Исследование влияния энергии этанола на степень алкогольного отравления организма человека

слабые, крепостью 1,5 12,0 % алкоголя: пиво, не крепленные виноградные, плодово-ягодные, шампанские вина;

средней крепости, 12-20 % алкоголя: крепленные (спиртом) виноградные и плодово-ягодные вина;

крепкие, 20-40 % алкоголя: водка, коньяки, наливки, ликеры, ром;

очень крепкие, более 40 % алкоголя: водка, коньяк и др.

Для приготовления  водки используется этиловый спирт  и вода в соотношении 1,0 : 2,5. Для вкуса добавляются разные настои. Водка питательными свойствами почти не обладает, энергетическую ценность представляет спирт и добавки. В настоящее время в России выпускается около 250 наименований водки.

Этиловый  спирт – наркотическое вещество, вызывает характерное алкогольное возбуждение, а затем паралич центральной нервной системы. Как фармакологический агент при длительном воздействии большой дозы может вызвать тяжелые органические заболевания печени, мозга, центральной нервной, сердечно-сосудистой, пищеварительной, выделительной систем и т.д. По некоторым особенностям центрального действия этанол близок к наркотическим анальгетикам и снотворным.

Алкоголь  поражает, в первую очередь, нейроны  больших полушарий, гипокампа, зубчатой извилины и мозжечка. Потребление алкоголя приводит к нарушению синтеза нейробелков, вызывает изменения в обмене нейромедиаторов и нейрогормонов. Наблюдаемые изменения в деятельности различных систем мозга происходит не синхронно, а с различной скоростью и в различных масштбах, и кроме, того, подвержены колебаниям, обусловленным индивидуальными особенностями и ситуационным влиянием.

Влияние алкоголя на деятельность центральной нервной  системы человека складывается из двух фаз: фазы возбуждения и фазы торможения. Согласно этим представлениям физиологическое  действие, которое производит алкоголь, зависит от его дозы и скорости изменения концентрации алкоголя в тканях. Возбуждающий эффект начинает проявляться при незначительной дозировке алкоголя. Он достигает пика, с учетом индивидуальных колебаний, при приближении концентрации алкоголя в крови к 0,5 ‰. Торможение обычно наблюдается с уровня 1 ‰.

Изменения со стороны сердечно-сосудистой системы  проявляются учащением частоты сердечных сокращений, снижением периферического сопротивления сосудов и диастолического артериального давления. Систолическое и пульсовое давление сначала несколько увеличиваются, а затем опускаются ниже нормы. Изменение показателей держатся до двух суток и более.

Алкоголь  существенно влияет на возбудимость и лабильность зрительных и слуховых анализаторов, нарушает их суточный ритм работы. Происходит замедление скорости простых и сложных психомоторных реакций, снижение физической работоспособности, которые на вторые сутки не достигают оптимума суточной нормы. Алкогольное воздействие вызывает также снижение умственной и психической активности. Восстановление происходит на третьи сутки и позднее.

Этиловый  спирт оказывает раздражающее действие, степень которого зависит от концентрации и длительности воздействия. Алкоголь в небольшой концентрации оказывает на слизистую оболочку вяжущее, а в большой – прижигающее действие, ведущее к дистрофии и дегенерации поверхностного расположенных клеток, с явлением местного рефлекторного раздражения.

Прием алкоголя довольно быстро вызывает поражение  сосудодвигательного центра продолговатого мозга (отделов ведающих поверхностными сосудами кожи). Расширение сосудов кожи и прилив крови к ней субъективно воспринимается как ощущение тепла. Поэтому в быту бытует мнение о согревающем действии алкоголя. Прием небольшой дозы алкоголя повышает теплообразование в организме, увеличение дозы – приводит к параличу теплорегулирующих центров, Теплоотдача после приема алкоголя увеличивается, что обуславливает снижение температуры тела. Оно больше всего зависит от количества и крепости спиртного напитка. Снижение температуры тела следует параллельно опьянению. Под влиянием холода алкоголь усиленно сгорает (окисляется), т.е тепло теряется.

Этиловый  спирт при приеме в токсической  дозе (в среднем более 5 ‰) может вызвать смертельное отравление человека. Смертельной дозой для взрослого человека (ребенка) считается в среднем 6-8 (3) г абсолютного алкоголя на 1 кг массы тела человека, что составляет около 400-600 г. Чем тщедушнее человек, чем он моложе, тем меньше спиртного ему нужно выпить, чтобы умереть. Для алкоголика смертельная доза 700-800 г. Известны случаи смерти людей при приеме 100-150 г абсолютного алкоголя. Однако иногда прием даже 600-800 г. спирта не вызывал смертельного исхода. В январе 2005 г. в Болгарии доставлен в больницу гражданин с содержанием алкоголя в крови 9,14 ‰, но попал он туда сбитый автомобилем. Эти цифры являются относительными, влияет время, в течение которого принимался алкоголь (скорость поступления его в организм человека). Важное значение имеют индивидуальные особенности человека.

