В данной статье рассматривается актуальная проблема влияния этанол на деятельность печени. Исследование основано на анализе теоретических взглядов отечественных и зарубежных исследователей. Ключевым аспектом является изучение влияние этанола на функциональное состояние различных биохимических процессов, происходящих в печени. Необходимо отметить важность изучения данного вопроса для разработки схем коррекции метаболических последствий употребления этанола.
В современном мире проблема потребления алкоголя остается одной из важнейших в обществе. Около 2 миллиардов человек ежедневно потребляют алкоголь. Алкогольные напитки в большинстве случае представляют собой этиловый спирт. Поступление этанола в организм приводит к нарушениям обмена веществ. Биохимические процессы, на которые влияет этанол в нашем организме, интересуют человечество, однако, в отечественной и зарубежной литературе, едва ли можно найти достаточное количество исследовательских данных статей и мнений по данному вопросу.
Цель исследования заключалась в изучении и систематизации актуальных экспериментальных данных по изменению углеводного, липидного и белкового обменов в условиях алкогольной интоксикации.
Материалы и методы: проведен анализ результатов современных экспериментальных отечественных и зарубежных исследований.
Результаты и их обсуждения: Печень – является важной «лабораторией» биохимических реакций. Именно в ней протекают важные углеводные, жировые и белковые процессы. Не удивительно, что печень является основным органом, участвующим в катаболизме алкоголя, в частности этанола. Сразу после того, как алкоголь поступает в наш организм, он подвергается воздействию фермента алкогольдегидрогеназы и превращается в ацетальдегид, при участии кофермента NAD, выполняющего роль акцептора водорода. Ацетальдегид обладает значительно большей, чем этанол токсичностью по отношению к ферментным системам клеток.
Оказывая ингибирующее или стимулирующее влияние на ферменты печени, этанол приводи к сдвигам в нормальном метаболизме, что в свою очередь ведет к различным болезням. По статистике около 20-30 % людей, употребляющих спиртное, обнаруживают при врачебной диагностике цирроз, а еще приблизительно 15 % людей сталкивается с гепатоцеллюлярной карциномой. Поражая клетки печени гепатоциты этанол увеличивает риск возникновения жировой болезни, гепатита и множества других патологий, в патогенез которых входят нарушения работы углеводных, жировых и белковых процессов.
Анализируя работу исследователей из университета Филадельфии, можно отметить, что частое потребление этанола влияет на метаболизм жиров. В первую очередь на β-окисление жирных кислот. Этанол подавляет действие важного регуляторного фермента карнитинацилтрансфераза 1 (КАТ 1), что приводит к невозможности переноса жирных кислот через мембрану митохондрий [1, с. 472]. Важнейший кофактором КАТ 1 является карнитин, дефицит которого можно проследить при воздействии этанола на печень. Возникают тормозящие процесса на уровне окисления жирных кислот, уменьшается количество АМФ-активируемой протеинкиназы, которая участвует в блокировании синтеза жирных кислот и способствует их окислению. Процессы синтеза жирных кислот и окисления строго противоположны. Ингибирование действия ферментов β-окисления приводит к активации и увеличению Ацетил-КоА карбоксилазы и количества Малонил-КоА, что связано с тем, что этот фермент катализирует превращение Ацетил-КоА в Малонил-КоА. Стимулирование ферментов липогенеза в большинстве случаев приводит к жировой дистрофии печени.
Процессы окисления алкоголя в нашем организме приводят к увеличению соотношения NADH: NAD+ в пользу NADH- восстановленной формы. При избытке NADH нарушается работа цикла трикарбоновых кислот. В частности ингибируется действие цитратсинтазы, катализирующей образование цитрата, изоцитратдегидрогеназы, катализирующей превращение изоцитрата в L-кетоглутарат, а также блокируется работа комплекса оксоглутаратдегидрогеназы. В некоторых случаях может блокироваться и работа малатдегидрогеназы, что приводит к невозможности синтеза оксалоацетата из малата. В свою очередь высокие концентрации NADH приводят к увеличению количества синтезируемых организмом кетоновых тел. Можно сделать вывод о том, что этанол оказывает стимулирующее влияние на ГМГ–КоА синтазу.
Другим процессом, протекающим на уровне гепатоцита, является образование в анаэробных условиях лактата из пирувата. Накапливание пирувата и избыток NADH стимулирует запуск лактатдегидрогеназы и синтез лактата из пирувата, чтобы восполнить количество NAD. Реакция превращения пирувата в лактат становится необратимой. Пируват не участвует в других процессов, в особенности его не хватает на глюконеогенез [2]. Потребление больших количеств алкоголя резко тормозит глюконеогенез в печени, вследствие этого понижается содержание глюкозы в крови. Все это приводит к патологическому состоянию гипогликемии. Также из-за действия NADH становится невозможна работа глицеральдегидфосфатдегидрогеназы, катализирующей превращение глицероальдегидфосфата в 1,3-бифосфоглицерат [3].
Исследователями установлено, что при употреблении этанола снижается концентрация транспортера глюкозы GLUT 1 и уменьшается содержание гликогена в печени [4]. Процессы окисления алкоголя сопровождаются активацией гликогенолиза, стимулируя фосфорилазу и ингибируя гликогенсинтазу. Даже при однократном употреблении этанола количество гликогена снижается в разы.
В меньшей степени изучено состояние пентозофосфатного пути во время действия этанола. Имеются данные об ингибировании активности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и 6-фосфоглюконатдегидрогеназы у крыс в печени [5]. Эффектом будет выступать снижение NADFH*H+, что играет важную роль в синтезе холестерола и жирных кислот. Будет сказываться ингибирующее действие на Ацетил–КоА -карбоксилазу.
Изменение метаболизма глюкозы, как одного из важнейших питательных веществ, обеспечивающих энергетическим субстратом организм наиболее важное. Воздействие этанола ключевым образом связано с ингибированием важного фермента гликолиза – глюкокиназы и снижения концентрации глюкозы-6-фосфат, что несомненно приводит к дефициту остальных метаболитов и блокированию всего углеводного процесса [6].
Функционально-метаболическая активность цикла мочевины также блокируется этанолом. Длительное воздействие этанола привод к ингибированию аргининсукцинатлиазы. В итоге мочевина не образуется, а также фумарат из данных процессов не попадает в цикл трикарбоновых кислот.
Вывод. Таким образом, употребление этанола не только сокращает общие возможности функционирования систем органов человека, но и оказывает губительной действие на печень. С точки зрения биохимических процессов, важно отметить, что этанол ингибирует действие большинства ферментов и ферментных комплексов, катализирующих углеводные, белковые и липидные обмены на уровне гепатоцита. В ходе анализа литературных источников было выявлено, что этанол ингибирует действие важных ферментов цикла трикарбоновых кислот, гликолиза, β-окисления жирных кислот, глюконеогенеза и пентозофосфатного пути. В тоже время, активирующим воздействием обладает этанол на синтез лактата из пирувата, гликогенолиз и липогенез.
Библиографическая ссылка
Рубцова А.С., Машошина Л.О. ВЛИЯНИЕ ЭТАНОЛА НА МЕТАБОЛИЗМ ПЕЧЕНИ // Материалы МСНК "Студенческий научный форум 2024". – 2021. – № 9. – С. 28-30;URL: https://publish2020.scienceforum.ru/ru/article/view?id=496 (дата обращения: 19.04.2024).