2011/4
Prof. MUDr. Tomáš Zima, DrSc.
Ústav klinické biochemie a laboratorní diagnostiky 1. LF UK a VFN Praha
Abstrakt
Poškození organismu konzumací alkoholu je dáno množstvím a také dobou, kdy člověk začne konzumovat alkoholické nápoje. Mladiství konzumenti mají mnohem vyšší riziko vzniku závislosti a poškození organismu. Poškození alkoholem je odvozeno od jeho metabolismu a látek při něm vznikajících. Jsou popsány čtyři metabolické cesty etanolu v lidském organismu. Nejčastěji je konzumace alkoholu spojována s poškozením jaterní tkáně, což zahrnuje celou řadu dalších zdravotních rizik. Vliv etanolu na kardiovaskulární systém je velmi diskutabilní a skoro zanedbatelný. Etanol je též rizikový faktor vzniku nádorového bujení, poškození nervového systému, psychiky. Konzumace v průběhu těhotenství může vyvolat fetální alkoholový syndrom. Alkoholické nápoje obsahují řadu látek, které může organismus využívat, např. v pivu – vitamíny skupiny B, ve víně flavonoidy a polyfenoly, avšak je otázkou v jakém množství se tyto látky vstřebávají a vždy je konzumované množství alkoholu určitým způsobem rizikové. Zdroje těchto látek jsou i v mnohem bezpečnějších potravinách.
Konzumace alkoholu provází lidstvo od jeho počátků. Vysoká konzumace je však spojena především s druhou polovinou dvacátého století. Spotřeba etanolu u nás v 50. letech byla pouze 3,1 l/os za rok ve srovnání se současnými přibližně 10 l. Obdobný nárůst byl i v dalších zemích, například v Německu a Holandsku. Česká republika patří ve spotřebě alkoholických nápojů bohužel na přední místa ve světě. Je zajímavé, že existuje určitá preference nápojů v Evropě, kdy jihovýchodní část kontinentu preferuje víno a severní a západní část má větší preferenci k destilátům. Toxické účinky jsou však zejména závislé od množství alkoholu. Je prokázáno, že mladiství konzumenti alkoholických nápojů mají mnohem vyšší riziko vzniku závislosti a poškození organismu než člověk, který začne pít alkohol v dospělosti. Z evropských statistik vyplývá, že u mladé generace každé 4. úmrtí je v souvislosti s konzumací alkoholu a samozřejmě i následky konzumace u dospělé populace mají závažné zdravotní a sociální důsledky.
Přímý účinek etanolu na lidský organismus
Přímý účinek alkoholu se projevuje především změnami biologických membrán, ovlivněním jejich propustnosti, případně i mezibuněčných interakcí s možným vznikem malnutrice působením alkoholu na epitel tenkého střeva. Alkoholový exces a etylismus narušují absorpci živin a vitaminů inhibicí aktivního transportu nebo snížením aktivity enzymů. Etanol zvětšuje slizniční propustnost, mění motilitu střev a poškozuje vstřebávání vody a elektrolytů. Předpokládá se účast zánětlivých mediátorů a působení bakteriálních lipopolysacharidů ve střevě. Bakteriální flóra se odlišuje kvalitativně i kvantitativně od flóry zdravých jedinců s nálezem vyššího počtu koliformních, gram-negativních a anaerobních bakterií.
Metabolismus etanolu
Jsou známy čtyři metabolické cesty etanolu v lidském organismu:
1) alkoholdehydrogenasa (ADH), 2) mikrosomální etanolový oxidační systém (MEOS), 3) katalasa a 4) neoxidativní metabolismus. Tyto enzymové systémy odstraní 90-98% alkoholu z lidského těla a nezměněné zbylé množství se vyloučí z těla dechem, potem a močí. Etanol je z organismu eliminován rychlostí 0,08-0,15 ‰/hod. a tato rychlost při indukci MEOS může být zvýšena k hodnotám 0,2-0,25 ‰/hod.
Hlavní role v metabolismu etanolu patří enzymu alkoholdehydrogenase (ADH), která katalyzuje přeměnu etanolu na acetaldehyd. Ženy mají nižší aktivitu ADH. Tento enzym není inducibilní, tj. není možno navodit zvýšení jeho produkce a aktivity, a jeho rychlost je limitována také jeho nasycením, kdy rychlost přeměny se již nezvyšuje při koncentraci etanolu 1‰ a vyšších. Aktivita ADH je popisována nejen v játrech a žaludku, ale také v řadě dalších orgánů.
