Обмен этилового спирта в организме человека

УО Министерство здравоохранения  Республики Беларусь Витебский государственный  ордена Дружбы народов медицинский  университет

             Кафедра общей и клинической биохимии

 

 

 

 

Зав. кафедрой-   

К.М.Н., доцент, Куликов В.А.

Преподаватель-

Доцент- Орлова Л.Г.

 

 

 

Реферат

                   По «общей и клинической биохимии»

На тему:

«Обмен этилового спирта в организме человека»

 

 

 

 

 

 

 

Исполнитель:

Студентка 22 группы 2 курса

Лечебного факультета

Чайдакова Марина Андреевна

 

 

 

Витебск, 2012

 

 

Содержание:

Введение

 

 

    Физические  свойства, получение, применение этилового спирта……….4

 

 

    Всасывание  алкоголя………………………………………………………..5

 

 

    Метаболизм  этилового спирта……………………………….……………..6

 

 

    Метаболизм  и токсичность ацетальдегида…………………………….…..7

 

 

    Изменение клеток мозга…………………………………………………......8

 

 

    Острое  и хроническое отравление этиловым спиртом……………….......10

 

Заключения…………………………………………………………………...13

 

 

    Список  литературы…………………………………………………………14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

История открытия этанола.

В одной из арабских легенд рассказывается о том, как один алхимик, желая получить "эликсир жизни", стал перегонять старое вино, добавив  к нему поваренной соли. В итоге  он получил жидкость, попробовав которую, алхимик с удивлением обнаружил, что она оказывает опьяняющее воздействие. Пораженный свойствами вещества "прогонять печаль и вызывать бодрость", алхимик решил, что ему удалось  открыть " воду жизни". Вещество также называли "пылающей водой" и считали, что оно может растворять "философский камень", превращаясь при этом в "эликсир жизни". Однако это был всего лишь винный, или этиловый спирт, этанол.

Применение этанола

Области применения этанола:

1. Химическая промышленность. Этанол служит сырьем для производства:

- уксусного альдегида  и уксусной кислоты;

- диэтилового эфира;

- этилацетата;

- хлороформа;

- этилена;

- тетраэтилсвинца;

- каучука-резины.

2. Топливная промышленность. Этанол может использоваться  как топливо, в том числе  для ракетных двигателей( так этанол использовался в качестве топлива в первой серийной баллистической ракете- немецкой " ФАУ"-2"),двигателей внутреннего сгорания в чистом виде. Ограниченно в силу своей гигроскопичности (отслаивается) используется в смеси с классическими нефтяными жидкими топливами. Применяется для выработки высококачественного топлива и компонента бензинов- этил-трет-бутилового эфира.

'3.Медицина. ' В медицине  этиловый спирт в первую очередь  используется как растворитель, экстрагент и антисептик. По своему действию этиловый спирт можно отнести к антисептикам, как обеззараживающее и подсушивающее средство. Подсушивающие и дубящие свойства 96%-го этилового спирта используется для обработки операционного поля или в некоторых методиках обработки рук хирурга. Этанол является растворителем многих лекарственных средств, используется для приготовления настоек, экстрактов из растительного сырья. Этанол применяют в согревающих компрессах и для физического охлаждения при лихорадке( при растирании) ,Этанол является противоядием при отравлении некоторыми токсичными спиртами, такими как метанол и этиленгликоль. Его действие обусловлено тем, что фермент алкогольдегидрогеназа, при наличии нескольких субстратов ( например, метанол и этанол) осуществляет лишь конкурентное окисление, благодаря чему после своевременного ( почти немедленного, вслед за метанолом/этиленгликолем) приема этанола уменьшается текущая концентрация токсичных метаболитов( для метанола- формальдегида и муравьиной кислоты, для этиленгликоля- щавелевой кислоты).

4.Парфюмерия и косметика.  Этанол является универсальным  растворителем различных веществ  и основных компонентом духов,  одеколонов, аэрозолей. Входит в состав разнообразных средств, включая даже такие как зубные пасты, шампуни, средства для душа.

5. Пищевая промышленность. Наряду с водой, является основным  компонентом спиртных напитков. Также в небольших количествах  содержится в ряде напитков, получаемых  брожением, но не причисляемых  к алкогольным ( кефир, квас, кумыс, безалкогольное пиво и др.). Содержание этанола в свежем кефире ничтожно(0,12%), но в долго стоявшем, особенно в теплом месте, может достичь 1%. В кумысе содержится 1-3%, в квасе- от 0,5 до 1,2%.Этанол является растворителем для пищевых ароматизаторов. Может быть использован как консервант для хлебобулочных изделий, а также в кондитерской промышленности. Зарегистрирован в качестве пищевой добавки Е1510. Энергетическая ценность этанола- 7,1 ккал/г.

