Метаболизм этанола и опиоидные системы организма

Зависимость скорости абсорбции этилового спирта от концентрации. Содержание эндогенного этилового спирта в организме человека. Неспецифичность биологических эффектов этанола. Опиоидные рецепторы как разновидность рецепторов нервной системы, их функция.

Рубрика Биология и естествознание
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 06.05.2014
Размер файла 82,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Факультет "Технология и торговое дело"

Кафедра "М и ЕД"

Исследование

по дисциплине "Биохимия"

Тема: "Метаболизм этанола и опиоидные системы организма"

Специальность: 260501.65 Технология продуктов общественного питания

Введение

Этиловый спирт (этанол, С2Н5ОН) обладает седативно-гипнотическим действием. При приёме внутрь этанол, так же как метанол, этиленгликоль и другие спирты, легко абсорбируется из желудка (20%) и тонкой кишки (80%) благодаря его малой молекулярной массе и растворимости в липидах. Скорость абсорбции зависит от концентрации: например, в желудке она максимальна при концентрации приблизительно 30%. Пары этанола могут легко абсорбироваться в лёгких. После приёма этанола натощак максимальная концентрация в крови достигается через 30 мин. Наличие пищи в кишечнике задерживает всасывание. Распределение этанола в тканях организма происходит быстро и равномерно. Более 90% поступившего этанола окисляется в печени, оставшийся выделяется через лёгкие и почки (в течение 7-12 ч). Количество алкоголя, окисляемое за единицу времени, приблизительно пропорционально массе тела или печени. Взрослый человек может метаболизировать 7-10 г (0,15-0,22 моль) этанола в час.

Метаболизм этанола

Этанол может синтезироваться в организме человека или поступает с пищей. Эндогенный этиловый спирт содержится в крови в концентрации 0,0004 до 0,001 г/л. Источниками этанола являются:

1) превращение глюкозы: Глюкоза Пируват >Ацетальдегид >Этанол;

2) спиртовое брожение углеводов микрофлорой кишечника и дыхательных путей.

Источником экзогенного этанола для человека служат спиртные напитки и даже некоторые пищевые продукты (соки, кефир, хлеб). Экзогенный этанол быстро всасывается в желудке (20-30%) и в тонком кишечнике (70-80%), достигая через 30-60 минут максимальной концентрации в крови. Метаболизм (окисление) этанола начинается уже в слизистой оболочке рта и продолжается во многих органах, но главным образом в печени (до 70-95% окисляемого этанола).

Возможные реакции окисления этанола и ацетальдегида представлены ниже. При малых и умеренных дозах этанол окисляется с участием NAD-зависимых ферментов (рис.1).

Рис. 1. Окисление этанола с участием NAD-зависимых дегидрогеназ

Уксусная кислота превращается в ацетил-КоА, который является конечным продуктом метаболизма этанола. Ацетил-КоА окисляется в цитратном цикле до СО2, а при его избытке у больных, страдающих хроническим алкоголизмом, используется в печени для синтеза жирных кислот, жира и холестерина. Около 10% экзогенного этанола выводится в неизменном виде с выдыхаемым воздухом, мочой, потом.

Биологические эффекты этанола неспецифичны и многогранны: физико-химические, мембранотропные, метаболические, наркотические, токсические и канцерогенные. Этанол как амфифильное вещество усиливает проницаемость гематоэнцефалического барьера для других веществ, проникает в мозг, нарушает структуру и функции мембран и вызывает изменение метаболизма практически во всех органах. Однако еще более выраженное токсическое действие оказывает продукт метаболизма этанола - ацетальдегид.

Ацетальдегид способен взаимодействовать с функциональными группами (NH2, SH, ОН) белков, ферментов, рецепторов, глутатиона, нарушая их функции, что может вызывать рак полости рта, глотки и мочевых путей. Ацетальдегид ингибирует NADH-дегидрогеназу и снижает способность гемоглобина переносить кислород, что приводит к нарушению энергетического обмена и синтеза АТФ. При хроническом алкоголизме ацетальдегид вступает в реакции с дофамином и серотонином, образуя алкогольные опиоиды, реагирующие с опиатными рецепторами и являющиеся факторами развития алкогольной эйфории и влечения к алкоголю.

Опиодные рецепторы

Опиомидные рецемпторы (опиатные рецепторы) - разновидность рецепторов нервной системы, относящихся к рецепторам, сопряжённым с G белком. Основная их функция в организме - регулирование болевых ощущений. В настоящее время различают четыре основные группы опиоидных рецепторов: м - (мю), д - (дельта), к - (каппа) и но цицептивные рецепторы. Они связываются как с эндогенными (вырабатываемые в организме), так и с экзогенными (поступающими извне) опиоидными лигандами. Опиатные рецепторы широко распространены в головном, спинном мозге, а также в желудочно-кишечном тракте и других органах.

Виды опиоидных рецепторов: В настоящее время различают четыре основные группы опиоидных рецепторов, каждая из которых подразделяется ещё на несколько подтипов.