В обычных  условиях около 20 % принятого алкоголя всасывается в желудке, а остальные 80 % – в тонком кишечнике. Алкоголь диффундирует в стенку желудка и тонкой кишки и большая часть его поступает в неизменном виде в кровь. Период от начала приема спиртных напитков до момента достижения в крови максимальной концентрации алкоголя называется периодом резорбции (всасывания). Время резорбции алкоголя колеблется от 45 мин до 3 ч. В течении этого периода алкоголь может находиться в желудочно-кишечном тракте. Интенсивность всасывания алкоголя (количество и скорость) определяются; состоянием желудочно-кишечного тракта, количеством и качеством принятой пищи, кратностью приема алкоголя и т.д. Прием пищи, богатой протеинами (белками) замедляют резорбцию этилового спирта. Максимальное содержание алкоголя в организме (крови) достигает через 2-3 ч после его приема, затем уменьшается до достижения биологической концентрации.

Этиловый  спирт в небольшом количестве необходим организму человека для  обеспечения его жизнедеятельности  и образуется в нем под действием  фермента при спиртовом брожении. В организме человека идут параллельно процессы образования и окисления спирта. Спирт – тоже естественный фермент в нашем организме. Он используется для нейтрализации и выведение из организма солей тяжёлых металлов, свободных радикалов, а также нейтрализации адреналина, который выбрасывается в кровь при стрессовых ситуациях.

Эндогенный  этанол необходим для образования  и регуляции энергии в организме. Потребность организма человека в энергии относится к числу трех основных потребностей, без которых жизнь невозможна. Это потребность в информации, которая обеспечивается геномом; строительных материалах – белки, жиры, углеводы, минеральные вещества др. и энергии, необходимой для обеспечения жизнедеятельности. Прекращение энергообразования приводит к снижению функциональной активности клеток и их гибели. Процесс образования энергии протекает с участием кислорода. При его отсутствии уже через 4-5 мин происходит гибель нервных клеток головного мозга и развиваются изменения несовместимые с жизнью.

При гипоксии, стрессе, эндогенных интоксикациях  уровень алкоголя повышается, но он никогда не достигает количества, способного вызвать опьяняющее воздействие. Признаки легкого опьянения возникают при концентрации алкоголя в крови выше 0,1 ‰, т.е. минимум в 10 раз выше концентрации эндогенного алкоголя. Он синтезируется в организме здорового человека в достаточном количестве. Биологического обоснования необходимости приема алкоголя нет. Алкогольная традиция имеют социальную природу.

Организм  человека работает по принципу саморегуляции. Количество ферментов, регулирующих выработку спирта, образуется столько, сколько нужно организму. Если спирт принимать дополнительно, то организм прекращает его вырабатывать. Происходит атрофия клеток, синтезирующих спирт. Возникает потребность пополнения спирта извне, т.е. развивается алкоголизм.

Аналогичное нарушение механизма саморегуляции  происходит при приеме гормона коры надпочечников – преднизолона. Через 4-5 дней непрерывного его приема в  дозе выше 10 мг, превышающей эндогенный синтез, начинает уменьшаться продукция собственного гормона и развивается зависимость от препарата. Такая же ситуация складывается при потреблении табака. Организм не производит никотин и появляется тяга к курению.

В крови новорождённого человека содержится 1,8 г алкоголя. Нормальный уровень алкоголя в крови  здорового, трезвого человека – 0,04-0,10 ‰. В организме взрослого мужчины в сутки образуется в среднем около 10 г этанола. Такое количество спирта содержится в: водке – 30, вине – 120, пиве – 300, квасе – 800, кефире – 1500 мл. Это не разовая, а суточная доза спирта, т.к. эндогенный синтез происходит не одномоментно, а в течение суток. Теоретически это может не нарушить саморегуляции. Однако может сформироваться привычка, ритуал, психологическая зависимость, в которой не будут участвовать психотропные фармакологические эффекты алкоголя. Для поддержания нормы уровня спирта в организме человеку достаточно 100 мл вина в неделю. У многих людей существует естественный повышенный эндогенный алкогольный фон организма.

С момента  поступления в организм алкоголя начинаются активные процессы, связанные с его расщеплением и выведением. Эндогенному окислению подвергается 90-98 % принятого алкоголя, а 2-10 % его выделяется из организма в неизменном виде с выдыхаемым воздухом, потом, слюной, мочой, калом и т.д.

Биохимия  конечного окисления алкоголя в  организме человека следующая:

алкоголь  →ацетальдегид→ацетат (соль уксусной кислоты)→вода + углекислый газ, т.е.

С ₂Н ₅ОН + 3 О ₂ (г) → 2 СО ₂ + 3 Н ₂О.

Первая стадия окисления этилового спирта до ацетальдегида  может осуществляться тремя путями. Его катализируют растворимые ферменты алкогольдегидрогеназы (80), микросомальная этанолокисляющая система (18), каталазно-пероксидазная система (2 %).

