Źródło: Alcohol Alert, nr: 35, Styczeń 1997, National Institute on Alcohol Abuse and alcoholism.
http://www.niaaa.nih.gov

Proces metabolizmu zachodzący w organizmie polega na przemianie substancji zawartych w pożywieniu w różne składniki. W wyniku tego procesu przemiany materii niektóre substancje stają się mniej, inne zaś bardziej toksyczne niż pierwotnie zawarte w pożywieniu. Jednym z procesów metabolicznych jest utlenianie. Dzięki utlenianiu następuje detoksykacja i usuwanie alkoholu z krwi, co zapobiega jego gromadzeniu się oraz chroni komórki i narządy przed uszkodzeniami. Minimalne ilości alkoholu, które "umykają" przemianie, w niezmienionej postaci są wydalane wraz z moczem lub wydychanym powietrzem. Dopóki jednak cały wypity alkohol nie ulegnie metabolizmowi, substancja atakuje organizm, docierając do mózgu i innych tkanek [1, 2]. Dzięki wyjaśnieniu procesu metabolizmu alkoholu dowiadujemy się, jak organizm radzi sobie z tą substancją i możemy wskazać niektóre czynniki wpływające na proces jej przemiany. Jest to temat niniejszego wydania Alcohol Alert. Badania procesu przemiany alkoholu pozwalają także zrozumieć, jak wpływa on na metabolizm pokarmów, hormonów i leków.

W większości stanów USA uznaje się, że intoksykacja powodująca zawartość 100 mg% alkoholu we krwi jest prawnie dopuszczalna. Jednakże już przy zawartości alkoholu we krwi na poziomie 50mg% pogarsza się sprawność prowadzenia pojazdów. (JAMA 255:522-527, 1986.)





Poziom alkoholu we krwi (BAC - blood alcohol concentration) u ośmiu osób dorosłych po szybkim (w krótkim czasie) wypiciu na czczo różnych ilości alkoholu1. (Za: Wilkinson i in., Journal of Pharmacokinetics and Biopharmaceutics 5(3): 207-224, 1977.)

Proces metabolizmu
Wypity alkohol przenika z żołądka i jelit do krwi - jest to proces zwany wchłanianiem. Następnie ulega przemianie za sprawą enzymów, substancji chemicznych organizmu, które rozkładają inne substancje chemiczne. W wątrobie, dzięki działaniu enzymu zwanego dehydrogenazą alkoholową (ADH - alcohol dehydrogenase), alkohol ulega przemianie w aldehyd octowy, który z kolei przez inne enzymy zostaje rozłożony do octanu i ostatecznie do dwutlenku węgla i wody. W metabolizmie alkoholu w wątrobie bierze też udział oksydaza cytochromowa P450IIE1 (CYP2E1), enzym, którego poziom może wzrastać przy przewlekłym piciu [3]. W wątrobie ulega przemianie większość wypitego alkoholu, a ta niewielka ilość, która pozostaje nieprzetworzona, umożliwia pomiar zawartości alkoholu w wydychanym powietrzu i w moczu.

W procesie metabolizmu alkoholu zachodzącym w wątrobie w ciągu godziny tylko pewna część wypitego alkoholu może ulec przemianie - bez względu na jego ilość w organizmie. Tempo tej przemiany zależy po części od poziomu enzymów, a ten jest zróżnicowany indywidualnie i zdeterminowany genetycznie [1, 4]. Najczęściej po wypiciu standardowej porcji poziom alkoholu we krwi (BAC) osoby pijącej osiąga szczyt w ciągu 30 do 45 minut. Krzywa zawartości alkoholu we krwi, przedstawiona na początku, ukazuje przybliżony czas przemiany i wchłaniania różnych ilości wypitego alkoholu [5]. Proces metabolizowania alkoholu przebiega wolniej niż proces wchłaniania, zatem gromadzeniu się alkoholu w organizmie i zatruciu alkoholem można zapobiec tylko przez kontrolowanie konsumpcji.

