?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

О метаболизме алкоголя

Большие "простыни" в ПопМеханику я давно не писал, некогда. А вот врезки-комментарии периодически делаю. В августовском номере журнала в фантастическом рассказе "Трезвяк" (с.66) - несколько моих врезок о метаболизме алкоголя, "белочке" и месте психоактивных веществ в животном мире.

И вот первую я хочу здесь представить и немножко расширить. Начну с признания, что истинное положение вещей мы, доктора, от вас всегда скрывали :) Впрочем, это делается исключительно с благими намерениями, чтобы уберечь ваши мозги от вывиха.

Собственно, это можно было заподозрить, ведь этанол - нормальный, физиологический метаболит. Он образуется и используется в куче биохимических реакций. Поэтому не может быть у него одного-единственного пути утилизации. А ну как там че сломается? Поэтому, по старой доброй традиции, систем превращения этанола в ацетальдегид несколько.




Итак, первый путь - традиционный, он же основной. Под воздействием фермента алкогольдегидрогеназы этанол превращается в ацетальдегид. Место действия - цитоплазма клетки, везде, куда дотянутся длинные руки фермента.

Второй, вспомогательный - окисление в пероксисомах. Это такая органелла клетки, обнаруженная в 1967 году и напичканная всякими боевыми ферментами, например, использующими молекулярный кислород для отщепления водорода по общей схеме:

RH2 + O2 → R + H2O2

Продукт, думаю, узнали все, даже некоторые ненатуральные блондинки - перекись водорода. Вот ее и использует фермент каталаза, чтобы окислить этанол.

Впрочем, справедливости ради следует сказать, что пероксисомы в этом смысле маломощны и обрабатывают очень незначительное количество алкоголя. Зато они достаточно активны в нейронах головного мозга. В том числе и поэтому мозг страдает от похмелья с удвоенной силой. Хотя, еще раз повторюсь, вклад пероксисом не такой уж и значительный.

Третий - обработка в системе цитохрома P450. Точнее, ферментом CYP2E1. Это уже так называемое микросомальное окисление, которое идет в эндоплазматической сети. И включается оно только тогда, когда клиент ощутимо перебрал и 1-й и 2-й механизм начинают пробуксовывать и не справляться. И опять, к слову, неслабо достается мозгу.

Четвертый - непосредственное взаимодействие этанола с жирными кислотами, которое называется этерификацией. В результате образуются сложные эфиры.

---

С первыми тремя путями ясно, в результате всё равно образуется ацетальдегид, который потом под действием вот тут уже единственного фермента альдегиддегидрогеназы превращается в уксусную кислоту. Которая выходит в кровоток, потом ее просят поучаствовать в образовании ацетил-коэнзима А и в таком виде она исчезает в цикле Кребса, в итоге становясь водой и CO2.

В общем и целом, как мы видим, организм не настроен на переработку большого количества этанола. Поэтому аж три полосы преобразования этанола в ацетальдегид потом сливаются в однополосное окисление этого альдегида в кислоту. И вот как раз в этом месте при избыточном поступлении этанола и возникает «пробка». Результат - отравление уксусным альдегидом, более известное в народе как «похмелье». Почему организм до сих пор не расширил здесь дорогу - загадко. Может быть, он просто умнее нас :) А то представьте, что начнется, если похмелье отменить. Вооот.

---

Дополнительный, микросомальный путь окисления чреват еще одной неприятностью. Образованием кучки малоприятных побочных эффектов и продуктов (кликабельно).



Зеленая ветка - это как раз основной путь, а вот красные - это вся побочка, образующаяся в результате микросомального окисления. Приятного, как видите, мало.

