Пути метаболизма этанола

90% поступающего в организм алкоголя метаболизируется в печени, хотя он может окисляться практически во всех органах. Окисление этанола осуществляется преимущественно алкогольдегидрогеназой (АДГГ). Этот фермент широко встречается в живой природе, в т.ч. и в растениях. Он выделен из тканей печени, ЖКТ, сердца, легких, скелетных мышц, почек и мозга. Однако его активность может быть различной. Так, в тканях головного мозга она незначительна. В связи с чем алкоголь в этой области не окисляется. Не выявляется активность АДГГ и в сыворотке крови. У мужчин значительное количество этанола метаболизируется АДГГ желудка.

Степень активности фермента по органам (в убывающей прогрессии): печень, ЖКТ, почки и легкие. Во всех остальных органах активность АДГ невелика. Алкогольдегидрогеназа не имеет строгой специфичности к этанолу. С ее помощью происходит окисление и некоторых других веществ: витамина А, жирных кислот. Природная задача фермента- это окисление эндогенного этанола. Этиловый спирт в организме образуется из пировиноградной кислоты, некоторых аминокислот (b-аланин, треонин) и дезоксирибозы. Кроме того, образование этанола возможно из ацетальдегида вследствие обратимости реакции его окисления. Содержание эндогенного этанола в крови в норме составляет 10-30 мг%. Этиловый спирт является высокоэнергетическим веществом:при окислении 1 г образуется 7 килокалорий. Окисление этанола в обычных условиях может обеспечить 10% энергетических потребностей организма. При мышечной работе, сахарном диабете, неврозах, болезнях почек и, особенно, гипоксии, образование эндогенного этанола увеличивается. При выраженной гипоксии концентрация алкоголя в крови может достигать уровня максимальной концентрации наблюдающейся после приема 200 г водки. У человека известны, по крайней мере 10 изоформ алкогольдегидрогеназы. АДГ находится преимущественно в цитоплазме клетки, где она катализирует реакцию окисления этанола до ацетальдегида:

АДГ

С₂Н₅ОН+NАD⁺ ® СН₃СНО+ NАDН+Н⁺

При этом процессе NАD восстанавливается до NАDН. Эта реакция обратима, но в печени она идет преимущественно в прямом направлении.

В организме имеется и другой путь окисления этилового спирта - с участием каталазы. Этот фермент является высококонсервативным: каталаза печени человека почти не отличается по составу от каталазы печени различных животных. Субстратом каталазы является перекись водорода. Реакция протекает следующим образом:

каталаза

С₂Н₅ОН+Н₂О₂ ® СН₃СНО+ 2Н₂О

Таким путем окисляется обычно не более 10% этанола. Ход этой реакции ограничивается концентрацией перекиси водорода. Этот путь окисления не имеет существенного значения в нормальном организме, являясь одним из альтернативных механизмов окисления этанола. При длительном употреблении этанола он заметно усиливается. Более важную функцию в процессе окисления этанола выполняет микросомальная этанолокисляющая система (МЭОС). Она локализована в гладком эндоплазматическом ретикулуме клеток печени. Окисление этиолового спирта в этой системе относится к реакциям, включающим окисление - восстановление цитохрома Р-450. Функционирование этого пути обеспечивается ферментными системами, генерирующими НАDН, который является субстратом в этой реакции:

МЭОС

С₂Н₅ОН+NАDРН+ Н⁺ + О₂ ® СН₃СНО+ NАDР⁺ + 2Н₂О

В физиологических условиях по этому пути окисляется до 25% этанола. Систематическое употребление этилового спирта существенно увеличивает активность этой системы. МЭОС также не является строго специфичной для процесса окисления этанола. Она участвует в метаболизме целого ряда веществ, в т.ч. и некоторых лекарств.

Независимо от пути окисления, промежуточным продуктом метаболизма этанола является высокотоксическое для организма вещество - ацетальдегид. В случае накопления ацетальдегида в организме реакция окисления этанола начинает смещаться влево. Дальнейший путь метаболизма ацетальдегида - его окисление ацетальдегиддегидрогеназой (ААДГ) до уксусной кислоты с использованием в качестве субстрата NАD:

ААДГ

СН₃СНО+ NАD + Н₂О ® СН₃СООН+ NАDН+Н⁺

Известны два вида ААДГ, значительно отличающихся по своей активности. У каждого человека присутствует только один из них. Этот фермент представлен во всех тканях. В печени метаболизируется около 40% ацетальдегида, остальное его количество - внепеченочно.

В дальнейшем уксусная кислота становится ацетатной частью ацетил-КоА. Последний частично вовлекается в цикл Кребса и, таким образом, метаболизм алкоголя завершается образованием СО₂ и Н₂О и выработкой энергии, идущей на жизнеобеспечение организма. Остальное количество ацетил КоА используется для синтеза жирных кислот, холестерина, кетоновых тел и в некоторых других биосинтетических реакциях.