Метаболизм алкоголя в организме человека

Алкоголь и степени опьянения

Этанол (алкоголь), входящий в состав спиртных напитков, относится к психотропным веществам с наркотическим действием, то есть оказывает угнетающий эффект на центральную нервную систему. Однако начальная стадия алкогольной интоксикации характеризуется относительно длительным периодом возбуждения, обусловленного выбросом катехоламинов в лимбических структурах мозга и угнетением тормозных механизмов.

Для легкой степени алкогольного опьянения (при дозах неразбавленного этанола менее 1 г/кг веса тела) характерно повышенное настроение с благодушием (состояние эйфории), многоречивость, расторможенность, быстрая и громкая речь, размашистая и оживленная жестикуляция, излишняя самоуверенность, хвастливость, переоценка своей значимости.

Возникают небольшие вегетативные нарушения: легкая гиперемия кожи, учащение сердечных сокращений, некоторое затруднение при выполнении заданий, требующих сложной координации движений. Повышается двигательная активность, появляется умеренно выраженная сексуальная и пищевая расторможенность. 

При средней степени алкогольного опьянения речь становится дизартричной, обедненной, замедленной. Нарастает вялость, мышечная гипотония, стремление принять лежачее положение, заторможенность психических реакций.

Поступки со стороны кажутся немотивированными, импульсивными, хаотичными. Развивается сонливость, переходящая в кратковременный сон.

Метаболизм алкоголя в организме человека

Поведенческие, психомоторные и когнитивные нарушения наблюдаются уже при концентрации этанола в крови 20-30 мг/дл (т.е. после дозы 10-20 мл в пересчете на чистый этанол). У многих людей наркотическое состояние или глубокий сон развивается при содержании этанола в крови примерно 160 мг/дл, а смерть может наступить при концентрации этанола 300-400 мг/дл.

Согласно эпидемиологическим исследованиям, в западных странах и США алкоголь, хотя бы эпизодически в небольших дозах, употребляют до 90% процентов людей. У 40-50% мужчин возникают временные проблемы в связи с употреблением алкоголя; у 10% мужчин и 3-5% женщин эти проблемы приобретают постоянный и устойчивый характер. Риск развития злоупотребления алкоголем в течение жизни составляет 10-15%.

Превращения этанола в организме

Этанол всасывается через слизистую оболочку ротовой полости и пищевода (в небольших количествах), желудка и толстого кишечника (в умеренных количествах) и проксимальной части тонкого кишечника (основное место всасывания). Скорость всасывания увеличивается при быстрой эвакуации содержимого желудка, отсутствии в желудке пищи, то есть белков, жиров и углеводов, которые задерживают всасывание;

Этанол является пищевым продуктом с высокой энергетической ценностью, равной 7,1 ккал/г. У злоупотребляющих алкоголем калории этанола могут составлять до 50% общей калорийности пищи.

В результате этого этанол замещает многие необходимые пищевые компоненты, что приводит к первичной недостаточности питания. Кроме того, при длительном злоупотреблении алкоголь вызывает развитие синдромов мальдигестии и мальабсорбции, а в итоге вторичной недостаточности питания.

От 75% до 90% этанола, попадающего в организм, метаболизируется печенью посредством окисления до СО и воды. Лишь небольшое количество этанола: от 2% (при низкой его концентрации в крови) до 10% (при высокой концентрации в крови) выделяется через легкие, с мочой или потом. В норме скорость метаболизма этанола у человека составляет примерно 120-150 мг/кг массы за 1 час.

С2Н5ОН НАД -{amp}gt; СН3СНО НАДН

В геноме человека имеется 7 генов АДГ. Однако существенную роль в метаболизме этанола играют только АДГ I, II и IV классов.

Активный фермент АДГ состоит из двух субъединиц с молекулярной массой примерно 40 кДа каждая. Фермент содержит два атома цинка и один активный центр на субъединицу. Все изоферменты I класса локализованы в гепатоцитах и состоят из гомо- и гетеродимерных форм.