Vznikající acetaldehyd je dále metabolizován aldehyddehydrogenasou (AIDH) na konečný produkt – acetát, který se může zapojit do řady metabolických dějů organismu (např. syntéza cholesterolu, mastných kyselin a jejich esterů). ACH se vyskytuje skoro ve všech orgánech, s vysokou aktivitou v játrech a tkáních, které jsou v přímém kontaktu se zevním prostředím – v plicích a gastrointestinálním traktu. ACH je inhibována podáním antabusu, kdy antabusová reakce po požití alkoholu (zarudnutí, bolesti hlavy, dechové obtíže, nevolnost, zvracení, hypotenze) vzniká v důsledku zvýšené koncentrace acetaldehydu. Je popisován i genetický defekt A1 DH, u skupin obyvatel především v Asii, který způsobuje nesnášenlivost alkoholu.
Acetaldehyd je velmi reaktivní sloučenina, váže se na nukleové kyseliny, fosfolipidy, ale především na proteiny včetně albuminu, kolagenu a hemoglobinu, a tak mění jejich strukturu a funkci. Modifikace nukleových kyselin je diskutována jako jeden z možných mechanismů kancerogenního působení alkoholu. Je popisováno poškození organismu na základě imunitní reakce vyvolané proteiny modifikovanými acetaldehydem.
Mikrosomální etanolový oxidační systém (MEOS) metabolizuje nejen alkohol, ale celou řadu dalších látek, včetně vitaminu D. Je tedy indukovatelný alkoholem i řadou dalších látek, které oxiduje, a takto indukovaný systém může aktivovat kancerogeny a hepatotoxiny přeměnou na toxičtější metabolity. Zvýšeným metabolismem pro organismus významných „alkoholů“ např. některých vitaminů (vitamin D, retinol) se může rozvinout jejich deficit. Vedlejším produktem oxidace je tvorba kyslíkových radikálů.
Oxidační stres
Oxidační stres je stav, kdy je narušena rovnováha mezi produkcí volných radikálů nebo reaktivních forem kyslíku či dusíku a antioxidačním systémem organismu. Tento mechanismus je obecný a řada patologických procesů je spojena se zvýšenou tvorbou radikálů jako je kancerogeneze, zánětlivá reakce, ischemické poškození. Volné radikály a reaktivní formy kyslíku/dusíku ovlivňují základní chemické struktury buňky – nukleové kyseliny, proteiny, sacharidy i lipidy. Na počátku 60. let byl poprvé popsán podíl volných radikálů na vzniku alkoholického poškození. Při metabolismu etanolu řadou reakcí vznikají volné radikály. Při nadspotřebě etanolu byla popsána zvýšená tvorba oxidu dusnatého (NO), který má cytotoxický účinek, a jaterní produkce NO zvyšuje apoptózu jaterních buněk. Mění se i metabolismus železa, což může akcelerovat vznik volných radikálů.
Buňky obsahují dvě skupiny antioxidačních systémů, které je mohou chránit před poškozením vyvolaným volnými radikály – antioxidační substráty a antioxidační enzymy. Chronický etylismus vyvolává změny v antioxidačních ochranných systémech člověka, klesá hladina vitaminu E, selenu, zinku a mědi, které jsou součástí antioxidačních enzymů.
Poškození jater
Nejčastěji je konzumace alkoholu spojována s poškozením jaterní tkáně. Chronická konzumace alkoholu vyvolá až 50% případů jaterní cirhózy v západních civilizacích a jedná se o 9. nejčastější příčinu úmrtí v populaci. Je známo, že jaterní cirhóza často přechází do hepatocelulárního karcinomu.
Alkoholické poškození jater zahrnuje celou řadu jednotek – steatosu (ztukovatění), alkoholickou hepatitidu a alkoholickou cirhózu. U 80-100% chronických pijáků alkoholu se vyvine jaterní steatosa, pouze však 10-35% vyvine alkoholickou hepatitidu a 8-20% alkoholickou cirhózu. Riziko vzniku posledních dvou závažných onemocnění stoupá s délkou a množstvím konzumovaného alkoholu. V populaci konzumentů nad 80 g etanolu/den pouze u části z nich se rozvine alkoholické poškození jater, ale poškození jater nalézáme i u konzumentů s mnohem nižšími dávkami.