Алкогольдегидрогеназа состоит из двух субъединиц (А-1 и  А-2) и при малых концентрациях  этанола в организме окисление  осуществляет лишь одна из них. При  больших концентрациях этанола  работают обе субъединицы. При высоких  концентрациях алкоголя к его  окислению подключается микросомальная этанолокисляющая система. При более высоких концентрациях этилового спирта в организме окисление его катализируется ферментом каталазно-пероксидазной системы. Значение этой реакции в норме невелико.

Вторая стадия окисление образовавшегося на предыдущем этапе ацетальдегида. Его концентрация в организме значительно ниже концентрации этанола (их соотношение составляет 1:500), токсический эффект в 10, а наркотический – в 6 раз выше, чем алкоголя. Ацетальдегид гораздо активнее в биохимическом отношении, чем этиловый спирт и способен вызывать психотропные и токсические эффекты в дозах 100-200 раз меньших, чем алкоголь (Езриелев, 1968). Обладая высокой нейротропной активностью, он может вмешиваться в биосинтез белка. Поэтому при окислении этилового спирта организм стремится, как можно скорее переработать ацетальдегид. Главное звено этой реакции – альдегиддегидрогеназы. Наиболее активен изофермент А-1.

Практически вся альдегиддегидрогеназа содержится в печени человека, лишь незначительное ее количество обнаружено в желудочно-кишечном тракте, легких, сердце, почках. Найдена  альдегиддегидрогеназ и в мозге  человека, но там ее активность мала и составляет лишь 0,025 % активности в  печени. На холоде печень прекращает выделять фермент разлагающий спирт.

Нередко у  представителей монголоидной расы легко  и быстро краснеет после приема алкоголя кожа, а само опьянение вносит элемент дискомфорта. У жителей Азии часто отсутствует изофермент альдегиддегидрогеназа А-1, что затрудняет метаболизм алкоголя. Происходит накопление промежуточного продукта окисления – ацетальдегида, который и стимулирует покраснение кожи. Вполне возможно, что неприятно протекающее опьянение в какой-то мере препятствует злоупотреблению алкоголем.

Образование ферментов А-1 и А-2 контролируются генами. Они могут действовать в двух формах: медленной и быстрой. В том случае, когда у человека медленная А-1 и быстрая А-2, он сравнительно спокойно может выпить большое количество спиртного, что характерно для южных народов (итальянцы, португальцы, французы и др.), которые с древних времен развивали виноделие. Если же активность этих ферментов представлена в обратном порядке, человек быстро пьянеет и у него развивается тяжелое алкогольное отравление.

К настоящему времени проведены исследования, по определению быстрых и медленных  форм А-1 и А-2 в различных популяциях людей. Установлено, что популяции  существенно отличаются по этому  признаку. Особенно велики различия по между европеоидами и монголоидами. Быстрая форма А-1 встречается у 5-20 % лиц европейского происхождения, в то время как среди японцев таких лиц 90 %. Аналогичная ситуация характерна и для коренных народов Севера.

Количество  алкоголя, окисляемое за единицу времени, пропорционально массе тела и, по-видимому, массе печени. Окисление алкоголя происходят в клетках печени, где  этиловый спирт превращается в ацетальдегид, который вызывает чувство слабости и головокружение. Присутствующий в красном вине метанол расщепляется в 10 раз медленнее, чем этанол, а продукты преобразования его являются крайне токсичными: формальдегид и муравьиная кислота, вызывающие жестокие симптомы отравления. Продукты метаболизма алкоголя накапливаются в печени, истощая запасы важного энзима – глютатиона. Алкоголь уничтожает запасы глюкозы в печени, что снижает уровень сахара в крови. Систематическое употребление алкоголя приводит к недостаточности в организме витаминов групп А, В, С, К, что сопровождается болезненным состоянием.

Уксусный  альдегид не является примесью этанола, а является продуктом его переработки  в организме человека. Он то и  разрушает печень. Если бы научиться  избегать его образования, то проблема голода на земле была бы решена.

После алкогольного опьянения появляется, так называемый, синдром похмелья. Это не только отравление организма продуктами не до конца распавшегося алкоголя (ацетальдегид и формальдегид), но и перенасыщение пищевыми шлаками, токсинами и химическими компонентами съеденных продуктов.

Один из худших симптомов алкогольного отравления – обезвоживание организма. В расщеплении одной молекулы спирта участвуют две молекулы воды, т.е. на 1,3 г этанола расходуется 1 г воды. Являясь сильным мочегонным, этиловый спирт вызывает потерю жидкости и вместе с ней – важных элементов: натрия, кальция и магния, которые ответственны за работу нервов и мышц (в т.ч. и сердечной мышцы). Дефицит воды может достигать 1,3-1,5 л. При потере металлов нарушаются электролитный баланс и кислотно-щелочное равновесие.