Fígado[7]:
Os efeitos tóxicos no fígado são atribuídos principalmente à quinona, sendo este um metabolito reativo, cuja formação foi detetada no fígado de ratos.
Os efeitos tóxicos no órgão tornam-se evidentes se houver uma sobrecarga da capacidade metabólica fisiológica, como no caso de uma diminuição da glutationa.
Alterações observadas no fígado de rato, consideradas relevantes para primatas e humanos podem ser interpretadas devendo-se a um processo contínuo de indução de enzimas metabolizadoras de xenobióticos. Embora os mecanismos para a indução de enzimas não sejam conhecidos em detalhe, pode supor-se que se a indução de enzimas do fígado for evitada, não seja esperado que ocorram alterações hepáticas tóxicas ou tumores no fígado.

Pulmões[7]:
Estudos efetuados em ratos mostraram que a exposição ao BHT provocou danos em células alveolares tipo I do pulmão (principal tipo de célula do revestimento alveolar) e a uma proliferação de células alveolares do tipo II para compensação.
A toxicidade pulmonar em ratos e a formação tumoral induzida por BHT são atribuídos à quinona. A promoção de tumores pulmonares é uma característica do mecanismo de ação de BHT em ratos que está correlacionada com processos inflamatórias crónicos no pulmão, em particular a acumulação de macrófagos e linfócitos e a formação de prostaglandinas (PGE2).
A proliferação de células alveolares tipo II e a síntese excessiva de PGE2 parecem contribuir para uma proliferação de células pulmonares por via clonal.
Se esta teoria for correta, a hiperplasia por compensação dos pneumócitos e a mobilização de macrófagos são passos mecanísticos decisivos para a formação de tumores.
Uma vez que a ativação de BHT em pulmões de ratinho para a quinona só foi observada especificamente em algumas espécies de ratinhos (não em ratos, outros roedores ou primatas), este efeito não é utilizado para avaliar a toxicidade de BHT em seres humanos.

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