Metabolismul alcoolului: O actualizare de la Institutul Național pentru Abuzul de Alcool și Alcoolism
Metabolismul alcoolului: O actualizare de la Institutul Național pentru Abuzul de Alcool și Alcoolism
Băutul excesiv îi expune pe oameni la riscul multor consecințe negative asupra sănătății, inclusiv alcoolismul, leziuni hepatice și diverse tipuri de cancer. Dar unii oameni par să fie mai expuși decât alții la un risc mai mare de a dezvolta aceste probleme. De ce unii oameni beau mai mult decât alții? Și de ce unii oameni care beau dezvoltă probleme, în timp ce alții nu?
Cercetarea arată că consumul de alcool și problemele legate de alcool sunt influențate de variațiile individuale în metabolismul alcoolului, sau modul în care alcoolul este descompus și eliminat de către organism. Metabolismul alcoolului este controlat de factori genetici, cum ar fi variațiile enzimelor care descompun alcoolul; și de factori de mediu, cum ar fi cantitatea de alcool pe care o consumă un individ și alimentația sa generală. Diferențele în metabolismul alcoolului îi pot expune pe unii oameni la un risc mai mare de a avea probleme cu alcoolul, în timp ce alții pot fi cel puțin oarecum protejați de efectele nocive ale alcoolului.
Acest Alcohol Alert de la Institutul Național pentru Abuzul de Alcool și Alcoolism descrie procesul de bază implicat în descompunerea alcoolului, inclusiv modul în care subprodusele toxice ale metabolismului alcoolului pot duce la probleme precum boala hepatică alcoolică, cancer și pancreatită. Această alertă descrie, de asemenea, populațiile care pot fi expuse unui risc deosebit de probleme rezultate din metabolismul alcoolului, precum și persoanele care pot fi „protejate” genetic de aceste efecte adverse.
DESFĂȘURAREA CHIMICĂ A ALCOOLULUI
Alcoolul este metabolizat prin mai multe procese sau căi. Cea mai comună dintre aceste căi implică două enzime – alcoolul dehidrogenază (ADH) și aldehida dehidrogenază (ALDH). Aceste enzime ajută la descompunerea moleculei de alcool, făcând posibilă eliminarea acestuia din organism. În primul rând, ADH metabolizează alcoolul în acetaldehidă, o substanță foarte toxică și cunoscută ca fiind cancerigenă (1). Apoi, într-o a doua etapă, acetaldehida este în continuare metabolizată până la un alt produs secundar, mai puțin activ, numit acetat (1), care apoi este descompus în apă și dioxid de carbon pentru a fi eliminat cu ușurință (2).
Alte enzime-
Enzimele citocrom P450 2E1 (CYP2E1) și catalază descompun, de asemenea, alcoolul în acetaldehidă. Cu toate acestea, CYP2E1 este activă doar după ce o persoană a consumat cantități mari de alcool, iar catalaza metabolizează doar o mică parte din alcoolul din organism (1). Cantități mici de alcool sunt, de asemenea, eliminate prin interacțiunea cu acizii grași pentru a forma compuși numiți esteri etilici ai acizilor grași (FAEE). S-a demonstrat că acești compuși contribuie la afectarea ficatului și a pancreasului (3).
Descompunerea chimică a alcoolului
Numele chimic al alcoolului este etanol (CH3CH2OH). Organismul procesează și elimină etanolul în etape separate. Substanțele chimice numite enzime ajută la descompunerea moleculei de etanol în alți compuși (sau metaboliți), care pot fi procesați mai ușor de către organism. Unii dintre acești metaboliți intermediari pot avea efecte nocive asupra organismului.
Cel mai mult etanol din organism este descompus în ficat de o enzimă numită alcool dehidrogenază (ADH), care transformă etanolul într-un compus toxic numit acetaldehidă (CH3CHO), un carcinogen cunoscut. Cu toate acestea, acetaldehida are, în general, o durată de viață scurtă; ea este rapid descompusă într-un compus mai puțin toxic numit acetat (CH3COO-) de către o altă enzimă numită aldehidă dehidrogenază (ALDH). Acetatul este apoi descompus în dioxid de carbon și apă, în principal în alte țesuturi decât ficatul.
Acetaldehida: un produs secundar toxic – O mare parte din cercetările privind metabolismul alcoolului s-au concentrat asupra unui produs secundar intermediar care apare la începutul procesului de descompunere – acetaldehida. Deși acetaldehida este de scurtă durată, existând de obicei în organism doar pentru o perioadă scurtă de timp înainte de a fi descompusă ulterior în acetat, aceasta are potențialul de a provoca daune semnificative. Acest lucru este deosebit de evident în ficat, unde are loc cea mai mare parte a metabolismului alcoolului (4). O parte din metabolismul alcoolului are loc și în alte țesuturi, inclusiv în pancreas (3) și în creier, provocând leziuni ale celulelor și țesuturilor (1). În plus, cantități mici de alcool sunt metabolizate în acetaldehidă în tractul gastrointestinal, expunând aceste țesuturi la efectele nocive ale acetaldehidei (5).