Второй метаболический путь окисления этанола реализует НАДФН-зависимая микросомальная этанол-окисляющая система (МЭОС), включающая цитохром Р-450 и НАДФН-редуктазу цитохрома Р-450. МЭОС катализирует окисление этанола до ацетальдегида в реакции, сопряженнной с окислением НАДФН и восстановлением молекулы кислорода до супероксидного аниона.

Цитохром Р-450 обладает широкой субстратной специфичностью, но только немногие его формы способны окислять этанол. Среди них ведущую роль играет изоформа 2Е1 (другое название CYP2E1). Изоформы цитохрома Р-450 1А2 и ЗА4 также окисляют этанол, но активность их ниже, чем у 2ЕЕ В печени CYP2E1 экспрессируется не только в гепатоцитах, но и в клетках Купфера.

Длительное употребление алкоголя приводит к возрастанию активности МЭОС в печени, причем содержание CYP2E1 увеличивается в 4-10 раз. Предполагают, что индукция CYP2E1 лежит в основе метаболической толерантности к алкоголю, то есть способности окислять большое количество этанола без значительных метаболических сдвигов в организме.

Предлагаем ознакомиться:  Как избавиться от кодировки от алкоголя

С2Н5ОН Н202 -{amp}gt; СН3СНО 2Н20

Исследования с ингибитором каталазы аминотриазолом показали, что снижение активности этого фермента не замедляет метаболизм этанола in vivo. Это связано с тем, что пероксидазная активность каталазы лимитирована доступностью in vivo перекиси водорода.

В эксперименте введение в перфузируемую печень крысы субстратов перекись-продуцирующих оксидаз (мочевой кислоты, гликолата) существенно увеличивало окисление этанола по каталазному пути. В норме, однако, скорость генерации перекиси водорода в печени мала, поэтому считается, что вклад каталазы в общую скорость метаболизма этанола не превышает 2%.

Доля МЭОС в общей скорости окисления этанола в организме также невелика, и разными авторами оценивается в пределах от 1% до 20% . Таким образом, основная часть этанола, по крайней мере 80%, окисляется по алкогольдегидрогеназному пути.

Описан и неокислительный путь метаболизма этанола – образование этиловых эфиров жирных кислот (ЭЭЖК). Концентрация ЭЭЖК наиболее высока в органах, подверженных токсическому действию этанола, прежде всего в печени и поджелудочной железе. ЭЭЖК накапливаются в плазматической мембране клеток, а также в мембранах органелл, включая митохондрии и лизосомы, что может нарушать их функции.

Все пути окислительной деградации этанола приводят к образованию ацетальдегида, который затем окисляется до ацетата с помощью альдегиддегидрогеназы (АльДГ). Ключевую роль в окислении ацетальдегида играет печень, так как в ней находится основное количество данного фермента.

АльДГ – это семейство тетрамерных ферментов, которые катализируют необратимое окисление в кислоты широкого круга алифатических и ароматических альдегидов. АльДГ найдены во многих клетках и преимущественно в трех органеллах: митохондриях, цитозоле и микро- сомах, а в гепатоцитах они имеются и в пероксисомах.

Метаболизм алкоголя в организме человека

В печени человека обнаружено множество молекулярных форм АльДГ. Митохондриальная АльДГ – ALDH2, с низкой К для ацетальдегида (3 мкМ), и одна из цитозольных изо-форм — ALDH1, с промежуточной аффинностью для ацетальдегида (К ~ 30 мкМ), – основные формы АльДГ, отвечающие за метаболизм ацетальдегида.

Известны две аллели гена ALDH2: ALDH2*1 и ALDH2*2, кодирующие субъединицы, соответственно, с высокой и низкой ферментной активностью. Низкоактивная форма субъединицы ALDH2 возникла в результате мутации с заменой одной аминокислоты в участке связывания коэнзима, что вызвало 100-кратное увеличение Кыдля НАД.

Какой бы спиртосодержащий продукт ни стоял на столе — пиво, вино или крепкие алкогольные напитки, — первое воздействие алкоголя на организм начинается с первым глотком спиртного: 10–20 % спирта, содержащегося в кружке, бокале или рюмке, всасывается в желудке, остальная его порция попадает в организм в двенадцатиперстной кишке и тонком кишечнике.

