Як алкоголь метаболізується в організмі людини

Вступ

Є три різні ферменти, які організм використовує для перетворення алкоголю в ацетальдегід. Всі ці три ферменти працюють, забираючи два атоми водню з молекули спирту. Це перетворює молекулу алкоголю в молекулу ацетальдегіду, як показано на малюнку 1.

Потім ацетальдегід перетворюється іншим ферментом в ацетильний радикал, як показано на малюнку 2.

Давайте детальніше розглянемо ферменти, які перетворюють алкоголь в ацетальдегід.

Три алкогольні ферменти

Алкогольдегідрогеназа: Назва "алкогольдегідрогеназа" звучить досить поглинано, але це цілком зрозуміло, якщо розбити її на складові частини. "de-" - це префікс, що означає "видалити". Ми знаходимо це в таких словах, як "детрон", що означає "усунути з трону". "-ase" - це суфікс, що означає "фермент". Щоразу, коли ви бачите хімічний термін, який закінчується суфіксом "-ase", ви знаєте, що маєте справу з ферментом. "водень" означає "водень", звичайно. Отже, "де-водень-аза" означає "фермент, який видаляє атоми водню", а "алкоголь-дегідрогеназа" означає "фермент, який видаляє атоми водню з молекули спирту". Назва алкогольдегідрогеназа іноді скорочується до АДГ.

Алкогольдегідрогеназа є робочою ланкою алкогольних ферментів - вона розщеплює більшість алкоголю, що надходить в організм людини. Алкогольдегідрогеназа - це фактично назва сімейства ферментів, які розщеплюють алкоголь - кожен з яких має дещо іншу молекулярну структуру. Дослідники виявили 10 різновидів молекули алкогольдегідрогенази. Всі вони викликають однакову хімічну реакцію - різниця полягає в тому, що деякі різновиди алкогольдегідрогенази діють ефективніше, ніж інші. Як ми побачимо нижче, ці зміни в молекулі алкогольдегідрогенази можуть пояснити, чому деякі люди реагують на алкоголь інакше, ніж інші.

Молекули алкогольдегідрогенази виконують свою роботу, головним чином, у шлунку та печінці, хоча їх сліди виявляються і в інших тканинах. Водень, що виділяється, коли алкогольдегідрогеназа перетворює алкоголь на ацетальдегід, зв’язується із сполукою, що називається NAD + (нікотинамід адениндинуклеотид), утворюючи NADH (це скорочено для нікотинаміду аденін динуклеотид плюс водень). Будь ласка, відвідайте статтю Вікіпедії NADH для отримання додаткової інформації про цю сполуку.

Алкогольдегідрогеназа виконує свою роботу в клітинній рідині (цитозолі) клітини. Для отримання додаткової інформації про цей фермент відвідайте статтю Вікіпедія алкогольдегідрогеназа.

Цитохром P450 2E1 (CYP2E1): У легких соціальних споживачів алкоголю дегідрогеназа, як описано вище, піклується про майже весь споживаний алкоголь. Однак фермент цитохром P450 2E1 (скорочено CYP2E1) стає досить активним у процесі метаболізму алкоголю у хронічних алкоголіків, що вживають алкоголь. CYP2E1здійснює свою роботу в печінці. Водень, що виділяється в результаті цієї реакції, зв’язується з киснем та НАДФН, утворюючи воду та НАДФ +. Ця реакція потребує енергії, а не виробляє її.

CYP2E1 виконує свою роботу в мікросомах клітини. Це іноді називають MEOS (мікросомальна окисна система етанолу). CYP2E1 є членом сімейства ферментів цитохрому P450. Будь ласка, відвідайте Вікіпедію, щоб отримати додаткову інформацію про CYP2E1, цитохром P450 та MEOS

Каталаза: Каталаза міститься в крихітних органах усередині клітин, які називаються пероксисомами. Каталаза зустрічається по всьому тілу людини. Коли каталаза перетворює спирт в ацетальдегід, водень, що виділяється, зв’язується з молекулами пероксиду водню, які потім стають водою. Хоча каталаза активна всюди в організмі, каталаза представляє особливий інтерес для дослідників, оскільки вона метаболізує алкоголь у мозку. Ацетальдегід, що виділяється в мозок шляхом метаболізму алкоголю каталазою, може поєднуватися з нейромедіаторами, утворюючи нові сполуки, відомі як THIQ (тетрагідроізохіноліни, також іноді звані TIQ). Деякі дослідники вважають, що THIQ є причиною алкогольної залежності і що наявність THIQ відрізняє тих, хто вживає алкогольних напоїв, і тих, хто п'є в соціальних мережах. Інші дослідження рішуче заперечують справедливість гіпотези THIQ про алкогольну залежність. Фактична роль THIQ залишається суперечливою та темою для подальших досліджень.

Каталаза робить свою роботу в пероксисомах клітини. Щоб отримати додаткову інформацію про цей фермент, відвідайте статтю Каталаза у Вікіпедії.

Короткий зміст: На малюнку 3 узагальнено, як ці три ферменти взаємодіють із алкоголем, утворюючи ацетальдегід.