În plus față de efectele sale toxice, unii cercetători consideră că acetaldehida poate fi responsabilă pentru unele dintre efectele comportamentale și fiziologice atribuite anterior alcoolului (6). De exemplu, atunci când acetaldehida este administrată animalelor de laborator, aceasta duce la incoordonare, tulburări de memorie și somnolență, efecte adesea asociate cu alcoolul (7).
Pe de altă parte, alți cercetători raportează că concentrațiile de acetaldehidă în creier nu sunt suficient de mari pentru a produce aceste efecte (7). Acest lucru se datorează faptului că creierul are o barieră unică de celule (bariera hemato-encefalică) care ajută la protejarea acestuia de produsele toxice care circulă în fluxul sanguin. Cu toate acestea, este posibil ca acetaldehida să fie produsă chiar în creier atunci când alcoolul este metabolizat de enzimele catalază (8,9) și CYP2E1 (10).
GENETICA ÎN FUNCȚIE DE METABOLISM
Indiferent de cât de mult consumă o persoană, organismul poate metaboliza doar o anumită cantitate de alcool în fiecare oră (2). Această cantitate variază foarte mult de la o persoană la alta și depinde de o serie de factori, inclusiv de dimensiunea ficatului (1) și de masa corporală.
În plus, cercetările arată că persoane diferite sunt purtătoare de variații diferite ale enzimelor ADH și ALDH. Aceste versiuni diferite pot fi urmărite până la variații în aceeași genă. Unele dintre aceste variante ale enzimelor funcționează mai mult sau mai puțin eficient decât altele; acest lucru înseamnă că unele persoane pot descompune alcoolul în acetaldehidă, sau acetaldehida în acetat, mai repede decât altele. O enzimă ADH rapidă sau o enzimă ALDH lentă poate face ca acetaldehida toxică să se acumuleze în organism, creând efecte periculoase și neplăcute care pot afecta, de asemenea, riscul unui individ de a avea diverse probleme legate de alcool – cum ar fi dezvoltarea alcoolismului.
S-a demonstrat că tipul de ADH și ALDH pe care îl poartă un individ influențează cât de mult bea, ceea ce, la rândul său, influențează riscul de a dezvolta alcoolism (11). De exemplu, nivelurile ridicate de acetaldehidă fac ca băutura să fie neplăcută, ducând la înroșirea feței, greață și bătăi rapide ale inimii. Acest răspuns de „înroșire” poate apărea chiar și atunci când se consumă doar cantități moderate de alcool. În consecință, persoanele care sunt purtătoare de varietăți genetice pentru ADH rapidă sau ALDH lentă, care întârzie procesarea acetaldehidei în organism, pot avea tendința de a bea mai puțin și, astfel, sunt oarecum „protejate” de alcoolism (deși, așa cum se va discuta mai târziu, acestea pot prezenta un risc mai mare pentru alte consecințe asupra sănătății atunci când beau).
Diferențele genetice ale acestor enzime pot ajuta la explicarea motivelor pentru care unele grupuri etnice au rate mai mari sau mai mici de probleme legate de alcool. De exemplu, o versiune a enzimei ADH, numită ADH1B*2, este comună la persoanele de origine chineză, japoneză și coreeană, dar rară la persoanele de origine europeană și africană (12). O altă versiune a enzimei ADH, numită ADH1B*3, apare la 15 până la 25 la sută dintre afro-americani (13). Aceste enzime protejează împotriva alcoolismului (14) prin metabolizarea foarte eficientă a alcoolului în acetaldehidă, ceea ce duce la niveluri ridicate de acetaldehidă care fac consumul de alcool neplăcut (15). Pe de altă parte, un studiu recent realizat de Spence și colegii săi (16) a constatat că două variații ale enzimei ALDH, ALDH1A1*2 și ALDH1A1*3, pot fi asociate cu alcoolismul la afro-americani.
Deși acești factori genetici influențează modelele de consum de alcool, factorii de mediu sunt, de asemenea, importanți în dezvoltarea alcoolismului și a altor consecințe asupra sănătății legate de alcool. De exemplu, Higuchi și colegii săi (17) au constatat că, pe măsură ce consumul de alcool în Japonia a crescut între 1979 și 1992, procentul de alcoolici japonezi care erau purtători ai versiunii protectoare a genei ADH1B*2 a crescut de la 2,5 la 13 la sută. În plus, în ciuda faptului că mai mulți nativi americani mor din cauze legate de alcool decât orice alt grup etnic din Statele Unite, cercetările arată că nu există nicio diferență în ceea ce privește ratele metabolismului alcoolului și modelele enzimatice între nativii americani și albi (18). Acest lucru sugerează că ratele de alcoolism și problemele legate de alcool sunt influențate de alți factori de mediu și/sau genetici.
