О функциях эндогенного этанола

Один из основных вопросов в наркологии этилового спирта — вопрос о взаимоотношении между этанолом, образованным эндогенно, в самом организме, и поступившим извне, причём не только с алкогольными напитками, но и с пищевыми продуктами. Между тем возникновение и развитие алкоголизма с высокой вероятностью связано с этим далеко ещё не изученным процессом.

В медицине различат следующие виды эндогенного этанола (сокращённо ЭЭ):

1. внутриклеточный ЭЭ (продукт внутриклеточного метаболизма);

2. внеклеточный ЭЭ: ЭЭ межклеточной жидкости, ЭЭ спинномозговой жидкости; ЭЭ лимфы, ЭЭ крови;

3. условно ЭЭ (продукт микробной ферментации сахара в нижнем отделе желудочно-кишечного тракта — ЖКТ).

1. Эндогенный (внутренний) этанол относится к незаменимым факторам обмена веществ. Внутриклеточный ЭЭ является естественным метаболитом (далее – эндогенный этанол (ЭЭ)) — веществом, образующимся в организме на опредёленном этапе процессов усвоения пищевых продуктов, и по принципу обратной связи, участвующим в регуляции этих процессов. ЭЭ является промежуточным продуктом катаболизма (процесса разложения на более простые вещества) углеводов; будучи конечным веществом анаэробного (без кислородного) этапа, в виде ацетилкоэнзима А (продукт конденсации коэнизма А с уксусной кислотой) вступает в аэробную фазу – цикл Кребса, в котором окисляется до углекислого газа и воды.

Внутриклеточный ЭЭ участвует в энергетическом обмене клетки, осуществляя челночный перенос энергии между митохондриями и цитозолем (часть цитоплазмы клетки) и удаляя из клетки избыток выделяющих энергию субстратов.

Потребность в переносе энергии между митохондриями и цитозолем обусловлена тем обстоятельством, что энергетические процессы в этих структурах клетки несколько различны и разделены митохондриальной мембраной. В цитозоле энергия производится в процессе гликолиза — анаэробного расщепления глюкозы на пируват и лактат. В митохондриях энергия производится в результате функционирования цитратного цикла[98], сопряжённого с дыхательной цепью, производящей аденозинтрифосфат (АТФ) – аккумулятор и переносчик энергии.

Как в цитозоле, так и в митохондриях энергия производится в процессе окислительно-восстановительных реакций, которые протекают с участием дегидрогеназ и никотинамидадениндинуклеотида (НАД)[99] в окисленной (НАД+) или восстановленной (НАДН) форме. Энергия возникает в процессе отделения от окисляемой молекулы атомов водорода. Энергия в виде атома водорода и двух электронов, которая переносится на НАД+ с образованием НАДН, называется восстанавливающим эквивалентом.

Митохондрии снабжают клетку энергией не только в форме АТФ, но и в форме восстанавливающих эквивалентов посредством НАДН, который используется для восстановительных синтезов в цитоплазме. Однако внутренняя мембрана митохондрий является непроницаемой для НАД+ и НАДН. Поэтому для переноса восстанавливающих эквивалентов между митохондриями и цитозолем должен использоваться так называемый субстратный челнок — соединение, окисление которого сопровождается высвобождением восстанавливающих эквивалентов, а восстановление – его присоединением. Субстратный челнок должен легко проникать через митохондриальную мембрану и восстанавливаться или окисляться на внутренней и внешних сторонах мембраны, перенося тем самым восстанавливающий эквивалент через мембрану.

Поскольку митохондриальная мембрана проницаема для этанола и ацетальдегида, таким субстратным челноком служит обратимое превращение «этанол – ацетальдегид», катализируемое НАД-зависимой алкогольдегидрогеназой (АДГ) по обе стороны мембраны. Такой челнок характерен не только клеткам млекопитающих, он функционирует также в клетках дрожжевых грибов и некоторых простейших.

В митохондриях окислительные реакции с выделением энергии происходят в процессе функционирования цитратного цикла — цепи биохимических реакций, в которых исходный субстрат ацетил-КоА окисляется до СО₂ с выделением энергии в форме восстанавливающих эквивалентов. Эта энергия поступает в систему цитохромов (сложных белков) и в дыхательную цепь, где и происходит синтез АТФ – универсального переносчика энергии, которая используется в различных энергетически-зависимых реакциях в клетке. Особенно высокая потребность в АТФ имеет место в нейронах мозга, где энергия используется для поддержания электрохимических градиентов, обеспечивающих передачу нервных импульсов. Дефицит, даже незначительный, АТФ в нейронах мозга приводит к целому ряду компенсаторно-восстановительных процессов, в первую очередь – к актуализации тяги к алкоголю.

