Авг 052011
 

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 гадский3-й,примерно9-10 гэтанола 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.

О генетике вопроса. 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 15-25процентов 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 Medicine294:9–13, 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.

 Leave a Reply

Войти с помощью: 

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

(required)

(required)