 

Физические  свойства, получение, применение этилового  спирта.

    Этиловый  спирт  С2Н5ОН— бесцветная, летучая жидкость с характерным запахом, жгучая на вкус. Обладает плотностью 0,813—0,816, температура кипения 77—77,5 °С. Этиловый спирт горит синеватым пламенем, смешивается во всех соотношениях с водой, диэтиловым эфиром и многими другими органическими растворителями, перегоняется с водяным паром. Вследствие высокой гигроскопичности максимальная концентрация не более 96%.

    Этиловый  спирт  получают путем брожения крахмалсодержащих   продуктов (зерно, картофель), фруктов,  сахара и т. д.

    С6Н12О6 -> 2СО2 + 2С2Н5ОН + 2АТФ

    Полученный  брожением  этиловый спирт отгоняют и  получают спирт-сырец, который   очищают путем ректификации. Спирт-сырец   и самогон, изготовленные в домашних условиях, содержат некоторое количество сивушных масел. Сивушные масла относительно медленно метаболизируются в организме. Поэтому продолжительность действия их на организм большая, чем этилового спирта.

    Этиловый спирт  широко используется в промышленности  как растворитель и исходный  продукт для получения многих  химических соединений. Этот спирт  используется в медицине как  дезинфицирующее средство, а также  как растворитель фармацевтических  препаратов, экстрактов и настоек.

    Этанол является  противоядием при отравлении  некоторыми токсичными спиртами, такими как метанол и этиленгликоль.  Его действие обусловлено тем,  что фермент алкогольдегидрогеназа предпочтительно метаболизирует именно этанол, а не другие спирты, благодаря чему при приёме этанола уменьшается количество токсичных метаболитов метанола (формальдегида и муравьиной кислоты) или этиленгликоля (щавелевой кислоты).

 

Всасывание  алкоголя.

    Этиловый  спирт  может поступать в организм  несколькими путями: при приеме  внутрь, при внутривенном введении, а также  через легкие в  виде паров с  вдыхаемым  воздухом.

    Всасывание этанола  начинается мгновенно после контакта  со слизистыми оболочками, так  как малые размеры элементарно  устроенной молекулы этилового  спирта исключают необходимость  предварительного “дробления”  ее на составляющие. Выяснено, что  при приеме внутрь в полости  рта усваивается от 1 до 5% поступившего  в организм спирта (в пересчете  на 100% алкоголь), ориентировочно 20% всасывается  в желудке, оставшаяся часть  этанола поступает в кровь  из кишечника. 

Конечно, эта схема условна, и реальное усвоение спирта зависит  от множества факторов. Так, например, напитки с высоким содержанием  алкоголя (от 30 и выше объемных процентов  спирта) обладают водоотнимающим и дубящим воздействием на слизистую оболочку желудка. У человека, не привыкшего к спиртному, происходит замедление всасывания за счет преходящего паралича желудочных сокращений и ограничения площади всасывания - скорость эвакуации желудочного содержимого в двенадцатиперстную кишку и, далее, в кишечник снижается. Опьянение развивается медленно, и человек, не имеющий опыта употребления спиртного, способен незаметно употребить дозу, гарантирующую тяжелейшее алкогольное отравление и даже смерть.

      У плотно  поевшего или хорошо закусившего  человека характер опьянения  существенно меняется. Известно, что  под обильную и жирную закуску  можно выпить большее количество  спиртных напитков, чем на голодный  желудок. Максимально замедляют  всасывание этанола такие продукты, как картофель, мясо (свинина и  баранина) или иные продукты, приготовленные  с использованием растительных  и животных жиров. Происходит  это явление в силу того, что  значительная часть этанола абсорбируется  белками и клетчаткой, растворяется  в пищевом жире и, будучи  равномерно распределена в объеме  пищи, некоторое время не имеет  контакта со слизистыми оболочками  желудочного-кишечного тракта.

Далее, пища равномерными порциями поступает из желудка в двенадцатиперстную кишку и кишечник, где абсорбированный  этанол последовательно высвобождается и всасывается в кровь. Здесь  отсутствует фаза рефлекторного  замедления всасывания спирта - скорость его “поступления” в кровоток в значительной степени определяется количеством съеденной пищи.