В митохондриях ацетил-КоА преобразуется в ацетат, который в последующем с помощью ацетальдегиддегидрогеназы превращается в ацетальдегид; в дальнейшем из ацетальдегида под влиянием алкогольдегидрогеназы образуется ЭЭ. Это циклическая внутриклеточная реакция. Алкогольдегидрогеназа присутствует не только в гепатоцитах печени – её там больше всего, но, кроме того, она содержится в клетках всех тканей, включая нейроны мозга.

Именно внутриклеточный ЭЭ можно считать истинно эндогенным этанолом (ИЭЭ).

2. Внеклеточный ЭЭ – ЭЭ межклеточной жидкости, ЭЭ спинномозговой жидкости, ЭЭ лимфы, ЭЭ крови. Концентрация ЭЭ в крови и печени составляет 0,003-0,015 %. У взрослого здорового человека содержание ЭЭ в организме составляет от 2 до 20 г. (по теоретическим расчётам, основанным на экспериментальных данных). Как естественный метаболит ЭЭ обнаруживается в поте, моче и всех других выделениях организма.

3. Одной из фракций внеклеточного этанола является «условно эндогенный этанол», синтезируемый в результате микробной ферментации сахара в нижнем отделе ЖКТ. Он абсорбируется слизистой оболочкой и поступает в воротную вену, а затем – в печень.

В последние годы значительное внимание в механизмах действия этанола на центральную нервную систему уделяют гамма-аминомасляной кислоте (ГАМК), являющейся главным тормозным медиатором в мозге, и ГАМК-ергической системе. Исследователи предполагают, что активность тормозящей системы ГАМК обусловлена некоторыми биохимическими и поведенческими эффектами воздействия этанола. Ряд работ демонстрирует, что этанол влияет на способность ГАМК связываться со специфическими рецепторами и изменяет метаболизм медиатора, повышая синаптическую передачу нервного импульса в ГАМК-ергических нейронах. Установлено, что один из подтипов рецепторов ГАМК, ГАМКА-рецептор, связан с открытием каналов для ионов хлора.

Внеклеточный алкоголь воздействует на ГАМК_А-рецептор, вызывая вход в клетку отрицательно заряженного иона хлора – токсического для клетки.

Участие ЭЭ в регуляции обмена энергии в организме. Организм человека вырабатывает бóльшую часть энергии следующим образом. Основным источником энергии для живых существ является окисление пищевых веществ, а точнее атомов водорода, имеющих электрон, обладающий запасом свободной энергии. Энергию электрона, входящего в атом водорода, организм «отбирает» у него и «присваивает себе» в процессе движения атомов водорода по «дыхательной цепи» цитохромов и преобразует её в энергию химических связей в молекулах АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты). В начале дыхательной цепи атом водорода, в конце — атом кислорода. Когда водород отдаст всю свободную энергию своего электрона, он выходит из дыхательной цепи и соединяется с атомом кислорода, в результате образуется молекула воды. Процесс окисления атомов водорода, идущий одновременно с образованием макроэргических связей в молекулах АТФ, называется окислительным фосфорилированием. Это основной источник энергии в организме человека.

ЭЭ является регулятором активности этого процесса. При дефиците этанола в организме процессы энергообразования тормозятся и снижается уровень функциональной активности всех клеток, особенно нервных. У здоровых людей этого не бывает. При сильном напряжении (стрессе), количество ЭЭ резко снижается.

Поступающий в ЖКТ экзогенный алкоголь из кровяного русла быстро проникает в клетку, диффундирует в митохондрии и следует путём эндогенного алкоголя, но в обратном направлении. Эти реакции обратимы, они одновременно идут как в направлении «алкоголь-ацетальдегид», так и в направлении «ацетальдегид-алкоголь», когда клетка нуждается в энергии. В результате окисления одной молекулы этанола в митохондриях дыхательная цепь получает энергию, достаточную для синтеза 17 молекул АТФ.

Способность алкоголя быстро восстанавливать энергетическое обеспечение вносит соответствующий вклад в неосознанную пагубную потребность человека употреблять алкоголь при ощущении физической и умственной усталости.

При возрастании количества принятого алкоголя начинают превалировать фармакологические эффекты, биохимические основы которых активно исследованы наркологией.

