Какой фермент расщепляет алкоголь у человека

Итак, представьте себе, рюмка спиртного выпита. Что происходит с ним дальше? Почему он оказывает на организм такое действие? Давайте разберемся «на пальцах» — что же происходит с ним.

Первоначально алкоголь всасывается в кровь, еще не претерпевая никаких изменений. Его маленькая молекула легко преодолевает так называемый гемато-энцефалический барьер, разделяющий кровеносные сосуды и нейроны и защищающий нервные клетки от токсического действия многих веществ. В результате этанол попадает напрямую в мозг. Кстати, у пьяного человека концентрация алкоголя в крови меньше, чем концентрация алкоголя в головном мозге.

Дальше алкоголь начинает напрямую действовать на рецепторы клеток. Сначала он запускает так называемые системы гамма-аминомасляной кислоты, что приводит к расслаблению, иногда – сонливости и собственно, состоянию опьянения. Начинает высвобождаться нейромедиатор (вещество, проводящее нервный импульс) дофамин в так называемых вентральных областях покрышки мозга и прилежащем ядре. В результате возбуждаются соответствующие дофаминовые рецепторы и возникает состояние эйфории.

На какие народы не действует алкоголь

Включаются и другие системы головного мозга, и у каждого человека это происходит по-разному. Потому кто-то буйствует выпив (адреналиновые рецепторы массово включились), а кто-то сразу засыпает.

Более того, высокие концентрации алкоголя вызывают оксидативный стресс клеток и гибель нейронов. У человека это происходит тогда, когда он начинает хронически употреблять.

Но это – то, что происходит с алкоголем в головном мозге. Однако он не остаётся в организме навсегда. Разрушает алкоголь и выводит его из организма последовательная работа двух ферментов: алкогольдегидрогиназы и ацетальдегиддегидрогиназя. Эти ферменты последовательно «отщипывают» от этанола два атома водорода, превращая его в уксусную кислоту, которая разлагается организмом на углекислый газ и воду и выводится наружу.

Однако «не всё так однозначно». Во-первых, второй фермент не всегда сразу успевает включиться в работу, а во-вторых, он не полностью нейтрализует получившийся ацетальдегид. В результате мы имеем отравление ацетальдегидом, которое, наряду с обезвоживанием и нарушением обмена глюкозы и есть главный эффект похмелья.

Кроме того, не у всех людей вообще работают эти ферменты – в результате, как мы хорошо знаем, многие азиаты вообще почти беззащитны перед алкоголем.

И еще одну вещь, связанную с биохимией алкоголя нужно обязательно знать. Спиртное изменяет действие почти всех лекарств. У многих – усиливает действие их побочных эффектов. Так что, в любом случае, стоит понимать – алкоголь и лекарство – вещи не очень совместимые.

Источник: www.takzdorovo.ru

Расщепление алкоголя в организме человека

Как только в организм человека попадает алкоголь, сразу же начинается процесс его расщепления и выведения. Это происходит потому, что для организма спиртное – это яд, а значит ради безопасности его нужно как можно скорее нейтрализовать. За переработку этанола отвечают особые ферменты.

Степень опьянения и время необходимое на очищение организма во многом зависит от скорости их синтеза и вырабатываемого количества.

Что влияет на уровень интоксикации?

Спиртное может совершенно по-разному воздействовать на людей. Одни пьянеют с первой рюмки и сильно болеют на утро, другие же могут выпить много и на самочувствие не жалуются. Степень влияния алкоголя на организм, зависит от множества факторов, среди которых:

• индивидуальные параметры (пол, возраст, вес, состояние здоровья, физиологические особенности);
• крепость и качество напитка (наличие химических добавок, концентрация сивушных масел, степень газированности);
• частота употребления;
• скорость употребления;
• наличие алкогольной зависимости, ее стадия.

Употребление некоторых медицинских препаратов также влияет на степень интоксикации.

Почему алкоголь по-разному воздействует на людей?