Естественно, чем крепче напиток, тем большее абсолютное количество спирта, попадающее в организм с каждым глотком, и тем быстрее наступает опьянение, однако слабоалкогольные напитки тоже доставляют в наш организм достаточное количество этилового спирта. Так, одна бутылка красного вина, которую вполне возможно просто выпить за вечер, читая интересную книгу или просто занимаясь любимым делом, содержит примерно 80 граммов этанола.

В печени этиловый спирт (CH3CH2OH) окисляется до уксусного альдегида (CH3CHO), который затем переходит в уксусную кислоту (CH3COOH), которая далее в ходе процесса, известного как «цикл лимонной кислоты», или Цикл Кребса, превращается в углекислый газ и воду.

Почему люди употребляют алкоголь

Несмотря на бытующее мнение, что алкоголь употребляют, чтобы испытать состояние эйфории, улучшить настроение, мотивы для приема спиртных напитков могут быть разные: успокоиться, забыться; или, наоборот, повысить свою агрессивность; усилить чувство обиды, горя, еще раз все перестрадать; заглушить чувство неловкости, стыда, угрызения совести и добиться желаемого результата; приобрести уверенность в себе, раскрепоститься и т.д.

Метаболизм алкоголя в организме человека

Мотивы эти могут меняться у одного и того же человека в зависимости от ситуации. Если алкоголь становится средством, помогающим решить личностные и жизненные проблемы, создается основа для его злоупотребления.

Более того, у человека может сложиться представление, что в состоянии опьянения он ведет себя более адекватно, чем во время трезвости. Например, выпил – и стал общительным, остроумным, интересным окружающим, а в трезвости – угрюмый, молчаливый, скучный.

Предлагаем ознакомиться:  Как бросить пить омепразол

В этом случае, как отмечает Павлов И.С., состояние опьянения становится все более желанным, а реализация своей концепции «я» смещается из состояния трезвости в состояние опьянения. При этом человек в опьянении почти полностью удовлетворен своей жизнью. Момент начала реализации человеком своей сущности, своего «я» в состоянии опьянения является одним из наиболее важных для формирования систематического пьянства, а в дальнейшем и алкогольной зависимости.

Диагноз – алкоголизм

Алкоголизм – это хроническое прогрессирующее заболевание, определяющими признаками которого являются патологическое влечение к приему спиртных напитков, формирование алкогольного абстинентного (похмельного) синдрома, а на поздних стадиях – психическая деградация и тяжелая соматическая патология, обусловленные токсическим действием алкоголя на центральную нервную систему и многие органы.

Патологическое влечение к алкоголю может иметь характер первичного влечения, не связанного ни с опьянением, ни с похмельным синдромом; влечения, возникающего в состоянии опьянения после приема тех или иных доз алкоголя, а также влечения в структуре похмельного синдрома (стремление к опохмелению).

– сильная потребность или необходимость принять алкоголь;

– снижена способность контролировать прием алкоголя (начало его употребления, окончание, дозу);

– повысилась толерантность к алкоголю;

– очевидно забвение альтернативных интересов в пользу употребления алкоголя; увеличилось время, затрачиваемое на приобретение, прием алкоголя, восстановление организма после алкогольной интоксикации;

Метаболизм алкоголя в организме человека

– алкоголь употребляется, несмотря на очевидные вредные последствия (физические, психические, социальные).

На первой стадии алкоголизма зависимость от алкоголя психическая. О психической зависимости от алкоголя говорят в том случае, когда его употребление становится ведущим способом получения положительных эмоций, мысли об алкоголе все время приходят в голову, настроение резко улучшается в предвкушении приема спиртных напитков;

На второй стадии алкоголизма к психической зависимости присоединяется физическая. Организм перестраивается и постоянно нуждается в алкоголе для поддержания нормальной функции вегетативной нервной системы, нейромедиаторных систем, рецепторов нейронов, ионных каналов. Воздержание от алкоголя приводит к развитию алкогольного абстинентного (похмельного) синдрома.

