温故而知新专栏酒精的危害(上)——酒精的生理代谢及引发的损伤
作者言
《柳叶刀》提示:全球的饮酒率呈现出逐年上升的现象。酒精对人体的危害涉及胃肠道、肝脏、心脏、神经、免疫等各个器官系统,也被世界卫生组织定义为一类致癌物质。饮酒又是很多国人日常生活的一部分,知己知彼百战不殆,今天编辑整理了有关酒精的生理代谢,对机体的危害,以及功能医学指导下的减少酒精损伤,及加速酒精损伤后修复的干预措施,分上、下两期与大家分享,供大家参考。
今天分享酒精的危害(上)——酒精的生理代谢及引发的损伤。
《柳叶刀》杂志重磅文章公布了195个国家1990-2016年的饮酒数据,以及因饮酒产生的医疗卫生负担等问题。文章显示:饮酒是全球疾病负担的主要风险因素,酒精暴露数据对于评估全球非传染性疾病发病至关重要。学者们对189个国家1990-2017年的主要酒精接触指标进行了估计,并对2030年的结果进行预测。1990年至2017年,全球成人人均酒精消费量从5.9升增加到6.5升,预计到2030年将达到7.6升。在全球范围内,终生戒酒率从1990年的46%,下降到2017年的43%,但目前饮酒的流行率从1990年的45%上升到2017年的47%。预计到2030年,戒酒率将降至40%,当前饮酒者的比例增至50%。2017年,20%成年人定义为酗酒(1990年估计为18.5%),预计2030年这一比率将增加至23%。研究认为,全球的饮酒率呈现出逐年上升的现象,减少酒精摄入刻不容缓。
其中,中国在因饮酒导致的男女死亡数量上均位居第一位(见图1 )。
图1 饮酒导致的不同性别死亡数
酒精作为毒素,摄入后对身体有直接和/或间接的影响,因此减少酒精的暴露和优化营养摄入,对于机体减少酒精毒性损伤有帮助。酒精(乙醇)有直接毒性,导致症状迅速而短暂地出现,且毒性是剂量依赖性的,少量酒精摄入可能对身体是有益的。在当今社会,酒精过量是一个严重的临床问题,终生酒精滥用的发生率越来越高。在北美,酒精滥用12个月的发生率为4.7%。此外,酒精依赖一生患病率为12.5%。
酒精吸收
人体在酒桌上喝下第一口酒开始,酒精在口腔里就开始少量吸收了,酒精的化学名称是乙醇,具有脂溶性和水溶性,能非常迅速的通过细胞膜,因此吸收速度极快。在口腔中仅被黏膜吸收了非常少的量,进入到胃部会有10%-20%的乙醇被吸收,随后继续流入肠道(见图2)。
减少酒精吸收的措施:饮酒前喝杯牛奶、酸奶、豆浆等蛋白质饮料,大量蛋白质会与乙醇进行络合,从而阻滞胃部对于乙醇的吸收。不要空腹喝酒,喝酒前吃点东西,或者喝酒时吃大量富含纤维素的蔬菜,都可以延缓乙醇被胃部吸收的速度,同时也避免了乙醇对胃部刺激。
酒精代谢
酒精经血液进入肝脏,开始代谢。酒精对于肝脏而言是一种伤害和负担。肝脏代谢酒精有多种途径(见图2 )
图2 酒精的吸收与代谢
乙醇在肝脏中会被首先代谢为乙醛,随后乙醇再代谢为乙酸,乙酸再最后转化为脂肪酸、丙酮酸盐等。
▲代谢酒精的关键酶:
细胞色素P450酶2E1(CYP2E1):微粒体乙醇氧化系统:乙醇既是CYP2E1 的底物,也是其诱导剂,当人体摄入大量乙醇时,高乙醇浓度能诱导CYP2E1 活性显著增强至数倍。此时乙醇将主要经CYP2E1代谢,并会伴随产生大量的氧自由基,可消耗众多的还原性保护物质如谷胱甘肽(GSH), 引起组织内的脂质过氧化反应, 最终导致肝损伤,临床常见酒精性脂肪肝。功能医学干预靶点:谷胱甘肽静点或者口服NAC等均可以提高体内谷胱甘肽水平,加速酒精代谢,修复肝脏。
乙醇脱氢酶(ADH):ADH是乙醇在体内的代谢的主要途径之一,该酶的数量和酶活性是与生俱来的,由ADH基因决定的,并不会通过多喝酒来改变它。ADH发挥作用需要的底物之一是果糖,因为水果和蜂蜜中主要成分就是果糖,因此如果喝酒前或喝酒中多吃一点水果或者喝点蜂蜜可以加强ADH酶活性。乙醇脱氢酶(ADH)把乙醇转化为乙醛,让乙醇少了,代谢成乙醛后还需要进一步代谢,以减少乙醛对身体的危害。
