Влияние алкоголя на клетки головного мозга

Ситуация определенно чрезвычайно сложная, и вам, вероятно, следует забыть о точном уравнении для ее определения.

Говоря о воздействии вещества на организм, необходимо учитывать несколько факторов. Их обычно объединяют под термином « фармакодинамика» .

Вот некоторые из факторов, которые необходимо учитывать:

• Доза вещества
• Путь введения
• Метаболизм вещества
• Целевой орган

Проблема в том, что не весь этанол, который вы выпьете, попадет в мозг , и он не обязательно попадет туда сразу или все одновременно. Все это изменит воздействие на мозг. Кроме того, есть несколько смешанных факторов, некоторые из которых я попытался перечислить.

Я обобщил здесь некоторые сведения о метаболизме этанола, взятые в основном из «Принципов судебной токсикологии — глава 10» Барри Левина и Йеля Х. Каплана.

Этанол обычно принимается через питье, а это означает, что он должен пройти через желудочно-кишечный тракт (т.е. желудок и кишечник), прежде чем попасть в кровоток. Этот путь обеспечивает практически 100% абсорбцию этанола в организме, при этом основным местом абсорбции является тонкий кишечник, где поглощается ~ 75% дозы этанола. Остальное всасывается в желудке и других отделах кишечника.

Всасывание в желудочно-кишечном тракте зависит от типа напитка: например, газированные алкогольные напитки всасываются быстрее, чем «простые». Содержание алкоголя также важно: очень разбавленный напиток всасывается медленнее, чем напиток с 10-30% этанола, так как последний будет создавать больший градиент концентрации между желудочно-кишечным трактом и кровообращением, поэтому он будет диффундировать быстрее. Однако более 30% этанола усилит образование слизи, что замедлит всасывание. Кроме того, абсорбция зависит от состояния желудочно-кишечного тракта: ранее существовавшие состояния (например, воспаление) могут изменить скорость, с которой алкоголь попадает в кровоток.

Но до мозга нам еще далеко! После всасывания этанол попадает в полую вену и проходит через печень, где он может метаболизироваться (разрушаться) ферментом, называемым алкогольдегидрогеназой (АДГ), который превращает этанол в ацетальдегидрогеназу, эффективно снижая концентрацию этанола в крови. Это хорошо известное явление для многих лекарств, и оно называется эффектом первого прохождения . Важно отметить, что человеческий желудок также экспрессирует АДГ, поэтому этот эффект первого прохождения может начаться еще до того, как достигнет печени! Эффекты АДГ в желудке, очевидно, зависят от того, как долго этанол остается там. Таким образом, на пустой желудок он будет ниже, чем после обильного приема пищи.

Пища, по сути, также является известным фактором, снижающим количество этанола в крови.

Например, на этих графиках показано содержание этанола в крови у четырех здоровых людей после 10-часового голодания (закрашенные кружки) или после завтрака (пустые кружки) после приема той же дозы этанола 0,80 г/кг массы тела через 30 минут.

Из: Индуцированное пищей снижение профиля этанола в крови и увеличение скорости элиминации сразу после еды — Jones AW and Jönsson KA — J Forensic Sci. , 1994 .

Как видите, прием пищи сильно снижает содержание этанола в крови. Также обратите внимание на то, что между разными предметами существует довольно много различий (если вы откроете статью, вы также увидите графики по другим 6 предметам).

Кроме того, вы можете посмотреть, например, эту статью (только что получил случайное исследование, кажется, их полно): Метаболизм этанола при первом прохождении. - Либер С.С. и др. - Алкоголь Алкоголь Доп. , 1994 г.

Выйдя из печени, этанол поступает в правую часть очага, а оттуда в легкие. Это не представляет особой проблемы для большинства лекарств, но этанол летуч! Таким образом, часть этанола высвобождается при дыхании (фактически «классический» способ сказать, выпил ли кто-то алкоголь, — это понюхать его дыхание). Однако это объясняет лишь незначительное снижение уровня этанола в крови.

