвидовые различия в каталитической активности Р450 затрудняют проекцию результатов исследований по гепатотоксичности препаратов с животных на человека.

Для определения ферментов Р450, ответственных за образование токсических метаболитов, использовали несколько методов. Например, если при подавлении антителами или химическими препаратами определенного фермента Р450 концентрация токсического метаболита в препаратах печени значительно снижалась, делали вывод, что данный фермент катализирует эти реакции. Иногда в клинических исследованиях для обнаружения фермента Р450, отвечающего за определенную реакцию, можно использовать селективные ингибиторы ферментов Р450. Перечень специфических ингибиторов ферментов приведен в табл. 3-1. Например, утверждают, что токсическое действие парацетамола на печень обусловлено образованием метаболита N-ацетилбензохинонимина. Количество АГ-ацетил-6ензохинонимина, образующегося из принятой дозы парацетамола, можно оценить по количеству тиоловых метаболитов, выделяющихся с мочой. Когда здоровым добровольцам давали парацетамол вместе с селективным ингибитором CYP 2Е1, выделение производных N-ацетил-бснзохинонимина с мочой снизилось до средних значений , что указывает на ведущую роль CYP 2Е1 в образовании этих метаболитов. Напрстив, при приеме рифампицина, индуцирующего множестве других ферментов Р450, выделение тиоловых метаболитов с мочой не увеличивалось.

Подобные клинические исследования были проведены для галотана. Было выяснено, что выраженное токсическое воздействие галотана на печень обугловлено промежуточным продуктом трифторацетилом, из которого в свою очередь образуется трифторацетиловая кислота, а ее концентрацию можно определить в плазме и моче. Если больной перед галотановым наркозом принимает ингибитор CYP 2Е1 дисульфирам, концентрация трифторацетиловой кислоты в плазме и моче падает на 70%. Выработка трифторацетиловой кислоты немного снижается, если больной принимал ингибитор CYP 2А6 — метоксален, а после приема триацетилолеандомицина, ингибитора CYP ЗА4, изменений не было. Эти наблюдения показывают, что основной фермент, участвующий в образовании промежуточных продуктов трифторацетила из галотана т vivo — это CYP 2Е1, небольшой вклад вносит CYP 2А6, a CYP ЗА4 в этих процессах не участвует. Не все токсические метаболиты образуются под влиянием ферментов Р450. Некоторые метаболиты, такие как ацилглюкурониды, образуются в фазу 2. Например, глюкуроновые производные диклофенака и вальпроевой кислоты могут ковалентно связываться со многими белками гепатоцита, и образование этих ковалентных связей может способствовать токсическому поражению печени.

Ферменты, способствующие безопасному выведению токсических метаболитов

Вероятно, в процессе метаболизма лекарственного препарата образуется незначительное количество активных метаболитов. К счастью, печень способна быстро обезвредить эти метаболиты до того, как они смогут вызвать поражение печени. Основной путь безопасной элиминации активных метаболитов — это конъюгация с глутатионом. Хотя глутатион синтезируется во всех клетках, в основном он образуется в печени. В обычных условиях концентрация глутатиона в цитоплазме гепатоцита довольно высокая. Глутатион может спонтанно конъюгировать с токсическими метаболитами, но, как правило, эту реакцию катализирует глутатион-трансфераза. Обычно конъюгаты неактивны и быстро выводятся с желчью или мочой. Конъюгаты глутатиона поступают из клетки в желчь с помощью переносчиков, особенно белка множественной лекарственной устойчивости 2.

Существует три семейства глутатион-Б-трансфераз: цитоплазматическое, митохондриальное и микросомальное. В метаболизме лекарственных препаратов больше задействованы цитоплазматические ферменты, их подразделяют на семь классов и обозначают а, р, я, а, о, с и С. Предполагают, что у человека существует только один ген, кодирующий этот фермент.

Предполагают, что существует множество механизмов, по которым токсические метаболиты вызывают повреждение клеток печени, но наиболее распространенными считают образование ковалентных связей и оксидативный стресс. Предполагают, что основная мишень токсических метаболитов — это митохондрии.