Теперь о цифрах. В ЖКТ в сутки образуется примерно 3 г этанола. С этой нагрузкой основная ферментная система справляется без проблем. Очень усредненно и очень приблизительно организм в состоянии метаболизировать по 1 и 2 пути, не подключая гадский 3-й, примерно 9-10 г этанола в час (до ацетальдегида). Собственно, это и есть ответ на вопрос "Сколько можно выпить, чтобы утром не было похмелья". Но тут следует учитывать, что на исход влияет куча факторов и один и тот же человек в разные дни и даже в разные часы одного и того же дня реагирует на алкоголь по-разному. Если чувствуете, что "не идет", лучше не заниматься насилием, организм, он такая злопамятная сволочь - всё запишет и непременно отомстит.

---

Update: допишу о генетике вопроса, раз в комментах уже к этому делу начали обращаться. Итак, как и во всех остальных случаях, синтез ферментов алкогольдегидрогеназы (ADH) и альгедиддегидрогеназы (ALDH) кодируется определенными генами. Как и во всех остальных случаях, в данных генах возможны всякие мутации и прочие генетические неприятности. В итоге на выходе мы получаем несколько вариантов ADH и ALDH. Одни из них более активные, другие менее. Если у человека "быстрая" ADH и "медленная" ALDH, ему можно только посочувствовать: пьянеть будет плохо, а вот похмелье утром достанется по полной программе. Зато "счастливчик" с "медленной" ADH и "быстрой" ALDH будет долго испытывать эйфорию от опьянения, а утром будет как огурчик.

С другой стороны, у первого человека намного меньше шансов стать алкоголиком, чем у второго. Потому что приятная часть употребления алкоголя у него проходит в сильно кастрированном виде. А неприятная - в гипертрофированном. И никакого стимула пить нет.

Генетические различия наблюдаются и у некоторых этнических групп. Например, у китайцев, японцев и корейцев распространен 1В*2 вариант ADH, а у европеоидов и негроидов он встречается очень редко. Другой вариант, 1B*3 встречается примерно у 15-25 процентов афроамериканцев. И тот, и другой - "быстрые". То есть с т.з. русского человека данные граждане "пить не умеют". А гражданам от этого только хорошо, на самом деле. Впрочем, у тех же афроамериканцев достаточно часть обнаруживаются "быстрые" ALDH в виде вариантов 1A1*2 и 1A1*3, что достаточно часто делает их носителей алкоголиками.

Генетика генетикой, но окружающая среда свое дело тоже туго знает. Если в геноме написано - еще не факт, что именно так и будет. С одной стороны, между 1979 и 1992 годом в Японии выросло потребление спиртного. И доля носителей ADH1B*2-гена среди японских алкоголиков выросла с 2,5 до 13, тут всё логично и сходится. С другой, индейцы в США спиваются и умирают от связанных с алкоголем причин чаще белых. Но при этом метаболизм у них одинаковый и генетические варианты встречаются примерно с одинаковой частотой.

Пруфы к генетике:
Hurley, T.D.; Edenberg, H.J.; Li, T.-K. The Pharmacogenomics of alcoholism. In: Pharmacogenomics: The Search for Individualized Therapies. Weinheim, Germany: Wiley–VCH, 2002, pp. 417–441.
Oota, H.; Pakstis, A.J.; and Bonne-Tamir, B. The evolution and population genetics of the ALDH2 locus: Random genetic drift, selection, and low levels of recombination. Annals of Human Genetics 68(Pt. 2):93–109, 2004. PMID: 15008789
Bosron, W.F., and Li, T.-K. Catalytic properties of human liver alcohol dehydrogenase isoenzymes. Enzyme 37:19–28, 1987. PMID: 3569190
Ehlers, C.L.; Gilder, D.A.; Harris L.; and Carr L. Association of the ADH2*3 allele with a negative family history of alcoholism in African American young adults. Alcoholism: Clinical and Experimental Research 25:1773–1777, 2001. PMID: 11781511
Crabb, D.W. Ethanol oxidizing enzymes: Roles in alcohol metabolism and alcoholic liver disease. Progress in Liver Disease 13:151–172, 1995. PMID: 9224501
Spence, J.P.; Liang, T.; Eriksson, C.J.; et al. Evaluation of aldehyde dehydrogenase 1 promoter polymorphisms identified in human populations. Alcoholism: Clinical and Experimental Research 27:1389–1394, 2003. PMID: 14506398
Higuchi, S.; Matsushita, S.; Imazeki, H.; et al. Aldehyde dehydrogenase genotypes in Japanese alcoholics. Lancet 343:741–742, 1994. PMID: 7907720
Bennion, L.J., and Li, T.-K. Alcohol metabolism in American Indians and whites: Lack of racial differences in metabolic rate and liver alcohol dehydrogenase. New England Journal of Medicine 294:9–13, 1976. PMID: 1244489

