Способность алкоголя вызывать токсические изменения практически во всех органах и системах обусловлена его химическими свойствами и особенностями биотрансформации.
Выделяют две четко выраженные фазы в токсикокинетике этанола: резорбции (всасывания) и элиминации (выделения).
В фазе резорбции скорость насыщения этанолом органов и тканей происходит значительно быстрее, чем его биотрансформация и выделение, вследствие чего наблюдается быстрое повышение его концентрации в крови.
Алкоголь быстро всасывается в кровь из желудочно-кишечного тракта (до 80 % в тонкой кишке, остальное количество – в желудке). Препятствуют всасыванию алкоголя мясо, продукты, содержащие крахмал и жиры, а увеличивают скорость всасывания углекислота (газированные напитки), температура пищи, повторный прием алкоголя и прием его натощак. У людей, страдающих гастритом, язвенной болезнью желудка или двенадцатиперстной кишки, всасывание также происходит быстрее.
Органы с интенсивным кровоснабжением (мозг, печень, почки) насыщаются этанолом в течение нескольких минут с установлением динамического равновесия уровня этанола в крови и тканях. После перорального приема максимальная концентрация этанола в крови достигается через 1–2 часа (пики концентрации могут наблюдаться приблизительно через 30–90 минут после приема, если желудок был ранее пустым). Фаза элиминации наступает после всасывания более 90 % алкоголя.
Биотрансформация этанола осуществляется преимущественно в печени с образованием продуктов, которые выделяются, в основном, почками.
Около 90 % алкоголя метаболизируется в печени с участием фермента алкогольдегидрогеназы (АДГ), который преобразует этанол сначала в токсичный ацетальдегид, который с помощью фермента альдегиддегидрогеназы (АЛДГ) превращается в уксусную кислоту, а затем в нетоксичные углекислый газ и воду со скоростью 5–10 мл/час (абсолютного спирта). Каждый грамм этанола при окислении выделяет энергию от 7 ккал. Остальные 10 % этанола выводятся в неизмененном виде через легкие и почки (с выдыхаемым воздухом и с мочой), а также с калом, слюной и потом через кожу в течение 7–12 ч, причем в моче он определяется значительно дольше, чем в крови. Выделение этанола не зависит от значения pH, в то время как его кислые метаболиты лучше выводятся мочой, имеющей щелочную реакцию.
Скорость метаболизма этанола в организме человека составляет в среднем 90–120 мг/кг массы тела в час, однако этот показатель может значительно колебаться в зависимости от индивидуальных особенностей.
Интересен факт, что существует 7 изоферментов АДГ, при этом установлены три основных гена, кодирующих этот фермент: АДГ1, АДГ2, АДГ3. Они имеют разные полиморфные варианты. Так, АДГ1 имеет 1 вариант, АДГ2 – 3 варианта, АДГ3 – 2 варианта. Известно, что вариант АДГ2*1 с различной частотой обнаруживается во всех популяциях, в то время как АДГ2*2 выявлен в большем проценте случаев у азиатов и в меньшей – у европейцев. Вариант АДГ2*3 встречается в 15–20 % случаев только у афроамериканцев. Носители АДГ2*2 нередко употребляют меньше алкоголя, кроме того, у них повышен риск возникновения побочных эффектов, обусловленных его приемом.
АЛДГ бывает двух видов: цитозольная АЛДГ1 и митохондриальная АЛДГ2. Экспрессия этих ферментов наблюдается не только в печени, но и в почках, мышцах, сердце, поджелудочной железе. Около 40 % активности печеночной АЛДГ приходится на АЛДГ2.
Существует мутантная изоформа АЛДГ, обозначающаяся АЛДГ2*2 (нормальный вариант – АЛДГ2*1) и обладающая низкой ферментативной активностью, что клинически может проявляться флеш-синдромом (от англ. Alcohol flush reaction) – покраснением кожи лица, тахикардией и иногда коллапсом. Такой генетический полиморфизм, вероятнее всего, приводит к значительным различиям в метаболизме этанола как среди отдельных лиц, так и среди различных рас.
NB! Риск токсического действия алкоголя повышен у людей с высокой активностью АДГ и низкой активностью АЛДГ, так как при этом увеличивается скорость образования и снижается скорость распада токсичного ацетальдегида.
Комментарий: именно на блокаде АЛДГ основано действие дисульфирама – препарата выбора при проведении «сенсибилизирующей» терапии на этапе формирования ремиссии при лечении больных с СЗА. Употребление этанола при этом становится физически невозможным из-за возникновения крайне неприятных, угрожающих здоровью состояний, связанных с накоплением ацетальдегида. Через 5–10 минут после употребления алкоголя у больных, принимающих дисульфирам, появляется чувство жара, затем гиперемия лица и тела, вызванные расширением сосудов. Все это сопровождается пульсирующей головной болью, потливостью, сухостью во рту, тошнотой, рвотой, головокружением и слабостью. В более тяжелых случаях возможны боли в груди, одышка, выраженная гипотензия и спутанность сознания.