Ossidazione di alcol | alcolismo

Ossidazione di alcol

La biochimica dell'ossidazione alcolica è la seguente: alcool → acetaldeide → acetato → acqua + anidride carbonica . (acetil CoA)
Il primo stadio di questo processo è l'ossidazione dell'alcol etilico in acetaldeide. Questo processo nel corpo può essere effettuato in tre modi. E 'catalizzato da enzimi solubili di alcol deidrogenasi, sistemi di ossidazione di etanolo microsomale, sistema di catalasi-perossidasi (Fig. 2).


Fig. 2. Il rapporto abituale di vie di ossidazione di alcol nel corpo

L'alcol deidrogenasi (ADH) del fegato umano è stata studiata abbastanza bene. Questo enzima con una massa molecolare di circa 85.000-87.000 consiste di due subunità e a basse concentrazioni di etanolo nel corpo, solo uno di loro è ossidante. Ad alte concentrazioni di etanolo, entrambe le subunità di ADH funzionano. Un'opinione è espressa che l'etanolo non è il miglior substrato per l'ADH. Nei substrati corporei di ADH ci sono alcoli e aldeidi primari e secondari e aldeidi, chetoni, alcoli aromatici e aldeidi, retinolo e altri alcol di poliolo, dioli, alcol pantotenilico, steroidi, ecc. (Ostrovsky et al., 1986).

Praticamente tutto l'ADH è contenuto nel fegato umano, solo una piccola parte di esso si trova nel tratto gastrointestinale, nei polmoni, nel cuore, nei reni. L'ADH si trova nel cervello umano, ma la sua attività è piccola e rappresenta solo lo 0,025% delle attività nel fegato. Negli studi di IE Lomeko e coautori (1985) è stato dimostrato che le proprietà dell'ADH nel cervello sono tali che in condizioni fisiologiche l'enzima non può praticamente partecipare all'ossidazione dell'etanolo. In relazione a ciò, il significato funzionale dell'ADH nel tessuto neurale può essere dovuto principalmente al fatto che l'enzima non funziona come una deidrogenasi ma come una riduttasi (nel sistema etanolo-acetaldeide), proteggendo il cervello dall'azione di acetaldeide altamente tossica.

In linea di principio, l'attività dell'ADH è determinata dalla presenza di una quantità sufficiente di coenzima - nicotinamide adenina dinucleotide (NAD +). Questo sarà discusso di seguito, quando si considerano i casi di assunzione cronica di alcol. In generale, circa l'80% dell'alcool etilico in entrata viene metabolizzato come segue (Figura 3).

schema di ossidazione dell'alcool nella cellula epatica
Fig. 3. Schema generale dei processi di ossidazione dell'alcool nelle cellule epatiche (epatociti) (secondo: Musil, 1984)
STE - sistema di trasporto di elettroni (catena respiratoria);
CLC - un ciclo di acido citrico;
MEOS è un sistema di ossidazione dell'etanolo microsomale;
ADH - alcol deidrogenasi;
NAD - nicotinammide adenina dinucleotide

La dissimilazione avviene nel citoplasma della cellula e il NAD ridotto (NAD-H) risultante può essere utilizzato sia per la sintesi di adenosina trifosfato (ATP) che per la protonazione (H +) di altri stadi dei processi di riduzione dell'ossidazione nelle cellule. Il ruolo dell'ATP nel corpo è unico. Questo composto appartiene alla classe dei cosiddetti macroergs - fonti di energia universali per la maggior parte dei processi che si verificano nel corpo associato al consumo di energia.

Ad alte concentrazioni di alcol, un sistema di ossidazione di etanolo (MEOS) microsomico è collegato alla sua ossidazione, localizzata nel reticolo endoplasmatico liscio delle cellule epatiche (epatociti). Normalmente, il ruolo di MEOS è piccolo: un massimo del 20% di ossidazione dell'etanolo. L'attività del sistema microsomiale ossidasi si manifesta solo in presenza di nicotina ridotta adenina dinucleotide fosfato (NADPH) o sistemi generatori di NADPH. Lo schema di reazione è il seguente:

Infine, il terzo modo di ossidazione dell'alcol è catalizzato dall'enzima catalasi con la partecipazione di perossido di idrogeno (H 2 O 2 ) ed è localizzato nei perossisomi. Il valore di questa reazione è normalmente piuttosto piccolo (pochi percento). Lo schema di reazione è il seguente:

Tuttavia, il ruolo di questa via di ossidazione aumenta con concentrazioni più elevate di alcol etilico nel corpo.