Czynniki wpływające na wchłanianie i metabolizm alkoholu
Pokarm
Na proces wchłaniania wpływa wiele czynników, między innymi to, czy w czasie picia alkoholu w przewodzie pokarmowym znajduje się jedzenie, a także rodzaj pokarmu [2, 6]. Wchłanianie alkoholu zależy od tego, w jakim tempie treść żołądka przechodzi do jelit. Im wyższa zawartość tłuszczu w pożywieniu, tym dłużej to trwa i tym więcej czasu zajmuje proces wchłaniania. W badaniach stwierdzono, że u osób, które wypiły alkohol po posiłku zawierającym tłuszcz, białko i węglowodany, wchłanianie alkoholu przebiega trzy razy wolniej niż u tych, które wypiły na pusty żołądek [7].

Płeć
Wchłanianie i przemiana alkoholu u mężczyzn i kobiet przebiegają inaczej. Przy tej samej ilości wypitego alkoholu jego poziom we krwi (BAC) u kobiet będzie wyższy niż u mężczyzn. Kobiety są też bardziej podatne na wystąpienie alkoholowego uszkodzenia wątroby, uszkodzenia mięśnia sercowego [8] i uszkodzeń mózgu [9]. Różnice między kobietami i mężczyznami w pomiarach BAC przypisuje się mniejszej ilości wody w organizmie kobiecym, co oznacza, że ta sama ilość alkoholu przypada u kobiet na mniejszą ilość wody [10]. Innym czynnikiem, który wpływa na uwarunkowane płcią różnice w zawartości alkoholu we krwi, jest niższa u kobiet aktywność ADH (enzymu dehydrogenazy alkoholowej, biorącego udział w metabolizmie alkoholu) w żołądku. To powoduje, że do krwi przedostaje się więcej nieprzetworzonego alkoholu. Połączenie wymienionych czynników sprawia, że kobiety są bardziej niż mężczyźni podatne nauszkodzenia wątroby i serca spowodowane piciem alkoholu [11-16].

Skutki metabolizmu alkoholu
Waga ciała
Chociaż alkohol ma stosunkowo wysoką wartość kaloryczną - 7,1 kalorii na 1 gram (dla porównania: 1 gram węglowodanów zawiera 4,5 kalorii, a 1 gram tłuszczu 9 kalorii) - piciu alkoholu raczej nie towarzyszy wzrost ciężaru ciała. Z analizy danych zebranych w pierwszym ogólnokrajowym sondażu dotyczącym zdrowia i odżywiania (NHANES I - National Health and Nutrition Examination Survey) wynika, że osoby pijące nie ważą więcej niż niepijące, chociaż całkowita liczba kalorii dostarczanych organizmowi wraz z dietą jest u nich zdecydowanie większa. Waga ciała pijących kobiet jest w istocie znacznie niższa niż niepijących, a waga ciała u mężczyzn zmniejsza się w miarę wzrostu ilości wypijanego przez nich alkoholu [17]. Analizy wyników drugiego krajowego sondażu (NHANES II) oraz innych równie obszernych badań potwierdziły dane uzyskane w NHANES I, odnoszące się do kobiet [18], natomiast wskaźniki dotyczące relacji między piciem alkoholu przez mężczyzn a wagą ich ciała nie były jednoznaczne. W badaniach stwierdzono, że dodanie alkoholu do diety osób z nadwagą wiązało się z przyrostem ciężaru ciała, chociaż z drugiej strony umiarkowane ilości alkoholu w diecie szczupłych mężczyzn i kobiet nie powodowały zwiększenia wagi [19, 20].

Osoby pijące przewlekle i intensywnie, które zastąpiły w swojej diecie węglowodany alkoholem, traciły na wadze i ważyły mniej niż osoby niepijące z grupy kontrolnej [21, 22]. Co więcej, nie tyły, gdy picie alkoholu towarzyszyło normalnej diecie [21].