Организм каждого человека обладает определенной переносимостью алкоголя. Причем со временем эта характеристика может меняться под влиянием некоторых обстоятельств. На усвоение алкоголя может повлиять заболевание, сбой в работе ферментной системы, развивающийся алкоголизм, возраст, появившийся лишний вес.

Но основная причина того, почему на разных людей спиртное влияет по-разному – это способность организма вырабатывать необходимое количество необходимых для переработки спирта ферментов в правильной пропорции. До тех пор, пока баланс синтеза ферментов сохраняется, организм успевает расщепить алкоголь и быстро удалить высокотоксичные продукты распада. Как только баланс начинает нарушаться, появляются проблемы.

Индивидуальные параметры человека

На усваивание алкоголя организмом сильное влияние оказывают индивидуальные особенности человека:

• пол – у женщин вырабатывается меньше ферментов, ответственных за расщепление алкоголя, из-за этого, а также из-за особенностей метаболизма, они дольше страдают от интоксикации;
• возраст – крепкий организм молодого человека лучше всего справляется с переработкой алкоголя, с возрастом обменные процессы замедляются, сопротивляемость отравляющим токсинам падает (у детей и подростков печень еще работает не в полную силу, а нужные для расщепления этанола ферменты еще не синтезируются);
• особенности телосложения – люди с лишним весом быстрее пьянеют, так как алкоголь активно впитывается в жировые ткани;
• состояние здоровья – наличие определенных заболеваний печени и ЖКТ может спровоцировать сбои в синтезе ферментов; кроме того, слабый иммунитет, усталость, переутомление также усиливают негативное действие алкоголя.

В результате довольно редкой генетической мутации у некоторых людей ферменты, необходимые для расщепления алкоголя, либо вообще не вырабатываются, либо вырабатываются в очень малых дозах. У таких людей наблюдается врожденная непереносимость спиртного, которая выражается следующими симптомами:

• покраснение лица, появление красных пятен на теле;
• повышение температуры.

В дополнение к этому у человека с непереносимостью алкоголя уже после малой дозы проявляются признаки похмелья, такие как:

• тошнота, рвота;
• слабость, головокружение;
• головная боль;
• расстройства пищеварения.

Регулярная выпивка

При регулярном употреблении спиртного работа по производству ферментов нарушается. В результате фермент, расщепляющий этанол до ацетальдегида, вырабатывается быстрее, а фермент, разлагающий это высокотоксичное вещество на безопасные составляющие, синтезируется в прежнем объеме. Получается, что в организме накапливается ядовитый метаболит, провоцирующий сильную интоксикацию, а затем жесткое похмелье.

Алкогольная зависимость

В организме здорового умеренно пьющего человека под действием ферментов происходит только распад алкоголя, поступившего извне. У алкоголиков же ферменты расщепляют и эндогенный, то есть внутриклеточный этанол.

Так как он необходим клеткам для нормальной жизнедеятельности, то после его исчезновения они начинают задыхаться, происходящие в них процессы нарушаются. Возникающее на фоне этого сильное желание выпить, вызвано стремлением организма восстановить объем внутриклеточного алкоголя.

Процессы преобразования этанола

После того, как спиртное выпито, оно сразу же попадает в желудок, затем всасывается в кровь и разносится по всему организму, оседая во внутренних органах. Около 10% алкоголя выводится из легких в процессе дыхания, с потом через поры кожи и с мочой через выделительную систему. Остальные 90% перерабатываются в желудке и в печени.

Алкоголь, находясь в организме, преобразуется в несколько этапов:

1. Расщепление этанола до ацетальдегида и безвредных веществ.
2. Трансформация ацетальдегида в уксусную кислоту.
3. Распад уксусной кислоты на воду и углекислый газ.