    Заметим, что  сода, содержащаяся в лимонадах,  освежающих напитках и в щелочных  минеральных водах, при контакте  с кислым содержимым желудка  выделяет большое количество  пузырьков углекислого  газа, раздражающего слизистые оболочки  и усиливающего всасывание этилового   спирта. Известно, что шампанское, смешанное  с водкой или коньяком, обладает  коварным опьяняющим действием  именно из-за этого эффекта.

    Распределение в организме.

      Этиловый  спирт неравномерно  распределяется  в тканях и  биологических  жидкостях организма.  Это зависит  от количества  воды в органе  или биологической  жидкости. Количественное содержание  этилового спирта прямо пропорционально  количеству воды и обратно  пропорционально количеству жировой  ткани в органе. В организме  содержится около 65 % воды от  общей массы тела. Из этого  количества 75— 85 % воды содержится  в цельной крови. Учитывая большой  объем крови в организме, в ней накапливается значительно большее количество этилового спирта, чем в других органах и тканях.

 

 

  Метаболизм  этилового спирта.

    Часть этилового  спирта (2—10 %) выделяется из организма  в неизмененном виде с мочой,  выдыхаемым воздухом, потом, слюной, калом и т. д. Остальное количество  этого спирта подвергается метаболизму.

    Катаболизм этилового  спирта осуществляется главным  образом в печени. Здесь окисляется  от 75% до 98% введённого в организм  этанола.

    Окисление алкоголя  — сложный биохимический процесс,  в который вовлекаются основные  метаболические процессы клетки. Превращение этанола в печени  осуществляется тремя путями  с образованием токсического  метаболита — ацетальдегида (Рис. Метаболизм этанола).

Окисление этанола NAD-зависимой алкогольдегидрогеназой.

    Основную  роль в метаболизме этанола играет цинксодержащий NAD+-зависимый фермент — алкогольдегидрогеназа, локализующаяся в основном в цитозоле и митохондриях печени (95%). В ходе реакции происходит дегидрирование этанола, образуются ацетальдегид и восстановленный кофермент NADH.

    Алкогольдегидрогеназа катализирует обратимую реакцию, направление которой зависит от концентрации ацетальдегида и соотношения NADH/NAD+ в клетке.

    С2Н5ОН + NAD+ ->СН3СНО  + NADH + Н+.

    Фермент алкогольдегидрогеназа — димер, состоящий из идентичных или близких по первичной структуре полипептидных цепей, кодируемых аллелями одного гена. Существуют 3 изоформы алкогольдегидрогеназы (АДГ): АДГ,, АДГ2, АДГ3, различающиеся по строению протомеров, локализации и активности. Для европейцев характерно присутствие изоформ АДГ, и АДГ3. У некоторых восточных народов преобладает изоформа АДГ2, характеризующаяся высокой активностью, это может быть причиной их повышенной чувствительности к алкоголю. При хроническом алкоголизме количество фермента в печени не увеличивается, т.е. он не является индуцируемым ферментом.

    Окисление этанола при участии  цитохром Р450-зависимой микросомальной этанолокисляющей системы.

    Цитохром Р450-зависимая микросомальная этанолокисляющая система (МЭОС) локализована в мембране гладкого эндоплазматического ретикулума гепатоцитов. Микросомальная этанолокисляющая система играет незначительную роль в метаболизме небольших количеств алкоголя, но индуцируется этанолом, другими спиртами, лекарствами типа барбитуратов и приобретает существенное значение при злоупотреблении этими веществами. Этот путь окисления этанола происходит при участии одной из изоформ Р450 — изофермента Р450 II Е. При хроническом алкоголизме окисление этанола ускоряется на 50-70% за счёт гипертрофии эндоплазматического ретикулума и индукции цитохрома Р450 II Е.

    С2Н5ОН + NADPH + Н+ + 02 -> СН3СНО + NADP+ + 2 Н20.

    Кроме основной  реакции, цитохром Р450 катализирует образование активных форм кислорода (0, Н202), которые стимулируют ПОЛ в печени и других органах.

    Окисление этанола каталазой.

    Второстепенную  роль в окислении этанола играет  каталаза, находящаяся в пероксисомах цитоплазмы и митохондрий клеток печени. Этот фермент расщепляет примерно 2% этанола, но при этом утилизирует пероксид водорода.