乙醛脱氢酶(ALDH):乙醇和乙醛在人体内都是有害,都会引起人体产生不同的醉酒反应。乙醛会在乙醛脱氢酶(ALDH)的作用下转化为无毒的乙酸,进入最终的代谢(见图3 )。乙酸虽然是无毒的,但是它最后会代谢为脂肪酸、胆固醇等,在体内储存,转化为脂肪,导致肥胖,也就是所谓的啤酒肚的原因。
图3 酒精代谢成乙酸的过程
谷胱甘肽结合:谷胱甘肽,尤其是肝细胞内的谷胱甘肽,能参与生物转化作用,从而把机体内有害的毒物,包括酒精,转化为无害的物质,排泄出体外。谷胱甘肽还能帮助保持正常的免疫系统的功能。主要生理功能包括:①解毒作用:与毒物或药物结合,消除其毒性作用;②参与氧化还原反应:作为重要的还原剂,参与体内多种氧化还原反应;③保护巯基酶的活性:使巯基酶的活性基团—SH维持还原状态;④维持红细胞膜结构的稳定,消除氧化剂对红细胞膜结构的破坏作用。体内的谷胱甘肽有两种形式:一种是还原型谷胱甘肽(GSH),一种是氧化型谷胱甘肽(GSSG),两者在酶促反应下会相互转化,并清除体内的自由基。还原型谷胱甘肽会在谷胱甘肽S-转移酶作用下与乙醇或乙醛结合,形成复合物,最后排出体外——这也是解酒的一种途径。
▲影响酒精代谢因素:
酒精代谢率通常保持在每小时16%
影响酒精消除率的因素有:性别、体成分和瘦体质量、肝体积、食物和食物成分、种族,以及酒精代谢酶的遗传多态性。
酒精毒性
过量饮酒对健康的危害是巨大的。酒精最具毒性的作用不仅是因为酒精本身,而是因为它的第一个代谢产物:乙醛。乙醛导致了许多与酒精摄入相关的不适症状,包括恶心、出汗、呕吐、潮红和心率加快。乙醛通过干扰DNA的复制,和抑制受损DNA修复的能力而促进癌症的发生。酒精的使用增加了患多种癌症的风险,包括结肠癌、肝癌、乳腺癌、咽喉癌、口腔癌和上呼吸道癌。长期酗酒可能产生的一些主要后果和对健康的不利影响。
▲死亡率增加
寿命比预期减少10-12年;
男性死亡率增加一倍/年,女性增加三倍/年;
25-44岁男性四大死亡原因中的主要因素:意外、他杀、自杀、肝硬化,而酗酒自杀率上升六倍。
▲健康影响
成瘾性和戒断症候
心绞痛
心律失常
癌症:口、咽、喉、食管等部位癌症增加
小脑退化
脑萎缩
凝血作用;血栓风险增加
食管炎、胃炎、溃疡
高血压
低血糖
肝脂肪变性和肝硬化
心肌退化:酒精性心肌病
肌病:少肌症
营养不良
骨质疏松症
胰腺炎
蛋白质合成减少
精神科的失调症
酒渣鼻
睾酮减少
甘油三酯升高
对胎儿的影响
胎儿酒精症候群
生长延迟
心智发育
流产或畸形
▲与药物的协同作用,引发不利后果
双硫仑反应 用药期间饮酒(或接触酒精),表现为胸闷、气短、喉头水肿、口唇发绀、呼吸困难、心率增快、血压下降、四肢乏力、面部潮红、多汗、失眠、头痛、恶心、呕吐、眼花、嗜睡、幻觉、恍惚,甚至发生过敏性休克,血压下降至60~70/30~40mmHg,并伴有意识丧失。容易误诊为急性冠脉综合征、心力衰竭等。另外双硫仑样反应严重程度与应用药物的剂量、饮酒量呈正比。饮用白酒较饮啤酒、含酒精饮料等的反应重,用药期间饮酒较停药后饮酒反应重。该不良反应可在药物饮酒后5分钟内出现症状,一般多在30分钟,少数在1小时内,很多在1小时后出现。
双硫仑是一种治疗慢性乙醇中毒和乙醇中毒性精神病的药物,作为一种戒酒药物已在很多国家使用。该药物遇到酒精后会出现恶心、呕吐等严重反应,从而使酗酒者恐惧饮酒,达到戒酒的作用。临床上使用的某些抗生素,其化学结构或作用机理与双硫仑相似,可产生双硫仑反应。引起毒性反应的根本原理是药物影响了肝脏内乙醛脱氢酶(ALDH)的活性,从而导致酒精的正常代谢受阻,从而引起乙醛的中毒反应。从理论上来说,只要是药物抑制了ALDH的活性,而我们又摄入了含酒精的物质,就可能会引起乙醛中毒反应。
