Основні поняття й ключові терміни: Алкоголь. 

Пригадайте!  Що таке здоров’я?

 Біологія + Хімія

Алкоголь (лат. Spiritus aethylicus, алхімічна назва aqua vitae, наукова назва етанол, спирт винний, метилкарбінол) – органічна речовина з групи одноатомних спиртів. Хімічна формула С2Н5ОН, молярна маса 46,068 г/моль, густина 0,7893 г/см³ (20 °C). Це безбарвна, прозора, летка, легкозаймиста рідина, має характерний запах і пекучий смак. Добре змішується з водою, є гарним розчинником для багатьох органічних речовин (наприклад, жирів, алкалоїдів, хлорофілів, глікозидів, ефірних олій). Яке біологічне значення цієї хімічної сполуки?

ЗМІСТ 

Яка біологічна роль етанолу для організму людини? 

Етанол для організму людини не є повною мірою ксенобіотиком – чужорідною речовиною. Ендогенний етанол утворюється в клітинах під час обміну вуглеводів або в травному каналі завдяки процесам бродіння. Так, за добу в кишечнику людини синтезується близько 1,0 – 1,5 г ендогенного етанолу. Етиловий спирт – це розчинник для багатьох органічних речовин; добре розчиняється у воді й жирах, тому є незамінним чинником метаболізму. Цей спирт бере участь у регуляції проникності клітинних мембран, енергетичному обміні (під час розкладу 1 г сполуки вивільняється близько 29 кДж енергії), у синтезі нейромедіаторів (дофамін, серотонін, норадреналін) та нейромодуляторів (ендорфіни). Вміст внутрішнього етанолу підтримується багатьма механізмами на певному рівні. У нормі у організмі людини міститься близько 0,001 – 0,015 г спирту на 1 л крові.

Екзогенний етанол в організм людини надходить здебільшого з алкогольними напоями, що поділяють на міцні (горілка, коньяк, віскі), середньоміцні (шампанське, вино, медовуха) та слабоалкогольні (пиво, квас, кумис, сидр). Підвищений понад природну норму вміст етанолу порушує природні механізми утворення й регуляції алкоголю в самому організмі та спричиняє різноманітні розлади внутрішньоклітинного обміну. Найважливішими з них є такі: ушкодження мембран, порушення гормональної та імунної систем організму, перебігу окисно-відновних процесів, процесів енергоутворення та синтезу білків і ліпідів, обміну нейромедіаторів, денатурація білків.

Отже, ендогенний етанол є чинником метаболізму людини,  а екзогенний етанол призводить до негативних змін його загального обміну речовин та енергії.

Який шлях етанолу в організмі людини? 

Потрапляючи до організму людини через травну систему, етанол швидко всмоктується. Вже у шлунку поглинається 20 % етанолу, а у тонкому кишечнику – 80 %. Далі крізь стінки травного каналу молекули спирту потрапляють у кров і надходять до печінки. У клітинах цього органа відбувається окиснення етанолу. З печінки в кров може надходити етанол або продукти його повного (вода й вуглекислий газ) чи часткового (ацетальдегід) розкладу.

Переважна частина спирту концентрується в головному мозку, менша частина – в легенях, селезінці, нирках. Високі концентрації етанолу спостерігаються також у секреті передміхурової залози та яєчках, чинячи токсичний вплив на статеві клітини. Молекули етилового спирту мають малі розміри, тому легко проникають крізь плаценту й потрапляють у кров плоду.

Найбільша частина екзогенного алкоголю, що поглинається (а це 90 – 98 %), бере участь в обміні речовин, і лише незначна його частина (2 – 10 %) виділяється із організму в незмінному вигляді із сечею, повітрям, потом, слиною, фекаліями.

Мабуть, всі люди знають, що алкоголь шкідливий, але мало хто розуміє, як відбувається метаболізм алкоголю в організмі й унаслідок чого саме виявляється негативний вплив спирту. Перетворення етанолу – це складна біохімічна сукупність процесів, що відбуваються в декілька етапів під дією різних ферментів (іл. 44).

І етап. Окиснення алкоголю в ацетальдегід (етаналь, оцтовий альдегід). Це хімічно дуже активний та функціонально важливий метаболіт, водночас токсична речовина з вираженим канцерогенним впливом. Ацетальальдегід у десятки разів токсичніший за етанол. Розщеплення надлишку оцтового альдегіду здійснюється трьома шляхами:

1) за допомогою ферментів алкогольдегідрогеназ, що відбувається в мітохондріях клітин печінки (окиснення близько 80 % етанолу); активність усіх ферментів залежить від віку, статі, генетичної схильності, расової належно сті, регулярності вживання алкоголю;

2) за участі алкогольоксидази (цитохром Р450), або мікросомальної етанолокиснювальної системи, локалізованої в незернистій ЕПС (до 15 % етанолу);

3) за участі каталази в пероксисомах (до 5 % етанолу).