При отравлениях алкоголем непосредственной причиной смерти является остановка тканевого дыхания вследствие блокады ферментов, участвующих в этом процессе. Этанол нарушает движение водорода (электрона) по дыхательной цепи навстречу кислороду, то есть не даёт возможности кислороду участвовать в процессе тканевого дыхания. Конечный результат алкогольного отравления такой же, как при отравлении тканевыми ядами и удушении.

Суммируя известные данные о свойствах и эффектах эндогенного этанола, можно сказать следующее: эндогенный этанол, как незаменимый фактор обмена веществ, принимает непосредственное участие в поддержании энергетических потребностей организма.

Духовно-нравственные потребности человека могут быть отражены на биологическом уровне качеством работы системы поддержания энергетических потребностей. Духовно-нравственные потребности личности неотделимы от социальных целей и напрямую связаны с уровнем индивидуального развития личности и зависят от её характера (свойств его натуры), целеустремленности.

Таким образом физиологические эффекты функционирования эндогенного этанола в некотором роде определяются характером «духовности» индивида[100].

У «творческой» личности основная масса эндогенного этанола будет энергетически подпитывать те структуры, которые принимают участие в процессе творчества. То есть этанол у таких личностей, в первую очередь, будет принимать участие в регуляции процессов торможения и возбуждения головного мозга, деятельности полушарий головного мозга, восприятия, обработки и передачи знаний и информации, подержания высших созидательных психических функций.

У лиц противоположного характера (не привыкших обдумывать свои действия, живущих «как все») этанол будет подпитывать деструктивные эффекты как на биологическом, так и на социальном уровнях.

Принимая экзогенный этанол в расчёте на его помощь творчеству, «творческая» личность малыми дозами активизирует те структуры, которые принимают участие в процессе творчества. Но при этом такая личность наносит непоправимый ущерб творческому процессу в будущем, поскольку огрубляет восприятие мира. К тому же с каждым следующим «вливанием ради творчества» экзогенного этанола требуется больше и больше. Именно поэтому многие деятели сферы искусства и науки, прибегая к употреблению экзогенного этанола, становятся алкоголиками. Но, огрубляя своё мировосприятие, они, как правило, так и продолжают считать себя гениальными, но «не понятыми». Оттого пьют ещё больше.

В последние годы в разных странах, в том числе и в России, дискутируется вопрос о пользе алкогольных изделий. Особый вклад в учение о «пользе» алкоголя вносят как раз «творческие» личности — работники сферы культуры и медицины. Современникам напоминают об известной с древних и средних веков энотерапии — системе лечения ряда заболеваний разными винами. История медицины знает периоды употребления чистого спирта в качестве самостоятельного «лекарства». Общеизвестно культурно принятое употребление алкоголя при простудных заболеваниях, его назначение во время войн и конфликтов при травматическом шоке и стрессах, особенно при недостатке других лекарственных средств. Некоторые лекарственные препараты изготавливают на спиртовых растворах.

Все эти факты (скорее — мифы) связаны с тем, что экзогенный и эндогенный этанолы имеют одну и ту же химическую формулу. Поэтому в отличие от наркотиков, которые являются лишь аналогами вырабатываемых организмов нейромедиаторов — этанол вообще не различают по химическому составу, и многие (в первую очередь врачи) считают его полезным, раз он вырабатывается самим организмом.Иначе говоря, раз этанол является естественным эндогенным метаболитом человека — считается, что его происхождение (внутреннее или внешнее) не столь важно, и якобы в лечебных целях он полезен в небольших дозах при приёме извне. Это — опасное заблуждение.

Помимо этого можно предполагать, что эндогенный этанол, как и экзогенный, активирует высвобождение норадреналина и дофамина из предсинаптических структур в лимбических отделах и в среднем мозге, то есть в отделах центральной нервной системы, относящихся к системе эмоциональной “награды” мозга и регулирующих эмоциональное состояние и мотивационные процессы. Вероятно, именно поэтому снижение концентрации эндогенного этанола (при старении, голодании, авитаминозах, стрессах и т.п.) индуцирует у несознательных граждан потребность в употреблении алкогольных напитков. К тому же известно, что определённые физические упражнения (связанные с психотехниками), музыка, психотерапия могут усилить выработку эндогенного этанола, с чем и связан эффект создания «хорошего настроения».

Первая редакция: 6 ноября — 2 декабря 2005 г. Уточнения и добавления: 4 — 6 декабря 2005 г. Вторая редакция: 21 мая 2006 г., 24 августа — 3 октября 2008 г.

Дата добавления: 2015-07-24