Этанол (Ethanol, alcohol) в моче — тест, использующийся для подтверждения употребления алкоголя и для оценки его количества.
Синтез этилового спирта (брожение, гидролиз)
Этиловый спирт (этанол, винный спирт) является составной частью всех алкогольных напитков. Образование этанола происходит при сбраживании углеводов дрожжами и некоторыми плесневыми грибками (спиртовое брожение сахаров) при участии специальных ферментов. При производстве вин используются сок, полученный из винных сортов винограда. Для получения чистого спирта в промышленных масштабах применяется реакция гидролиза углеводов древесины некоторых деревьев (гидролизный спирт). Используется также ферментативный способ получения спирта из углеводов, содержащихся в зерновых культурах (пшеница, рожь), из картофеля, яблок и кукурузы. После брожения сахаров, полученных из этих культур и после образования этанола в браге, приступают к процессу ректификации. После этого содержание спирта достигает практически 96%. Абсолютный спирт (не содержащий воды) можно получить путем добавления к 96% спирту медного купороса или при его перегонке. При ферментативном брожении с участием дрожжей, концентрация спирта обычно не превышает 14%, поскольку при увеличении концентрации этанола дрожжи теряет свою жизнеспособность. Реакции синтеза этанола сходны с реакциями окисления глюкозы в клетках человека. На конечных этапах реакций при дрожжевом брожении из пирувата образуется ацетальдегид, который под действием алкогольдегидрогеназы превращается в этанол. В процессе реакций образования спирта из одной молекулы глюкозы образуется две молекулы этанола.
Использование этанола в медицинской практике
Этанол обладает различными свойствами, которые позволяют широко использовать его в медицинской практике: антисептические и подсушивающие свойства; растворитель для многих лекарственных форм (настойки, экстракты); антидот при отравлении этиленгликолем и метанолом; «пеногаситель» при отеке легких.
Биологическое влияние этилового спирта на организм человека
Наибольшую «славу» этанол получил в связи с его опьяняющим эффектом. Его фармакологическое действие при достижении определенных концентраций проявляется в угнетении центральной нервной системы (ЦНС). Первоначальная алкогольная эйфория сменяется угнетением ЦНС. В небольших концентрациях он проявляет психостимулирующее влияние. Благодаря своим химическим свойствам этанол легко проходит через клеточные мембраны. Скорость всасывания в кишечнике зависит от вида пищи и содержания в ней белков и жиров, а также от концентрации этанола. Считается, что максимальная скорость всасывания характерна для алкогольных напитков, содержащих 20% этанола.
Регуляция метаболизма этилового спирта на генетическом уровне
В организме человека существует несколько ферментативных путей распада этанола — при участии алкогольдегидрогеназы (ADH) и альдегиддегидрогеназы (ALDH), содержащихся в больших количествах в печени. По этому пути расщепляется основное количество этанола (около 90%). Часть этанола обезвреживается при участии микросомальных ферментов окисления цитохрома Р450 (расщепляет около 10% этанола) и при участии каталазы (расщепляет только около 2% этанола). В целом такая система организма, по некоторым оценкам, расщепляет 10 мл спирта за 1 час.
Основное количество этанола метаболизирует в печени (от 75% до 98%). Сначала при участии алкогольдегидрогеназы этанол превращается в ацетальдегид, далее под действием альдегиддегидрогеназы ацетальдегид превращается в относительно не токсичные продукты — уксусную кислоту (ацетат). Ацетальдегид, образовавшийся при метаболизме этанола, представляет собой токсическое вещество, которое накапливаясь, может приводить к нарушению работы многих органов.
Активность алкогольдегидрогеназы и альдегиддегидрогеназы зависит от генов (полиморфизма генов), в которых закодирована аминокислотная последовательность этих ферментов. Наличие генов, с которых синтезируются молекулы ферментов с различной активностью, отчетливо различаются у различных групп населения и зависит от расовой принадлежности. Замена только одной аминокислоты на другую в этих ферментах, приводит к изменению активности ферментов и появлению как активных, так и неактивных изоформ. В результате наличия у некоторых людей генов кодирующих активную изоформу алкогольдегидрогеназы и неактивную изоформу альдегиддегидрогеназы происходит избыточное накопление ацетальдегида с появление негативных клинических признаков (тошнота, головная боль, тахикардия, слабость, головокружение и др.). Сниженная активность альдегиддегидрогеназы создает условия для непереносимости этилового спирта. В дальнейшем, такие люди начинают употреблять меньшее количество алкоголя (см. «Генетические исследования. Альдегиддегидрогеназа 2 (ALDH2). Выявление маркера G1510A (Glu504Lys»). Частота встречаемости такого аллеля гена достигает 20% у лиц азиатского происхождения. Обратный вариант, когда этанол медленно метаболизирует на первых этапах реакции катализируемой алкогольдегидрогеназой, а образовавшийся ацетальдегид быстро расщепляется, приводит к повышенному риску алкогольной зависимости. Такой вариант наличия генов больше характерен для популяции европейцев.
При превышении определенной дозы алкоголя в клетке в любом варианте будет образовываться повышенное количество ацетальдегида. Это объясняется различным содержанием алкогольдегидрогеназы и альдегиддегидрогеназы в митохондриях и цитозоле клетки. Превышение дозы спирта более 2 гр. на килограмм массы тела существенно увеличивает скорость работы алкогольдегидрогеназы в цитозоле клетки, что приводит к накоплению ацетальдегида. Токсический механизм действия ацетальдегида объясняется его влиянием на многие биохимические процессы — реакции ацетилирования, нарушение синтеза белков в печени (например, альбумина) и, как следствие нарушение функции многих клеток.
Выявление в моче этилового спирта — быстрый, полуколичественный и неинвазивный способ оценки уровня этанола в организме человека. Содержание в моче алкоголя до 0,1 промилле свидетельствует об отсутствии алкогольного опьянения; от 1 промилле до 2,5 промилле признак употребления алкоголя в больших дозах; содержание около 4 и более, свидетельствует о выраженной интоксикации и скорее всего пребыванием в коме.
Основные показания для назначения
Подтверждение факта употребления алкоголя и приблизительный расчет употребленной дозы алкоголя.