Ферменты расщепляющие алкоголь в организме

Нейтрализация сильного токсина, каким для человеческого организма является этанол, происходит благодаря двум ферментам, которые, действуя в паре, расщепляют алкоголь до уровня безопасных веществ. Оба фермента синтезируются в основном в печени и немного в тканях желудка.

Ферменты, расщепляющие алкоголь в организме, называются алкогольдегидрогеназа (АДГ) и ацетальдегиддегидрогеназа (АЦДГ). АДГ синтезируется, когда организм реагирует на присутствие алкоголя, и отвечает за расщепление этанола, когда же проходит первый этап и появляется опасный ацетальдегид (с ним алкогольдегидрогеназа справиться уже не может), начинает синтезироваться второй фермент из группы дегидрогеназы, ответственный за его переработку — АЦДГ.

Особенности расщепления алкоголя в организме

В момент формирования генотипа человека, образуются различные сочетания генов. От них в частности зависит уровень выработки и эффективность ферментов, регулирующих расщепление алкоголя в крови. Именно от этого зависят особенности реакции того или иного организма на поступивший алкоголь.

В зависимости от кодировки генов выработка АДГ может быть быстрой и медленной. Быстрая почти в 100 раз активнее перерабатывает алкоголь в ацетальдегид, чем медленная. То есть человек быстрее пьянеет, и риск получить тяжелую алкогольную интоксикацию в этом случае гораздо выше, так как концентрация высокотоксичных продуктов распада этанола нарастает стремительно.

Медленная алкогольдегидрогеназа работает гораздо менее оперативно, поэтому этанол долго остается непереработанным, а человек относительно трезвым.

АЦДГ в свою очередь тоже может быть двух видов: активная и пассивная. Активная расщепляет ацетальдегид гораздо быстрее пассивной. В зависимости от того, какое сочетание форм ферментов у конкретного человека и формируется предрасположенность организма к алкоголю, которая может варьироваться от непереносимости спиртного до склонности к развитию алкоголизма.

Как долго выводится алкоголь из организма?

Время выведения продуктов распада алкоголя из организма может очень сильно отличаться у разных людей и зависит от множества факторов:

• пол, возраст, особенности метаболизма;
• количество выпитого;
• продолжительность употребления спиртных напитков;
• стадия алкогольной зависимости (если она есть);
• состояние органов ЖКТ и печени;
• наличие и качество закуски;
• прием некоторых лекарственных препаратов.

Усредненные показатели скорости выведения алкоголя таковы: для мужчин – 0,1‰ в час, для женщин – 0,08‰ в час.

Сколько длится процесс распада алкоголя?

Расщепление спирта начинается практически сразу после попадания в организм. Усредненная скорость расщепления – 0,1 г чистого спирта на каждый кг веса человека в час. Зная эту цифру, крепость и количество выпитого, можно посчитать, через какое время организм очистится.

Можно воспользоваться таблицей, в которой указано примерное время распада алкоголя в зависимости от веса человека, типа напитка и принятой дозы. Но это очень приблизительные данные, на деле же скорость заметно варьируется в каждом отдельном случае.

Почему у одних народов алкоголь усваивается легко, а у других нет?

В силу особенностей питания, условий проживания и несущественных изменений в генах люди разных национальностей по-разному переносят спиртное. Реакция на одно и то же количество у представителей разных рас может быть абсолютно разной – один останется практически трезвым, а у другого будут наблюдаться все симптомы сильного опьянения.

Дело в том, что у разных народностей количество вырабатываемых ферментов для расщепления алкоголя и скорость химических реакций может сильно отличаться. Например, согласно исследованиям ученых, у малочисленных северных народов или у австралийских аборигенов ферменты, перерабатывающие алкоголь, практически не вырабатываются. Эти люди плохо переносят любые дозы алкоголя, быстро пьянеют, а при регулярном употреблении стремительно спиваются, достигая финальной стадии алкоголизма со всеми сопутствующими осложнениями.