Etanol a kardiovaskulární systém
Velmi je diskutován vliv etanolu na kardiovaskulární systém. Z epidemiologických dat vyplývá nižší kardiovaskulární riziko u konzumentů alkoholu v dávkách okolo 20 g/den ve srovnání s abstinenty. Mechanismus antiaterogenního účinku alkoholu při jeho „umírněném“ požívaní je nejasný a uvádějí se jako možné mechanismy změna lipidového spektra, antitrombotický účinek etanolu a ovlivnění metabolismu glukózy a insulinu. U mírného pijáctví je zvýšená senzitivita na insulin, u chronických etyliků je tato senzitivita snížená v souvislosti s poškozením jaterních insulinových receptorů. Zvýšení triacylglycerolů po akutním požití etanolu beze změn HDL cholesterolu můžeme dát do souvislosti se vzestupem závažnosti kardiovaskulárních onemocnění u tzv. kvartálních pijáků. Alkoholové excesy jsou spojeny s zvýšeným rizikem koronárních příhod. Konzumace alkoholu je spojena se vznikem hypertenze a u těžkých pijáků stoupá riziku cévních mozkových příhod. Práce z posledních let však kardioprotektivní účinek malé dávky alkoholických nápojů nepotvrzují.
Etanol a nádory
Alkohol je rizikovým faktorem nádorového bujení. Z hlediska metabolismu etanolu je řada mechanismů vedoucích k možnému nádorovému bujení – zvýšený oxidační stres, vznik modifikovaných bazí DNA a další. Je obtížené přesně definovat dávku a podíl vlivu etanolu na vznik nádorů z hlediska relativně časté konzumace a dalších stravovacích návyků populace. V současnosti jsou dostatečné důkazy pro podíl alkoholu na vzniku nádorů horního trávicího traktu, kolorektálního karcinomu a nádorů prsu. Pravděpodobné je i přispění k rakovině jater, zejména vzniku hepatocelulárního karcinomu v alkoholických cirhotických játrech. Konference WHO uvádí jako rizikovou hodnotu 20 g etanolu/ den pro vznik kolorektárního karcinomu.
Alkohol a další poškození organismu
Alkohol vyvolává další onemocnění trávicího traktu, zejména se podílí na vzniku chronického zánětu pankreatu, dále na vzniku osteoporózy, poškození svalů, nervového systému, a narušuje psychiku člověka, kdy při vzniku závislosti může docházet až k rozpadu osobnosti. Konzumace alkoholu v průběhu těhotenství může vyvolat fetální alkoholový syndrom. Pro něj je typická nižší porodní hmotnost, poruchy intelektu v průběhu vývoje a také různé poruchy vývoje orgánů.
Alkohol a nutriční aspekty
Etanol je „určitým zdrojem energie“, který organismus však nemůže účinně využít. Alkoholické nápoje obsahují řadu látek, které může organismus využívat např. v pivu – vitaminy skupiny B, ve víně antioxidanty (flavonoidy a polyfenoly), avšak je otázkou v jakém množství se tyto látky vstřebávají a vždy je konzumované množství alkoholu určitým způsobem rizikové. Zdroje těchto látek jsou i v mnohem bezpečnějších potravinách.
Odpovědná konzumace alkoholických nápojů neexistuje. Pouze malá dávka etanolu cca 20-30g denně u dospělého zdravého člověka snad nevyvolá poškození organismu. Bohužel škody, které konzumace alkoholických nápojů vyvolává, vyčíslila EU na 125 miliard EUR za rok. V souvislosti s vysokou konzumací alkoholu (úrazy, jaterní onemocnění, nádory atd.) zemře v EU průměrně ročně 195 000 osob. Jedná se o 3. příčinu časného úmrtí a onemocnění v EU za kouřením a nemocemi spojenými s vysokým krevním tlakem.
Alkohol jako chemická molekula provází lidstvo mnoho tisíc let. Konzumace etanolu, který je metabolizován ve všech tkáních, ve svém důsledku organismus poškozuje. Nadměrná spotřeba etanolu kromě jaterního poškození poškozuje pankreas, nervový systém, svalstvo, ovlivňuje imunitní systém, může se spolupodílet na vzniku nádorového bujení. Přesné mechanismy poškození organismu alkoholem, avšak i na počátku 21. století neznáme, i když škody, které působí jsou významné jak z hlediska zdravotního tak společenského.
Literatura u autora.