Синдром алкогольной абстиненции начинается через 5-10 часов после прекращения употребления алкоголя и достигает максимума на вторые сутки. Он включает следующие сомато-вегетативные проявления: чувство разбитости во всем теле, тяжесть в голове, головную боль, головокружение; гиперемию, одутловатость лица, инъекцию сосудов склер;

потливость, озноб; повышение ЧСС, АД и ЧД; боли в сердце, сердцебиение; нарушения со стороны ЖКТ (понос, тошноту, рвоту, отсутствие аппетита, отрыжку, изжогу); повышенную жажду и сухость во рту. Кроме того, характерны психоневрологические симптомы: нервная истощаемость, раздражительность, бессонница, ночные кошмары; тревога, подавленность, апатия; интенционный тремор.

Примерно у 5% алкоголиков синдром приобретает тяжелое течение: спутанность сознания, иногда сопровождающаяся зрительными, слуховыми и тактильными галлюцинациями (алкогольный делирий). У небольшого числа алкоголиков возникают 1-2 эпизода судорожных припадков.

На третьей стадии алкоголизма, называемой также энцефалопатической, возникают тяжелые поражения внутренних органов и нервной системы, обусловленные токсическим действием алкоголя и его метаболитов. Толерантность к алкоголю снижается. В связи с энцефалопатией постепенно развивается психическая, личностная и социальная деградация индивида.

Первый этап: этанол — в уксусный альдегид

На первом этапе этанол окисляется в клетках печени до уксусного альдегида. Организм человека способен вырабатывать различные типы ферментов-алкогольдегидрогеназ, которые, тем не менее, характеризуются определенным структурным сходством. Алкогольдегидрогеназы всегда состоят из двух белковых цепей — субъединиц, каждая из которых содержит 374 аминокислотных остатка.

Появившийся в крови в результате окисления этанола уксусный альдегид токсичнее этанола, и для спасения организма запускается второй каскад реакций окисления — уксусный альдегид окисляется в практически безопасную уксусную кислоту.

белок-катализатор АЛДГ1 способствует окислению уксусного альдегида непосредственно в растворимой части клетки, в то время как АЛДГ2 перерабатывает большую часть уксусного альдегида в уксусную кислоту в митохондриях. В отличие от имеющих практическое одинаковое строение и близкую каталитическую активность алкогольдегидрогеназ, альдегиддегидрогеназы АЛДГ1 и АЛДГ2 различны по строению, а активность цитозольной АЛДГ1 значительно меньше активности митохондриальной АЛДГ2.

Связь между скоростью метаболизма этанола и употреблением алкоголя

Скорость метаболизма этанола в организме определяется не только содержанием в тканях ферментов АДГ и ALDH2 и их функциональными характеристиками, но также концентрацией кофакторов (НАД и НАДН), этанола и ацетальдегида в клеточных отсеках – цитозоле и митохондриях.

Предлагаем ознакомиться:  Кодирование от алкоголизма в Екатеринбурге

Метаболизм алкоголя в организме человека

Равновесие алкогольдегидрогеназной реакции смещено в сторону образования этанола и НАД из ацетальдегида и НАДН. Таким образом, ацетальдегид оказывает сильный ингибирующий эффект на скорость окисления этанола в алкогольдегидрогеназной реакции, а скорость элиминации ацетальдегида является определяющим фактором для окисления этанола. Последняя, в свою очередь, зависит от общей активности ALDH2 (количества фермента и его функциональной активности).

В настоящее время установлена четкая связь между генами алкоголь- и альдегиддегидрогеназы и употреблением алкоголя. Частота аллелей высокоактивной АДГ ADH2*2 и ADH3*1, а также низкоактивной АльДГ ALDH2*2 при алкогольной зависимости существенно снижена по сравнению с величиной, характерной для популяции в целом.

Таким образом, наличие в геноме аллелей ADH2*2 или ADH3*, кодирующих, соответственно, высокоактивные субъединицы АДГ а также аллели ALDH2*2, кодирующей низкоактивную субъединицу АЛьДГ, защищает индивида от развития алкогольной зависимости, так как употребление алкоголя в этом случае связано с быстрым накоплением в организме ацетальдегида и развитием болезненного состояния с симптомами тошноты, головокружения, сердцебиения, прилива крови к лицу («флашинг»), слабости и отвращения к алкоголю.