Заключение

У здорового человека, умеренно употребляющего спиртное, организм в достаточной степени вырабатывает ферменты, необходимые для расщепления алкоголя. В этом случае негативное воздействие этанола длится недолго, и самые тяжелые последствия – это легкое похмелье, хотя чаще всего и его удается избежать. У тех же, кто регулярно злоупотребляет, синтез ферментов нарушается, что приводит к сильной интоксикации и, как следствие, ко множеству осложнений.

Источник: clinic-a-plus.ru

Метаболизм этанола в организме

После употребления спиртного тело начинает расщеплять алкоголь. Биотрансформация этанола в организме, главным образом, осуществляется в печени. Здесь происходит окисление от 77% до 99% этилового спирта. Этанол в организме превращается в ацетальдегид, который проходит дальнейшую трансформацию.

Основные пути

Всего существует 3 пути метаболизма этанола. Соединение расщепляется посредством окисления:

• NAD- зависимой алкогольдегидрогеназой (АДГ);
• цитохром P-450- зависимой микросомальной этанолокисляющей системой (МЭОС);
• каталазой.

Основную роль играет фермент алкогольдегидрогеназа. Она, в основном, локализуется в цитоплазме (до 80%) и митохондриях (20%) гепатоцитов. В составе находятся ионы цинка, которые играют роль стабилизатора оптимальной конформации и четвертичной структуры молекулы фермента.

Конечный результат

Вне зависимости от способа этанол в организме окисляется до токсичного промежуточного соединения. Главным метаболитом этанола является ацетальдегид, который способен нанести вред клеткам . В дальнейшем он трансформируется в уксусную кислоту. Это происходит при участии FAD-зависимой альдегидоксидазы и АлДГ.

При увеличении концентрации в гепатоците наблюдается индукция синтеза альдегидоксидазы, которая катализирует реакцию, завершающуюся образованием уксусной кислоты и перекиси водорода. Это приводит к активации перекисного окисления липидов.

Распределение ферментов

Они по разному распределяются в гепатоцитах . АДГ преимущественно локализуется в цитоплазме, а АлДГ — в митохондриях. Поэтому при поступлении больших доз этилового спирта из-за разницы в скорости его окисления резко увеличивается концентрация АДГ, что оказывает токсическое воздействие на клетки.

Ацетальдегид — очень токсичное вещество. Он может без участия ферментов расщепляться до разных соединений в клетках, тем самым нарушая их функции.

Под ударом ЦНС

Снижается работоспособность нейронов в головном мозге. При высвобождении подкорковых центров наблюдается временное псевдовозбуждение — опьянение. Нарушаются нейронные процессы окисления. Проникнув внутрь клетки, этанол способствует разрушению внутриклеточных образований. Основные симптомы:

• Изменение походки и нарушение координации. Больного шатает в разные стороны. При сильном опьянении он натыкается на предметы и падает.
• Проблемы с речью. Язык заплетается, пациенту становится трудно сформулировать мысль. Этот симптом сочетается с временным ухудшением зрения: фокусировка становится невозможной — возникает ощущение, что предметы расплываются перед глазами.
• Рассеянность. Человеку сложно сосредоточиться, появляются провалы в памяти. В самых тяжелых случаях алкоголик не может вспомнить, что было накануне, а когда ему подробно об этом рассказывают, уходит в отрицание.
• Странное поведение. Зависит от особенностей характера и темперамента зависимого. Некоторые проявляют агрессию (на этом фоне возникают бытовые ссоры, которые иногда перерастают в происшествия с криминальным уклоном).
• Повреждение центра терморегуляции. Тонус поверхностных капилляров резко снижается. После расширения в них накапливается кровь.

После употребления спиртного человек ощущает прилив жара, его лицо краснеет. На фоне повышенной теплоотдачи снижается общая температура. На морозе процессы расщепления алкоголя ускоряются, алкоголик быстро трезвеет.