ІІ етап. Окиснення ацетальдегіду до ацетату за участі ферментів ацетальдегіддегідрогеназ.

ІІІ етап. Окиснення ацетату до СО2 і H2O. Незначна частина ацетату включається в цикл Кребса або використовується для синтезу жирних кислот, холестеролу та ін.

Отже, перетворення етанолу відбувається переважно в печінці за  схемою: алкоголь → ацетальдегід → ацетат → вода й вуглекислий газ. 

У чому виявляється негативний вплив алкоголю на здоров’я людини?

Медицина вже 300 років визначає алкоголь як отруту, що чинить дію на нервову систему і всі органи організму людини, руйнуючи їх структуру на клітинному й молекулярному рівнях. За ступенем впливу на організм людини належить до четвертого класу небезпечних речовин (разом з амоніаком, нафталіном, скипидаром, ацетоном), що за відповідних умов спричиняють гостре порушення здоров’я або загибель організму.

Токсичний вплив. Етанол належить до групи загальнотоксичних отрут, що виявляє різнобічний вплив на всі органи, особливо на центральну нервову систему (ЦНС), печінку та серцевий м’яз. Етанол та оцтовий альдегід спричиняють алкогольні ураження підшлункової залози, нирок, легень, системи кровотворення, сприяють розвитку ферумодефіцитної анемії.

Наркотичний вплив. Всесвітня організація охорони здоров’я (ВООЗ) ще у 1975 р. спеціальним рішенням затвердила висновок про те, що етанол – це наркотик, що руйнує здоров’я населення. Алкоголь є психоактивною речовиною, що впливає на ЦНС і спричиняє звикання й залежність. Приємні відчуття після вживання алкоголю пояснюються виробленням ендорфінів (нейромодулятори, що впливають на емоційний стан), дофаміну (нейромедіатор, що активує центри задоволення) та гамма-аміномасляної кислоти (основний гальмівний нейромедіатор ЦНС) у мозку. За регулярного вживання природний синтез цих речовин й внутрішнього етанолу пригнічується, через це потреба організму в алкоголі постійно зростає.

Канцерогенний вплив. Міжнародна агенція з вивчення раку (англ. International Agency for Research on Cancer ) віднесла етанол у складі алкогольних напоїв до категорії 1. До цієї групи належать речовини, щодо яких існують достовірні відомості про канцерогенність дії на організм людини. Потужну канцерогенну дію чинить не тільки основний компонент спиртного етанол, а й ацетальдегід – продукт, що утворюється внаслідок його метаболічного розщеплення. Етанол й ацетальдегід збільшують ризик розвитку рака травного каналу, підшлункової залози, печінки. У жінок ацетальдегід чинить канцерогенну дію на органи статевої системи й молочні залози.

Мутагенний вплив характерний не для етанолу, а для ацетальдегіду. Його молекули приєднуються до ДНК, порушуючи таким чином транскрипцію генів. Дослідження виявили, що вплив алкоголю ушкоджує хромосоми у стовбурових клітинах крові.

Тератогенний вплив. Алкоголь вважається тератогеном тому, що може спричиняти вади розвитку плоду, пошкоджувати ембріони і впливати на його генетичний матеріал. У важких випадках сприяє розвитку фетального алкогольного синдрому (англ. Fetal Alcohol Syndrome, FAS), що характеризується аномаліями обличчя, відставанням у розвитку, вадами серця, сечовидільної й статевої систем тощо.

Отже, етанол – це органічна речовина зі шкідливим токсичним, наркотичним, канцерогенним, мутагенним й тератогенним впливом  на здоров’я людини. 

ДІЯЛЬНІСТЬ 

Самостійна робота з таблицею. Алкоголь та міфи про його користь

Застосуйте знання й спростуйте найпоширеніші міфи про користь алкоголю.

Біологія + Література. Алкоголь та залежність 

Американський письменник Джек Лондон (1876 – 1916) писав: «Хмільне завжди простягає нам руки, коли нас спіткала невдача, коли ми втомлені, й вказує надзвичайно легкий вихід з такого становища. Але обіцянки ці фальшиві: обманливе душевне піднесення, фізична сила, яку вона обіцяє, примарні. Під впливом хмільного ми втрачаємо справжні уявлення про цінність речей». Чому алкоголь визначають як психоактивну речовину?

СТАВЛЕННЯ 

Біологія + Англійська мова. Негативний вплив етанолу 

Розгляньте ілюстрацію, зробіть переклад і заповніть таблицю. Обґрунтуйте судження про негативний вплив вживання алкоголю на організм людини.

РЕЗУЛЬТАТ