Наконец, этанол может начать циркулировать по телу. Будучи водорастворимой молекулой, он будет иметь тенденцию диффундировать в водосодержащие части нашего тела (т.е. вы не найдете много этанола в жире), включая мозг.

Тем временем, однако, начался процесс элиминации: этанол может выделяться с мочой, потом и дыханием, хотя основным путем элиминации является эмболический метаболизм с помощью АДГ, на долю которого приходится> 90% элиминации этанола.

Для выражения всего этого существует изящная формула, называемая уравнением Видмарка:

$A=\frac{Wr(C_t+\beta*t)}{0.8z}$

куда

$A$= количество выпитых напитков
$W$= масса тела (важно из-за содержания воды в организме)
$r$= Константа видмарка (зависит от пола, возраста и т. д.)
$C_t$= концентрация этанола в крови в момент времени t
$\beta$= скорость элиминации алкоголя
$t$= время с момента первой порции
$z$= объем алкоголя на порцию

Вы можете найти примеры этой формулы в этом PDF-файле об уравнениях Видмарка .

А теперь к мозгу: этанол действительно оказывает различное воздействие на нейроны. Краткосрочный эффект в основном включает подавление активности нейронов, поскольку этанол способен модулировать передачу сигналов ГАМК в головном мозге. Долгосрочный эффект варьируется от снижения нейрогенеза (т. е. рождения новых нейронов) до уменьшения объема определенных областей мозга, возможно, из-за потери нейронов, до воспаления в головном мозге.

Опять же, ситуация очень сложная и зависит от частоты употребления алкоголя, количества каждой порции и многих других факторов. Одна доза этанола, вероятно, окажет нерелевантное воздействие на ваши нейроны... поскольку количество, необходимое (за один раз) для серьезной нейротоксичности, вероятно, отправит вас в этильную кому. Точные механизмы этих эффектов известны лишь частично и, скорее всего, возникают в результате взаимодействия множества различных эффектов.

В этой статье объясняются некоторые механизмы потери нейронов в мозжечке.

Механизмы этанол-индуцированной дегенерации в развивающемся, зрелом и стареющем мозжечке. - Яатинен и Ринтала - Мозжечок , 2008 г.

Эти механизмы включают: (i) эксайтотоксичность; (ii) диетические факторы, особенно истощение запасов тиамина; (iii) глиальные аномалии; (iv) изменения факторов роста; (v) механизмы апоптоза; (vi) окислительный стресс; и (vii) нарушение производства энергии.

Я не буду вдаваться в подробности всего этого, но к настоящему времени должно быть ясно, что все вещи, которые я упомянул до сих пор (и многие другие факторы, о которых я не говорил), чрезвычайно затрудняют точную количественную оценку числа клеток, убитых этанолом . Конечно, зависимость не является линейной, на самом деле, например, о положительных эффектах малых доз алкоголя сообщалось много раз.

Еще несколько ссылок на влияние алкоголя на мозг:

Снижение нейрогенеза

Длительное снижение нейрогенеза гиппокампа при употреблении алкоголя у приматов подросткового возраста. - Таффе и др. - ПНАС , 2010 г.

Воздействие алкоголя в подростковом возрасте изменяет пролиферацию клеток-предшественников гиппокампа у крыс: влияние на кинетику клеточного цикла. - Макклейн и др. - J Комп Нейрол. , 2011 г.

Уменьшение объема мозга

Снижение объема системы вознаграждения мозга при алкоголизме. - Макрис и др. - Биол Психиатрия , 2008 г.

Объем миндалевидного тела, связанный с рецидивом злоупотребления алкоголем и тягой к алкоголю. - Врас и др. - Am J Психиатрия. , 2008 г.

Гипергомоцистеинемия как новый фактор риска усадки головного мозга у больных алкоголизмом. - Блейх и др. - Нейроски Летт. , 2003 г.