Il secondo stadio più importante dei processi ossidativi è l'ossidazione dell'acetaldeide formatasi nella fase precedente. È necessario notare un dettaglio essenziale: l'acetaldeide è molto più attiva in termini biochimici ed è più tossica dell'alcool etilico . Può causare effetti psicotropici e tossici in dosi 100-200 volte inferiori all'alcol (Ezriyev, 1968) e, avendo un'alta attività neurotropica, può interferire con la biosintesi della proteina. Quindi, è chiaro che nell'ossidazione dell'alcol etilico, il corpo aspira a trattare l'acetaldeide il prima possibile.

Come succede?

Il principale anello di questa reazione è l'aldeide deidrogenasi (ALDG). Dipendente da NAD + ALDH è ampiamente distribuito ed esiste nel corpo umano sotto forma di diversi isoenzimi. Il più attivo è l'aldeide-1 isoenzima.

C'è un fatto curioso. Si fa notare che spesso i rappresentanti della razza mongoloide si aggrediscono facilmente e si arrossano rapidamente dopo aver assunto l'alcol, mentre l'intossicazione stessa a volte introduce un elemento di disagio. Si è scoperto che gli abitanti dell'Asia spesso non hanno l'isoenzima Aldg-1, che ostacola il rapido metabolismo dell'alcol. Naturalmente, questo è accompagnato dall'accumulo di un prodotto di ossidazione intermedio, l'acetaldeide, che stimola l'arrossamento della pelle. E se teniamo conto anche della relativamente bassa prevalenza dell'alcolismo in Asia, è abbastanza probabile che una spiacevole aberrazione (dovuta alla mancanza di AlDG-1) in una certa misura e prevenga l'abuso di alcol. Ma, secondo altri ricercatori, un'alta sensibilità all'effetto dell'alcol è associata all'elevata attività dell'ADH "atipico".

In soluzione acquosa, l'acetaldeide esiste come miscela equivalente di aldeide libera e idrato. Nel processo di deidrogenazione, l'idrato passa in acetato. Lo schema di reazione è il seguente:

È particolarmente importante notare l'inclusione nel futuro dell'acetato in un fondo bicarbonato (come l'acetilcoenzima A) con conseguente metabolismo dei prodotti finali - anidride carbonica e acqua.

E una circostanza più importante. Quando l'alcol viene ossidato, viene rilasciata una grande quantità di energia: 7,1 kval / g. In termini di contenuto calorico, l'alcol è seconda solo ai grassi ed è in grado di soddisfare parte delle riserve energetiche del corpo.

Un certo ruolo nella conversione dell'acetaldeide nel corpo è giocato dalle reazioni di sintesi che si verificano in condizioni di aumento del contenuto di acetaldeide. Apparentemente, quella parte di acetaldeide, che non è stata ossidata con AlGD, è in questo caso condensata. I più importanti sono la condensazione di acetaldeide con ammine biogene e l'intervento del prodotto nello scambio di catecolamine.

Secondo le idee moderne, ci sono altri modi di catabolismo dell'etanolo. È stato stabilito che i nucleotidi uridinici accelerano l'escrezione di alcol dal corpo. Nell'intossicazione acuta da alcol, l'alcol è coinvolto nella distruzione degli esteri fosforici dal meccanismo idrolitico. Inoltre, è stato scoperto un sistema enzimatico specifico che forma esteri di etanolo con acidi grassi nelle cellule del fegato, del cuore e, apparentemente, in altri tessuti (Ostrovsky et al, 1986).

Come già notato, il tasso di ossidazione dell'alcol è soggetto a grandi fluttuazioni individuali. Parte di esso dipende dai ritmi circadiani, dal livello degli ormoni sessuali e dalla quantità di nutrimento.