----------------------------
Источник всея информации - U.S. National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism (NIAAA), за что ему оттакенное спасибо. Вторую схемку рисовали художники ПопМеханики, и им тоже спасибо.

Comments

( 50 comments — Leave a comment )
Page 1 of 2
<<[1] [2] >>
kuigoroj
Jul. 21st, 2011 03:35 pm (UTC)
Раз уж "образуется и используется в куче биохимических реакций", нет ли информации о том, какова вероятность хоть как-то обнаружить эту химическую активность посредством нашего доблестного гибдд?
uncle_doc
Jul. 21st, 2011 03:45 pm (UTC)
В основном-то он образуется и почти сразу используется. И в очень небольших количествах, так что сложновато его выцепить посредством ГИБДД. Но. Основной лабораторный прикол в том, что 0,01 промилле - это не опьянение. По-хорошему, именно такой ответ (что признаков алкогольного опьянения нет) и должен ставиться в акте, если обнаруживается нечто отличное от нуля, но не превышающее 0,01 промилле.
(no subject) - kuigoroj - Jul. 21st, 2011 03:50 pm (UTC) - Expand
(no subject) - kotvaska16 - Jul. 21st, 2011 03:53 pm (UTC) - Expand
(no subject) - uncle_doc - Jul. 21st, 2011 04:00 pm (UTC) - Expand
(no subject) - kotvaska16 - Jul. 21st, 2011 04:21 pm (UTC) - Expand
kotvaska16
Jul. 21st, 2011 03:52 pm (UTC)
вопрос такой - до ацетальдегида-то 9-10 г/час, а от ацетальдегида до уксусной он справится? а то так же отравление ацетальдегидом=похмелье.
uncle_doc
Jul. 21st, 2011 03:58 pm (UTC)
Справится, куда он денется :)
(no subject) - kotvaska16 - Jul. 21st, 2011 04:20 pm (UTC) - Expand
(no subject) - uncle_doc - Jul. 21st, 2011 04:33 pm (UTC) - Expand
(no subject) - kotvaska16 - Jul. 22nd, 2011 07:00 am (UTC) - Expand
(no subject) - russian_o - Jul. 22nd, 2011 04:56 pm (UTC) - Expand
(no subject) - kotvaska16 - Jul. 22nd, 2011 10:52 pm (UTC) - Expand
farangesa
Jul. 21st, 2011 04:05 pm (UTC)
хм, а эндогенный аклкоголь может вызывать помелье? Понимаю, чт фантастика, но... Алкоголь не употребляю уже два года (без дураков, никаких конфет с алкоголем, никаких спиртовых настоек, в общем, очень за этим слежу), но было пару раз неприятное состояние, очень похожее на похмелье.
uncle_doc
Jul. 21st, 2011 04:07 pm (UTC)
Неа. Че его там образуется-то :) Явно меньше критической нагрузки на систему (которая 9-10 г этанола в час).