Hormony płciowe
Zarówno u mężczyzn, jak i u kobiet procesy metabolizmu alkoholu zaburzają równowagę hormonów związanych z reprodukcją [23-28]. U mężczyzn metabolizm alkoholu prowadzi do uszkodzenia jąder, osłabiając proces syntezy testosteronu i produkcję spermy [24, 29]. W badaniu normalnych zdrowych mężczyzn, którym przez cztery tygodnie podawano 220 gramów alkoholu dziennie, stwierdzono już po pięciu dniach obniżenie poziomu testosteronu, przy czym spadek poziomu hormonu utrzymywał się przez cały okres badania [30, 31]. Przedłużający się niedobór testosteronu może przyczynić się do feminizacji mężczyzn, na przykład powiększenia sutków [32]. Ponadto alkohol wpływa na strukturę spermy i ruchliwość plemników, hamując przemianę witaminy A, która ma podstawowe znaczenie dla dojrzewania spermy [30, 33]. U kobiet metabolizm alkoholu może powodować zwiększenie produkcji formy estrogenu, zwanej estradiolem (hormon, który wpływa także na gęstość kości i obniża ryzyko choroby wieńcowej), przyczyniając się jednocześnie do spowolnienia jego metabolizmu, co ostatecznie powoduje podniesienie poziomu tego hormonu w organizmie [28]. W jednej z prac przeglądowych stwierdzono, że poziom estradiolu wzrasta w okresie przed menopauzą u tych kobiet, które piją nieco więcej niż ilość, która powoduje, że poziom alkoholu we krwi przekracza 0,1% (poziom dopuszczony przez przepisy prawa) [28]. Badanie wpływu alkoholu na poziom estradiolu w okresie po menopauzie wykazało, że u kobiet używających "plasterków" z zawartością estradiolu szybkie wypicie dużej ilości alkoholu natychmiast znacząco podnosi poziom tego hormonu w organizmie [34].

Leki
Skutkiem przewlekłego intensywnego picia jest pobudzenie aktywności oksydazy cytochromowej (CYP2E1), enzymu, który może być odpowiedzialny za przekształcanie acetaminophenu, składnika dostępnych bez recepty środków przeciwbólowych, jak TylenolTM i inne, w składniki chemiczne powodujące uszkodzenie wątroby, nawet jeśli acetaminophen przyjmowany jest w standardowej dawce terapeutycznej [3, 35, 36]. Praca przeglądowa dotycząca uszkodzeń wątroby spowodowanych interakcją alkoholu i acetaminophenu wskazuje, że przy różnych ilościach wypijanego alkoholu efekty interakcji występują po przyjęciu w ciągu dnia 2,6 g tego leku (4 do 5 tabletek "forte") [35, 37]. Uszkodzenia występują częściej, gdy lek zostaje przyjęty po wypiciu, kiedy alkohol już jest metabolizowany w organizmie. Alkohol wpływa na metabolizm wielu leków, pobudzając aktywność jednych i osłabiając działanie, a tym samym skuteczność innych [35].

Metabolizm alkoholu - komentarz dyrektora NIAAA dr. med. Enocha Gordisa
Badania metabolizmu mają szerokie znaczenie zarówno praktyczne, jak i naukowe. Znajomość przebiegu procesu przemiany alkoholu w organizmie pozwala nam na przykład praktycznie obliczyć prawdopodobny poziom alkoholu we krwi (BAC) po wypiciu kilku drinków, oczywiście jeśli uwzględnimy wpływ na metabolizm spożytego pokarmu i różnice związane z płcią. Informacja taka jest ważna w przypadkach podejmowania określonych działań, takich jak prowadzenie pojazdu czy praca przy niebezpiecznych urządzeniach.

Jeśli chodzi o znaczenie naukowe, to od dawna już prowadzone badania metabolizmu wnoszą wiele nowego do badań nad uzależnieniem od alkoholu i jego skutkami zdrowotnymi, na przykład do odpowiedzi na pytanie, jaki związek ma przebieg procesu metabolizmu z odpornością niektórych jednostek na uzależnienie. Wiemy, że odporności na alkoholizm sprzyjają pewne wrodzone zaburzenia ujawniające się w czasie procesu przemiany alkoholu (jak reakcja czerwienienia się u niektórych osób pochodzenia azjatyckiego). Na podstawie danych uzyskanych ostatnio w badaniu za pomocą dwu obszernych kwestionariuszy NIAAA potwierdzono wyniki badań genetycznych sugerujących, że różnice w odporności i podatności na uzależnienie od alkoholu mogą być powiązane z genami odpowiedzialnymi za aktywność dehydrogenazy alkoholowej. Stwierdzenie to ma znaczenie dla wyjaśnienia, dlaczego u niektórych ludzi rozwija się uzależnienie od alkoholu, a u innych nie. Dzięki pracom dotyczącym procesów metabolizmu będzie można także poznać drogi przemiany alkoholu, co pomoże wyjaśnić, w jaki sposób alkohol przyspiesza usuwanie niektórych substancji z organizmu (np. barbituranów) i zwiększa toksyczność innych (jak acetominophen). Ta informacja przyda się pracownikom opieki zdrowotnej, by doradzając pacjentom, zwrócili ich uwagę na interakcję leków z alkoholem, która sprawia, że jedne środki stają się mniej skuteczne, a inne - wręcz szkodliwe.