Согласно оценке у лиц, гомозиготных по аллели ADH2*2 (ADH2*2/*2) и по аллели ALDH2*2 (ALDH2*2/*2), риск алкогольной зависимости в 100 раз ниже, чем у лиц, гомозиготных по аллелям ADH2*1 (ADH2*1/*1) и ALDH2*1 (ALDH2*1/*1). Последняя комбинация аллелей доминирует по частоте в европиоидной популяции.

Частота аллелей ADH2 и ADH3 варьируется у представителей различных рас и этнических групп. У негроидов и европиоидов наиболее часто встречается аллель ADH2*1 (низкоактивная), а у коренных жителей Восточной Азии (китайцы, японцы) — аллель ADH2*2 (высокоактивная). Аллель альдегиддегидрогеназы ALDH2*2 (кодирующую низкоактивную субъединицу) выявили примерно у половины представителей японской национальности и некоторых этнических групп Китая.

От инфаркта к циррозу

Этиловый спирт и продукты его биохимической деградации приводят к физиологическим изменениям, которые продолжаются и после периода алкогольной интоксикации. Как уже упоминалось, с химической точки зрения этиловый спирт представляет собой высококалорийный продукт, благодаря чему постоянное потребление спиртного замедляет синтез глюкозы, способствует накоплению молочной кислоты, ускоряет выработку клеткой жирных кислот.

Метаболические последствия метаболизма этанола в печени

Основные метаболические последствия употребления этанола заключаются в смещении редокс-состояния, связанном с повышенным образованием НАДН в гепатоцитах. В результате в печени изменяются пути утилизации энергетических субстратов в сторону увеличения синтеза и накопления жирных кислот, ослабления глюконеогенеза и торможения цикла трикарбоновых кислот.

Наряду со сдвигом соотношения НАД/НАДН в гепатоцитах в больших количествах образуется ацетальдегид. Это вещество обладает высокой реакционной способностью и быстро присоединяется к свободным аминогруппам белковых молекул с образованием стабильных аддуктов. Белки, модифицированные ацетальдегидом, обнаружены в печени человека, употреблявшего алкоголь.

Кроме ацетальдегида, под действием этанола в гепатоцитах накапливаются и другие не менее активные альдегиды, в частности, малоновый диальдегид и 4-гидроксиноненаль. Они также реагируют с белковыми молекулами с образованием стабильных аддуктов. Последние были обнаружены в липидных микровезикулах внутри гепатоцитов на ранних стадиях алкогольного повреждения печени.

Метаболизм этанола в реакции с цитохромом CYP2E1 сопровождается усиленным образованием активных форм кислорода (супероксид-анион, гидроксильный радикал, перекись водорода), способных повреждать гепатоцит за счет активации свободно радикального окисления. Активные формы кислорода (АФК) выделяются также клетками Купфера при прогрессировании алкогольного гепатита.

Окислительное повреждение макромолекул при действии АФК рассматривают как ключевой процесс в развитии алкогольной болезни печени, но АФК могут оказывать и непосредственный эффект на клеточный метаболизм за счет изменения процесса передачи сигнала в ядро. Последнее опосредовано влиянием АФК на факторы транскрипции NFKB и АР-1, а также на компоненты семейства митоген-активируемых протеинкиназ (МАР) – ERK1/2 и JNK.

Сайт об алкоголизме и лечении алкоголизма

Интересно почитать

  • Профилактика аддикцийПрофилактика аддикций
  • Отстранение с любовьюОтстранение с любовью
  • Алкоголь, общество и государствоАлкоголь, общество и государство
  • Вред пива для мужчинВред пива для мужчин
  • Мать и дочь: нехорошая созависимостьМать и дочь: нехорошая созависимость
  • Алкоголь и центральная нервная системаАлкоголь и центральная нервная система
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Стоп алкоголизм
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock detector