А глюкозу крови когда последний раз проверяли?
(no subject) - farangesa - Jul. 21st, 2011 04:23 pm (UTC) - Expand
(no subject) - uncle_doc - Jul. 21st, 2011 04:33 pm (UTC) - Expand
(Deleted comment)
uncle_doc
Jul. 21st, 2011 05:02 pm (UTC)
Сделал апдейт про генетику.
ub_mybrend
Jul. 21st, 2011 04:44 pm (UTC)
Хороша статья, респект!
alex_rex
Jul. 21st, 2011 05:45 pm (UTC)
...и немедленно выпил. (с)
92_element
Jul. 21st, 2011 05:58 pm (UTC)
Меня всегда интересовал вопрос: почему до сих пор не изобрели альгедиддегидрогеназу в виде таблеточек или укольчиков? Ведь эта вещь будет посильнее Фауста Гете популярнее Виагры!
uncle_doc
Jul. 21st, 2011 06:01 pm (UTC)
Думаю, не в последнюю очередь и из этих соображений тоже ;)
(no subject) - nosferatum - Jul. 22nd, 2011 12:05 am (UTC) - Expand
(no subject) - uncle_doc - Jul. 22nd, 2011 02:40 pm (UTC) - Expand
(no subject) - uncle_doc - Jul. 22nd, 2011 02:41 pm (UTC) - Expand
Масоны мешают. - sgustchalost - Jul. 23rd, 2011 03:06 pm (UTC) - Expand
nutsey
Jul. 21st, 2011 06:02 pm (UTC)
всё равно мне лично непонятно что именно вынуждает некоторых алкоголиков похмеляться утром и как это облегчает похмелье на уровне биохимии
uncle_doc
Jul. 21st, 2011 06:05 pm (UTC)
Биохимия этого дела другая: http://uncle-doc.livejournal.com/193698.html
jjfeliz
Jul. 21st, 2011 06:31 pm (UTC)
Как вы думаете, с чем может быть связано, скажем так, явление полной непереносимости алкоголя? Т.е., никакой эйфории и прочей расслабухи, вместо этого сразу падает давление даже от самой маленькой порции. Тоже с генетикой?
uncle_doc
Jul. 21st, 2011 06:35 pm (UTC)
Либо с банальной аллергией. Такая тоже водится.
(no subject) - jjfeliz - Jul. 21st, 2011 06:43 pm (UTC) - Expand
gibboustooth
Jul. 21st, 2011 08:15 pm (UTC)
Спасибо за статью, очень познавательно.

Еще было бы интересно узнать, как именно происходит механизм перехода с расщепления глюкозы на расщепление этанола и почему такой механизм вообще в организме заложен.
uncle_doc
Jul. 21st, 2011 08:28 pm (UTC)
Если с биохимией, получится еще одна такая же "простыня". Как-нибудь распишу подробно. Если кратко - организм жуткий халявщик и за пару лишних АТФ удавится. А этанол просто калорийнее глюкозы. Механизмы заложены на случай голодания. В принципе, наш организм способен производить энергию из чего угодно, что в состоянии переварить. Включая собственные ткани.
(no subject) - gibboustooth - Jul. 21st, 2011 08:39 pm (UTC) - Expand
(no subject) - uncle_doc - Jul. 21st, 2011 09:11 pm (UTC) - Expand
(no subject) - plutoid_id - Jul. 22nd, 2011 10:24 am (UTC) - Expand
(no subject) - uncle_doc - Jul. 22nd, 2011 10:43 am (UTC) - Expand
dave_aka_doc
Jul. 21st, 2011 08:55 pm (UTC)
про похмелье по полной прграмме: помнится мне, что за большую часть этой программы отвечает не вариативность превращения этанола в уксусную кислоту а уже дальнейшие превращения: уксусной кислоты в метанол -> муравьиный альдегид -> муравьиная кислота. Последние два собсна и ответственны в большей степени за "похмелье", особенно за отдалённую по времени его часть ))))
uncle_doc
Jul. 21st, 2011 09:07 pm (UTC)
Непральна помнится, коллега :)
rtfm_readonly
Jul. 22nd, 2011 06:01 am (UTC)
>>Очень усредненно и очень приблизительно организм в состоянии метаболизировать по 1 и 2 пути, не подключая гадский 3-й, примерно 9-10 г этанола в час