Tłumaczenie: Magdalena Ślósarska


Bibliografia
[1] Bosron, W.F.; Ehrig, T.; & Li,T.-K. Genetic factors in alcohol metabolism and alcoholism. Seminars in Liver Disease 13(2):126-135, 1993. [2] Wallgren, H. Absorption, diffusion, distribution and elimination of ethanol: Effect on biological membranes. In: International Encyclopedia of Pharmacology and Therapeutics. Vol. 1. Oxford: Pergamon, 1970. pp. 161-188. [3] Lieber, C.S. Metabolic consequences of ethanol. The Endocrinologist 4(2):127-139, 1994. [4] Benet, L.Z.; Kroetz, D.L.; & Sheiner, L.B. Pharmacokinetics: The dynamics of drug absorption, distribution, and elimination. In: Molinoff, P.B., & Ruddon, R.W., eds. Goodman and Gillman’s The Pharmacological Basis of Therapeutics. 9th ed. New York: McGraw-Hill, 1996. pp. 3-27. [5] Widmark, E.M.P. Die theoretischen Grundlagen und die praktische Verwendbarkeit der gerichtlich-medizinischen Alkoholbestimmung. Berlin: Urban and Schwarzenberg, 1932. [6] Fraser, A.G.; Rosalki, S.B.; Gamble, G.D.; & Pounder, R.E. Inter-individual and intra-individual variability of ethanol concentration-time profiles: Comparison of ethanol ingestion before or after an evening meal. British Journal of Clinical Pharmacology 40:387-392, 1995. [7] Jones, A.W., & Jönsson, K.A. Food-induced lowering of blood-ethanol profiles and increased rate of elimination immediately after a meal. Journal of Forensic Sciences 39(4):1084-1093, 1994. [8] Urbano-Márquez, A.; Estruch, R.; Fernández-Solá, J.; Nicolás, J.M.; Paré, J.C.; & Rubin, E. The greater risk of alcoholic cardiomyopathy and myopathy in women compared with men. JAMA 274(2):149-154, 1995. [9] Nixon, S.J. Cognitive deficits in alcoholic women. Alcohol Health & Research World 18(3):228-232, 1994. [10] National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism. Alcohol Alert: Alcohol and Women. No. 10, PH 290. Bethesda, MD: the Institute, 1990. [11] Frezza, M.; Di Padova, C.; Pozzato, G.; Terpin, M.; Baroana, E.; & Lieber, C.S. High blood alcohol levels in women: The role of decreased gastric alcohol dehydrogenase activity and first-pass metabolism. The New England Journal of Medicine 322(2):95-99, 1990. [12] Ashley, M.J.; Olin, J.S.; Le Riche, W.H.; Kornaczewski, A.; Schmidt, W.; & Rankin, J.G. Morbidity in alcoholics: Evidence for accelerated development of physical disease in women. Archives of Internal Medicine 137:883-887, 1977. [13] Krasner, N.; Davis, M.; Portmann, B.; & Williams, R. Changing pattern of alcoholic liver disease in Great Britain: Relation to sex and signs of autoimmunity. British Medical Journal 1:1497-500, 1977. [14] Morgan, M.Y., & Sherlock, S. Sex-related differences among 100 patients with alcoholic liver disease. British Medical Journal 1:939-941, 1977. [15] Saunders, J.B.; Davis, M.; & Williams, R. Do women develop alcoholic liver disease more readily than men? British Medical Journal 282:1140-1143, 1981. [16] Norton, R.; Batey, R.; Dwyer, T.; & MacMahon, S. Alcohol consumption and the risk of alcohol related cirrhosis in women. British Medical Journal 295:80-82, 1987. [17] Gruchow, H.W.; Sobocinski, K.A.; Barboriak, J.J.; & Scheller, J.G. Alcohol consumption, nutrient intake and relative body weight among U.S. adults. American Journal of Clinical Nutrition 42:289-295, 1985. [18] Colditz, G.A.; Giovannucci, E.; Rimm, E.B.; Stampfer, M.J.; Rosner, B.; Speizer, F.E.; Gordis, E.; & Willett, W.C. Alcohol intake in relation to diet and obesity in women and men. American Journal of Clinical