CONSECINȚELE DE SĂNĂTATE ALE CONSUMULUI DE ALCOOL
Metabolismul alcoolului și cancerul-Consumul de alcool poate contribui la riscul de a dezvolta diferite tipuri de cancer, inclusiv cancere ale tractului respirator superior, ficatului, colonului sau rectului și sânului (19). Acest lucru se întâmplă în mai multe moduri, inclusiv prin efectele toxice ale acetaldehidei (20).
Unde are loc metabolismul alcoolului
Alcoolul este metabolizat în organism în principal de către ficat. Creierul, pancreasul și stomacul metabolizează, de asemenea, alcoolul.
Mulți băutori înrăiți nu dezvoltă cancer, iar unele persoane care beau doar moderat dezvoltă cancere legate de alcool. Cercetările sugerează că, așa cum unele gene pot proteja indivizii împotriva alcoolismului, genetica poate determina, de asemenea, cât de vulnerabil este un individ la efectele cancerigene ale alcoolului (5).
În mod ironic, chiar genele care îi protejează pe unii oameni de alcoolism pot amplifica vulnerabilitatea lor la cancerele legate de alcool. Agenția Internațională pentru Cercetarea Cancerului (21) afirmă că acetaldehida ar trebui să fie clasificată ca fiind cancerigenă. Acetaldehida favorizează cancerul în mai multe moduri – de exemplu, prin interferența cu copierea (adică replicarea) ADN-ului și prin inhibarea unui proces prin care organismul repară ADN-ul deteriorat (5). Studiile au arătat că persoanele care sunt expuse la cantități mari de acetaldehidă prezintă un risc mai mare de a dezvolta anumite tipuri de cancer, cum ar fi cancerul gurii și al gâtului (5). Deși aceste persoane sunt adesea mai puțin predispuse să consume cantități mari de alcool, Seitz și colegii săi (5) sugerează că, atunci când beau, riscul lor de a dezvolta anumite tipuri de cancer este mai mare decât cel al băutorilor care sunt expuși la mai puțină acetaldehidă în timpul metabolismului alcoolului.
Acetaldehida nu este singurul produs secundar cancerigen al metabolismului alcoolului. Atunci când alcoolul este metabolizat de CYP2E1, sunt produse molecule foarte reactive, care conțin oxigen – sau specii reactive de oxigen (ROS). ROS pot deteriora proteinele și ADN-ul sau pot interacționa cu alte substanțe pentru a crea compuși cancerigeni (22).
Disfuncția de spectru alcoolic fetal (FASD)-Femeile însărcinate care beau foarte mult prezintă un risc și mai mare de probleme. Alimentația deficitară poate face ca mama să metabolizeze alcoolul mai lent, expunând fătul la niveluri ridicate de alcool pentru perioade mai lungi de timp (23). De asemenea, expunerea crescută la alcool poate împiedica fătul să primească nutriția necesară prin placentă (24). La șobolani, s-a demonstrat că malnutriția maternă contribuie la creșterea lentă a fătului, una dintre caracteristicile FASD, un spectru de defecte congenitale asociate cu consumul de alcool în timpul sarcinii (23). Aceste constatări sugerează că gestionarea nutriției la femeile însărcinate care consumă alcool poate contribui la reducerea severității FASD (25).
Boala hepatică alcoolică – În calitate de principal organ responsabil pentru descompunerea alcoolului, ficatul este deosebit de vulnerabil la efectele metabolismului alcoolului. Mai mult de 90 la sută dintre persoanele care beau mult dezvoltă ficat gras, un tip de boală hepatică. Cu toate acestea, doar 20 la sută vor ajunge să dezvolte boala hepatică alcoolică mai severă și ciroza hepatică (26).
Pancreatita alcoolică-Metabolismul alcoolic are loc, de asemenea, în pancreas, expunând acest organ la niveluri ridicate de subproduse toxice, cum ar fi acetaldehida și FAEE (3). Cu toate acestea, mai puțin de 10 la sută dintre consumatorii mari de alcool dezvoltă pancreatita alcoolică – o boală care distruge ireversibil pancreasul – ceea ce sugerează că doar consumul de alcool nu este suficient pentru a provoca această boală. Cercetătorii speculează că factorii de mediu, cum ar fi fumatul și cantitatea și modelul de consum de alcool și obiceiurile alimentare, precum și diferențele genetice în ceea ce privește modul în care este metabolizat alcoolul, contribuie, de asemenea, la dezvoltarea pancreatitei alcoolice, deși niciunul dintre acești factori nu a fost legat definitiv de această boală (27).
CONCLUZIE
Cercetătorii continuă să investigheze motivele pentru care unii oameni beau mai mult decât alții și de ce unii dezvoltă probleme grave de sănătate din cauza consumului de alcool. Variațiile în modul în care organismul descompune și elimină alcoolul ar putea deține cheia pentru a explica aceste diferențe. Noile informații îi vor ajuta pe cercetători să dezvolte tratamente bazate pe metabolism și le vor oferi profesioniștilor din domeniul tratamentului instrumente mai bune pentru a determina cine este expus riscului de a dezvolta probleme legate de alcool.
.