由于个体差异,药物进入我们身体后的变化也千差万别,如阿莫西林不属于头孢,也不含有引起双硫仑反应的基团,但同样临床上也有服用阿莫西林后饮酒,引起双硫仑反应的病例出现。因此,很多时候,不管药物是否含有相关的化学基团,只要是药物进入人体后,引起了乙醛脱氢酶的活性抑制,这个时候再摄入酒精,就有可能引起毒性反应。因此,建议即使服用的是理论上不会引起双硫仑反应的头孢类药物,服药后也尽量不要喝酒。
易发生双硫仑反应的药物见表1 :
表1 与乙醇易发生双硫仑反应的药物
▲含有乙醇的药物包括:
肾上腺皮质激素:氢化可的松注射液、醋酸氢化可的松注射液(醇型)、泼尼松龙注射液(醇型)
抗菌药物:阿奇霉素注射液、阿奇霉素氯化钠注射液、注射用阿奇霉素枸橼酸二氢钠、氯霉素注射液
神经系统用药:地西泮注射液、尼麦角林注射液、盐酸吡硫醇注射液
心血管系统用药:硝酸甘油注射液、尼莫地平注射液、去乙酰毛花苷注射液、洋地黄毒苷注射液、银杏叶提取物注射液、血塞通注射液
呼吸系统用药:盐酸溴己新注射液、盐酸溴己新葡萄糖注射液、细辛脑注射液、穿琥宁注射液
抗肿瘤药:依托泊苷注射液、紫杉醇注射液、多西他赛注射液
口服液:丹红化瘀口服液、左卡尼汀口服液、环孢素A口服液
糖浆剂:感冒止咳糖浆、养阴清肺糖浆、人参蜂王浆
酊剂:藿香正气水、十滴水、正骨水、古铜灵酊、姜酊、祛伤消肿酊、烧伤灵酊、复方樟脑酊、碘酊、远志酊、颠茄酊、樟脑水合氯醛酊
擦剂:酮洛芬搽剂、醋酸倍他米松搽剂、克伤痛搽剂、骨友灵搽剂、麝香祛痛搽剂
流浸膏剂:大黄流浸膏、当归流浸膏、甘草流浸膏、益母草流浸膏、颠茄流浸膏、志远流浸膏、浙贝流浸膏
其他:地高辛酏剂、硝酸甘油气雾剂、硝酸异山梨酯喷雾剂、复方醋酸氯已定喷剂、麝香祛痛气雾剂;盐酸萘替芬溶液、复方水杨酸溶液、硼砂甘油钾溶液、甘油醇溶液、甲醛溶液
▲含有酒精的食物:啤酒鸭、酒心巧克力、豆腐乳、醉蟹、醉虾、酒酿圆子、含酒精的泡菜、巧克力派等。
酒精损伤的生物标志物
r-谷氨酰转移酶(GGT):
▲体内r-谷氨酰转移酶(GGT)升高,往往长期饮酒引发肝脏对酒精的生物转化功能不良引起的。酒精的不同毒性作用不仅是由于分解产物水平的变化,也是由于谷胱甘肽(GSH)的耗竭——导致r-谷氨酰转移酶上调。
▲GGT提供更多的GSH(II相结合)以及中和氧化应激。GGT代谢细胞外GSH,允许前体半胱氨酸被重新利用。GGT与糖尿病、冠心病、高血压、中风、血脂异常、慢性肾病、癌症等多种慢性疾病密切相关,也作为酒精过度消费的衡量标准之一。
▲GGT升高应注意:
在接触其他化学物质,特别是持久性有机污染物和几种处方药后,GGT也会升高。
GGT对酒精消费的敏感性:一些慢性嗜酒者(每天9杯以上)的GGT在正常范围内。个体在应对毒性和氧化应激时产生谷胱甘肽的能力有很大的差异。人群中,GGT将与饮酒量增加成正比,每天40g乙醇可使GGT升高15%,而青年男性60g/天,连续5周可使GGT几乎翻倍,从27升至52升。但是,个体差异很大。一般情况下,禁酒1个月后,GGT恢复正常。日本40-59岁男性饮酒与血清测试之间的剂量-反应关系(见图4)。
图4 GGTP 随乙醇用量的增加而增加
对酒精与环境毒素暴露研究的回顾显示,GGT水平高于30U/L显然表明化学物质接触过多。
未完待续
本期我们分享了酒精的危害(上)——酒精的生理代谢及引发的损伤,下一期我们继续分享功能医学指导下加速酒精的生物转化,减少肝脏损伤。
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