Что происходит с ЖКТ

Под влиянием спирта нарушаются многие процессы пищеварения. Сначала этанолсодержащий напиток воздействует на слизистую желудочно-кишечного тракта . В сосудах желудка и кишечника наблюдается развитие гиперемии. Они расширяются, возникает застойный прилив крови.

При усилении секреторной функции желез, расположенных в желудке, повышается аппетит — при сильном опьянении человек способен съесть огромное количество пищи. Ее тип и качество значения не имеют, известны случаи поедания лимонов и в принципе чего-нибудь несъедобного — например, цветов.

Из слизистой органа в кровь всасывается около 18% спиртосодержащей продукции. Моторика усиливается. Примерно 82% достается тонкому кишечнику. Максимальная концентрация спиртного в кровяном русле в среднем достигается в течение 60 минут.

Если алкогольная продукция употребляется натощак, процесс ускоряется. Если человек предварительно плотно поел — напротив, замедляется. Время всасывания зависит от типа еды. При употреблении мясных и жирных блюд оно увеличивается.

Что еще происходит с организмом

При развитии алкогольной зависимости (на второй стадии заболевания) имеется своего рода натренированность. Скорость метаболизма этанола в организме становится выше, элиминация больших доз происходит гораздо быстрее, чем у тех, кто употребляет горячительные напитки изредка. Это обусловлено активностью каталазной реакции .

По этой причине алкоголики выпивают такое количество спиртосодержащей продукции, которое является абсолютно неприемлемым для новичков. Их организм уже адаптировался к употреблению, поэтому восстанавливается более оперативно. Правда, только до тех пор, пока не наступит декомпенсация.

Если больной активно ходит или носит тяжести, катаболические процессы в мышцах активизируются. Утилизация этанола в организме человека ускоряется.

Иногда врачи наблюдают противоположный эффект. Окисление токсических количеств алкогольной продукции замедляется. Признаки опьянения сохраняются дольше, например, если пьянка закончилась поздно вечером, то восстановление наблюдается к 10–12 часам следующего дня. Остаточные симптомы интоксикации способны сохраняться в течение суток и более.

Выделение

Разлагается не весь объем выпитого. Частичное выведение в изначальном виде происходит через мочевыделительную систему.

Другие пути:

• Желудок . Выделение осуществляется через рвоту — такое бывает при большом количестве выпитого или при смешивании напитков.
• Легкие . Этому способствует интенсивное дыхание — в частности, при высоких физических нагрузках.
• Кожные покровы . Через пот при активных движениях.
• Кишечник . Ускорение элиминации обусловлено применением слабительных препаратов.

Больше всего во время опьянения достается центральной нервной системе. Также деструкции подвергаются железы и сердце. Неизбежно страдает печень — главный орган по переработке алкоголя.

Кодирование

Знаменитый запретительный метод, позволяющий успешно бороться с алкогольной зависимостью, создан с учетом особенностей метаболизма этанола. При использовании дисульфирама процесс расщепления останавливается на стадии образования ядовитого ацетальдегида. В результате при приеме минимальной дозы горячительного возникают симптомы тяжелого отравления.

Они настолько пугающие и неприятные, что, однажды испытав это ощущение, алкоголик уже не захочет его повторять. Это обеспечивает воздержание в течение всего периода кодировки. Правда, стоит учитывать, что одного этого метода недостаточно для настоящего излечения алкоголизма. Если не работать с психологом, после завершения срока кодирования или досрочной раскодировки возникает высокая вероятность рецидива.

Литература:

1. БИОХИМИЯ УЧЕБНИК ДЛЯ ВУЗОВ — Е. С. Северина — 2004.
2. Применение этанола в медицинской практике. Действие этанола на органы и системы организма человека. Электронное учебное пособие для студентов. Гайсина Е.Ф., Изможерова Н.В., Коломиец О.В., Вегера А.А. — 2020.
3. МЕТАБОЛИЗМ ЭТАНОЛА. Тимин О.А. Лекции по биологической химии — 2020.

Источник: salerno.clinic