10 г этанола при 5% разведении - 200 пива, при 40% - 25 грамм водочки.
Так ?
uncle_doc
Jul. 22nd, 2011 10:24 am (UTC)
Ага. Ток еще надо учесть, что граммы с миллилитрами в данном случае будут различаться, но это уже мелочи.
(no subject) - 3seemingmonkeys - Jul. 23rd, 2011 06:32 am (UTC) - Expand
(no subject) - uncle_doc - Jul. 23rd, 2011 06:55 am (UTC) - Expand
(no subject) - 3seemingmonkeys - Jul. 23rd, 2011 07:03 am (UTC) - Expand
sgustchalost
Jul. 23rd, 2011 03:29 pm (UTC)
Нправильно вы, дяденька, решаете задачу про бассейн.
и трубы.
"Например, у китайцев, японцев и корейцев распространен 1В*2 вариант ADH, а у европеоидов и негроидов он встречается очень редко. Другой вариант, 1B*3 встречается примерно у 15-25 процентов афроамериканцев. И тот, и другой - "быстрые". То есть с т.з. русского человека данные граждане "пить не умеют". "

Это вы описываете вариант бессчастный вариант "утром головка бо-бо, денюшки тю-тю".
Японцы же с т.з. русского человека "пить не умеют" (но любят!), потому что у многих из них с очень небольшой дозы алкоголя немедленно едет крыша. (Что можно было бы попробовать объяснить Медленной ADH, но не удается, поскольку по скоростям реакций не сходится.)
То есть дело не в биохимии реакций на вашей схеме, а в особенностях реакции на алкоголь на клеточном и организменном уровне.

Кстати, отсюда и особенности культуры бухания.
По-русски уметь пить - это выпить литр, после чего играть с друзьями в настольный теннис или говорить о Хайдеггере.
По японски такого уникума заподозрят в намерении в конце вечера прирезать всех ослабевших окружающих.
Поэтому японцы в кругу своих либо выпивают наперсточек, либо Обязаны ужраться в свиню (с 5-ти наперсточков), буквально уснув в салате предварительно облевав директора фирмы (это не наказуемо).
jon_tm
Aug. 1st, 2011 06:23 am (UTC)
Re: Нправильно вы, дяденька, решаете задачу про бассейн.
kopteloff_andry
Jul. 25th, 2011 06:58 am (UTC)
очень интересно и сама статья и комменты.биохимия - великая вещь при правильном с ней обращении
Галина Знаменская
Aug. 9th, 2011 03:06 am (UTC)
Вопрос несколько не по теме, но мелькнуло название, давно будоражущее-АТФ. Было это в 1994. Началось все с ангины-Т40С.Потом заболел правый бок и терапевт, узнав, что была в деревне, поставила "мышку"(?). Температура не падала, в итоге еще через три недели я оказалась в стационаре. С правостороней пневмонией.И вот в больнице, кроме всего прочего, мне кололи АТФ и делали еще очень хитрую процедуру- брали кровь из вены и кололи ее в мышцу.По схеме.Нет, там, конечно, были и антибиотики и еще что-то, но именно эти два момента крепко засели в памяти-ни до, ни после ни мне, ни кому либо из знакомых ни АТФ, ни кровь не кололи.До сих пор мучаюсь-что это было?! И как оно работает?И спросить, кроме Вас -некого :)
Page 1 of 2
<<[1] [2] >>
( 50 comments — Leave a comment )

Profile

critic
uncle_doc
Военврач

Latest Month

March 2019
S M T W T F S
     12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31      

Tags

Powered by LiveJournal.com
Designed by Tiffany Chow