Рисунок 3) Дії трьох ферментів

Як діє ацетальдегіддегідрогеназа

У людському організмі є кілька різновидів альдегіддегідрогенази. Той, який зазвичай розщеплює ацетальдегід, називається ALDH2. Існує ще одна різновид альдегіддегідрогенази, що зустрічається в організмі людини, і називається ALDH2 * 2. ALDH2 * 2 лише приблизно на 8% настільки ефективний, як ALDH2, при метаболізмі ацетальдегіду. У деяких людей східної Азії в організмі є ALDH2 * 2 замість ALDH2. Ці люди вважають вплив алкоголю дуже неприємним, як ми обговорюємо нижче.

Ферменти альдегіддегідрогенази містяться в багатьох тканинах організму, але мають найвищу концентрацію в печінці

Проблема із занадто великою кількістю NADH

Алкоголь впливає на деяких людей по-різному від інших

Східні Азії та американські індіанці: Більшість людей використовують форму ацетальдегіддегідрогенази, звану ALD2, для метаболізму ацетальдегіду, який є результатом метаболізму алкоголю. Однак багато східноазіатських та американських індіанців виробляють форму ацетальдегіддегідрогенази під назвою ALD2 * 2, яка набагато менш ефективна при розщепленні ацетальдегіду, ніж ALD2. ALD2 * 2 лише приблизно на 8% ефективніший, ніж ALD2, при метаболізмі ацетальдегіду.

Крім того, багато східноазіатських та американських індіанців мають таку форму алкогольдегідрогенази, яка ефективніша при перетворенні алкоголю в ацетальдегід, ніж у людей з іншого генетичного походження. Кінцевий результат полягає в тому, що ці люди отримують велику кількість отруйної сполуки ацетальдегіду в організмі щоразу, коли вони вживають алкоголь. Цей ацетальдегід призводить до того, що їхні обличчя червоніють, і це призводить до головного болю, нудоти, блювоти, серцебиття та інших надзвичайних фізичних неприємностей. Цю реакцію на алкоголь іноді називають "синдромом припливу". Симптоми флеш-синдрому точно такі ж, як симптоми, спричинені у людей, які приймають антабузу протипитних препаратів. Антабуза також викликає накопичення ацетальдегіду в організмі. За оцінками, близько 50% людей японського походження мають синдром флешу. Синдром флешу важчий у деяких людей, ніж у інших. За підрахунками, люди з сильним синдромом припливу не мають проблем з алкоголем, оскільки вважають вживання алкоголю вкрай неприємним.

Літні чоловіки: З віком чоловіки, як правило, виробляють менше алкогольдегідрогенази. Люди похилого віку, швидше за все, стануть більше сп’яніли при меншій кількості алкоголю, ніж молодші чоловіки. На алкогольдегідрогеназу у жінок вік, очевидно, не впливає.

Жінки в менопаузі: Очевидно, що гормональні зміни, що відбуваються під час менопаузи, можуть спричинити сп’яніння жінок у менопаузі меншими дозами алкоголю.

Люди з пошкодженням печінки: Люди з пошкодженням печінки виробляють менше алкогольдегідрогенази, ніж ті, що мають здорову печінку, і, отже, можуть стати більш сп'янілими при менших дозах алкоголю. Це явище називають зворотною толерантністю.

Часті алкогольні напої: Часті люди, які вживають алкогольні напої, виробляють більше алкогольдегідрогенази, ніж інші люди, і, отже, менше сп'яніють від більшої кількості алкоголю. Ці люди можуть метаболізувати до 38 мл (більше 2 стандартних напоїв) алкоголю на годину, тоді як середня людина метаболізує лише близько 13 мл (близько 0,7 стандартних напоїв) на годину.

Як працює Antabuse

Чому не слід пити порожній шлунок

Те, що ви п'єте, має значення!

Концентрація алкоголю: Багато людей виявляють, що вони набагато більше сп’яніють, вживаючи пряму горілку, ніж п’ють пиво. Це пов’язано з тим, що вони вживають набагато більше алкоголю в організм за набагато коротший проміжок часу, п’ючи горілку. Як правило, чим менше концентрований алкоголь у напої, тим менше алкоголю вноситься в організм за годину.

Смак: Люди також схильні пити напої з сильним ароматом повільніше, ніж несмачні напої. Отже, більшість людей отримуватиме більше алкоголю в свою систему під час вживання горілки, ніж при вживанні віскі.

Карбонізація: Карбонізація прискорює всмоктування алкоголю в кров. Люди, які п'ють газовані напої, швидше сп'яніють і досягнуть вищих BAC, ніж люди, що випивають однакову кількість алкоголю на годину у вигляді негазованих напоїв. Однак тут є компроміс, оскільки багато людей п’ють газовані напої повільніше, ніж негазовані напої.

Дієтична сода: Дієтична газована вода також взаємодіє з алкоголем, тому люди, які вживають змішані напої, виготовлені з дієтичною содою, швидше сп’яніють і досягнуть вищого BACS, ніж люди, які вживають однакові напої, виготовлені із звичайною содою. Дослідники з австралійського Аделаїди виявили, що шлунок впадає в тонкий кишечник за 21,1 хвилини для людей, які пили змішані напої, приготовані з дієтичною содою. Коли люди пили напої, виготовлені із звичайною содою, шлунок спорожнів за 36,3 хвилини (с