Nutrition 54:49-55, 1991. [19] Clevidence, B.A.; Taylor, P.R.; Campbell, W.S.; & Judd, J.T. Lean and heavy women may not use energy from alcohol with equal efficiency. Journal of Nutrition 125(10):2536-2540, 1995. [20] Crouse, J.R., & Grundy, S.M. Effects of alcohol on plasma lipoproteins and cholesterol and triglyceride metabolism in man. Journal of Lipid Research 25:486-496, 1984. [21] Lieber, C.S. Perspectives: Do alcohol calories count? American Journal of Clinical Nutrition 54:976-982, 1991. [22] Reinus, J.F.; Heymsfield, S.B.; Wiskind, R.; Casper, K.; & Galambos, J.T. Ethanol: Relative fuel value and metabolic effects in vivo. Metabolism 38(2):125-135, 1989. [23] Andersson, S.; Cronholm, T.; & Sjövall, J. Redox effects of ethanol on steroid metabolism. Alcoholism: Clinical and Experimental Research 10(6)(Suppl): 55S-63S, 1986. [24] Wright, H.I.; Gavaler, J.S.; & Van Thiel, D. Effects of alcohol on the male reproductive system. Alcohol Health & Research World 15(2):110-114, 1991. [25] Cicero, T.J., & Bell, R.D. Effects of ethanol and acetaldehyde on the biosynthesis of testosterone in the rodent testes. Biochemical and Biophysical Research Communications 94(3):814-819, 1980. [26] Johnston, D.E.; Chiao, Y.B.; Gavaler, J.S.; & Van Thiel, D.H. Inhibition of testosterone synthesis by ethanol and acetaldehyde. Biochemical Pharmacology 30(13):1827-1830, 1981. [27] Chiao, Y.B., & Van Thiel, D.H. Biochemical mechanisms that contribute to alcohol-induced hypogonadism in the male. Alcoholism: Clinical and Experimental Research 7(2):131-134, 1983. [28] Mello, N.K.; Mendelson, J.H.; & Teoh, S.K. An overview of the effects of alcohol on neuroendocrine function in women. In: Zakhari, S., ed. Alcohol and the Endocrine System. National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism Research Monograph No. 23. NIH Publication No. 93-3533. Bethesda, MD: the Institute, 1993. pp. 139-169. [29] Van Thiel, D.H.; Gavaler, J.; & Lester, R. Ethanol inhibition of vitamin A metabolism in the testes: Possible mechanism for sterility in alcoholics. Science 186(4167):941-942, 1974. [30] National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism. Alcohol Alert: Alcohol and Hormones. No. 26, PH 352. Bethesda, MD: the Institute, 1994. [31] Gordon, G.G.; Altman, K.; Southren, A.L.; Rubin, E.; & Lieber, C.S. Effect of alcohol (ethanol) administration on sex-hormone metabolism in normal men. The New England Journal of Medicine 295(15):793-797, 1976. [32] Bannister, P., & Lowosky, M.S. Ethanol and hypogonadism. Alcohol & Alcoholism 22(3):213-217, 1987. [33] Leo, M.A., & Lieber, C.S. Hepatic vitamin A depletion in alcoholic liver injury. The New England Journal of Medicine 307(10):597-601, 1982. [34] Ginsburg, E.S.; Walsh, B.W.; Shea, B.F.; Gao, X.; Gleason, R.E.; & Barbieri, R.L. The effects of ethanol on the clearance of estradiol in postmenopausal women. Fertility and Sterility 63(6):1227-1230, 1995. [35] National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism. Alcohol Alert: Alcohol-Medication Interactions. No. 27, PH 355. Bethesda, MD: the Institute, 1995. [36] Black, M. Acetaminophen hepatotoxicity. Annual Review of Medicine 35:577-593, 1984. [37] Seeff, L.B.; Cuccherini, B.A.; Zimmerman, H.J.; Adler, E.; & Benjamin, S.B. Acetaminophen hepatotoxicity in alcoholics: A therapeutic misadventure. Annals of Internal Medicine 104(3):399-404, 1986.


1 Po wypiciu tej samej ilości porcji w dłuższym czasie, zawartość alkoholu we krwi (BAC) będzie niższa.