Рецептор

Подтип

Расположение

Функция

мю (м)

MOP

м1, м2, м3

головной мозг: кора (слои III и IV), таламус, стриосомы, околоводопроводное серое вещество

спинной мозг: студенистое вещество, периферические чувствительные нейроны

желудочно-кишечный тракт

м1:

анальгезия; физическая зависимость

м2:

эйфория; физическая зависимость

угнетение дыхания

миоз

ослабление перистальтики ЖКТ

м3:

неизвестна

дельта (д)

DOP

д1, д2

головной мозг (ядро моста, миндалевидное тело, зрительный бугор, глубокие слои коры)

периферические чувствительные нейроны

анальгезия

антидепрессантныеэффекты

физическая зависимость

каппа (к)

KOP

к1, к2, к3

головной мозг: гипоталамус, околоводопроводное серое вещество, ограда

спинной мозг: студенистое вещество

периферические чувствительные нейроны

анальгезия

седация

миоз

угнетение выработки АДГ

дисфория

Ноцицептиновый рецептор

NOP

-

головной мозг: кора, миндалевидное тело, гиппокамп, перегородочные ядра, поводок, гипоталамус

спинной мозг

тревожность

депрессия

аппетит

развитие толерантности к м-агонистам

Эффект анальгезии наблюдается при стимуляции м-, д - и к-рецепторов. Агонисты м-рецепторов, кроме того, вызывают угнетение дыхания и седативный эффект, а агонисты к-рецепторов - психотомиметические эффекты. Действие большинства опиоидных анальгетиков связано со стимуляцией рецепторов м-типа.

Опиодные системы организма и алкоголизм

Энкефалины и эндорфины являются эндогенными пептидами, широко обнаруживаемыми в мозге млекопитающих. Эндогенные опиоиды модулируют активность нейронных ансамблей, обеспечивающих механизмы подкрепления (награды), и, кроме того, действуют как аналгетики, устраняя боль различного генеза при их введении в желудочки или структуры мозга. Этанол, подобно опиоидам, изменяет концентрации бета-эндорфина, энкефалинов и других опиоидов в мозге. Показано, что этанол влияет на синтез опиоидных пептидов.

Как уже отмечалось выше, этанол и ацетальдегид, так же как и тетрагидроизохинолин (ТГИХ), связываются преимущественно с одним или несколькими опиоидными рецепторами. Это предполагает участие опиоидных рецепторов в эффектах этанола. Так, было показано, что некоторые опиоидные нейропептиды значительно уменьшают потребление этанола у грызунов. Морфин, по-видимому, также может опосредовать повышенное потребление алкоголя. В мозге и спинномозговой жидкости млекопитающих обнаружены опиаты непептидной природы, в частности, морфин.

Изохинолины формируются в тканях млекопитающих в процессе метаболизма этанола. Более того, предшественник изохинолина превращается в морфин. Следовательно, возможно, что часть эффектов этанола опосредуется ТГИХ или морфином. Хотя эта гипотеза находит немало возражений, существуют доказательства, что ТГИХ вызывают усиленное потребление этанола у грызунов, изначально отвергающих алкоголь. На этой основе возникло предположение, что стимулируемое ТГИХ потребление этанола является компенсаторным механизмом между продукцией ТГИХ и дефицитом эндорфинов.

Определенный интерес вызывает концепция К. Blum и М. Trachtenberg (1988), называемая авторами как генотипическая или психогенетическая теория алкоголизма. Схематически данную концепцию можно представить следующим образом. Авторы выделяют три типа алкогольного поведения (влечения к алкоголю):

1) с преобладанием факторов генетической предрасположенности;

2) провоцируемое стрессовыми ситуациями;

3) связанное с токсическим действием алкоголя.

Данные типы поведения описываются ими в виде следующих формул:

метаболизм этанол опиоидный рецептор

(1) ВА = ГФДМОП + ФОС;

(2) ВА = ГФНУМ + ФОССДМОП;

(3) ВА = ГФНУМ - I - ФОСАДМОП,

где ВА - влечение к алкоголю; ГФ - генетические факторы; ФОС - факторы окружающей среды; ДМОП - дефицит нейромедиаторов, включая опиоидные пептиды; НУМ - нормальный уровень медиаторов; СДМОП - вызванный стрессом дефицит нейромедиаторов и опиоидных пептидов; АДМОП - вызванный алкоголем дефицит нейромедиаторов и опиоидных пептидов.

По мнению самих авторов психогенетической концепции алкоголизма, приведенные схемы раскрывают потенциальные нейрохимические механизмы влечения к алкоголю, а также служат умозрительной моделью для оценки взаимодействия опиоидных пептидов и классических нейромедиаторов. Рассмотрим более детально изменения на синаптическом уровне при воздействии этанола.

Прежде всего, проиллюстрируем работу синапса отдельными пояснениями: предшественник (прекурсор) нейромедиатора (ров) поступает в центральную нервную систему из крови; нейрон поглощает предшественник; энкефалины синтезируются в соме клетки и транспортируются в пресинаптическое окончание; нейромедиаторы хранятся в везикулах; при деполяризации нейрона везикулы выделяют нейромедиатор посредством экзоцитоза и он поступает в синаптическую щель; здесь он может связываться с постсинаптическим рецептором; для катехоламинов и серотонина первичным механизмом инактивации является обратный захват медиатора пресинаптическим окончанием; некоторые медиаторы инактивируются ферментами в синаптической щели, это относится и к энкефалиназам, в частности, энкефалиназе А, осуществляющей первичный метаболизм энкефалинов; часть нейромедиатора удаляется из синаптической щели простой диффузией; пресинаптические рецепторы моноаминов и опиоидные ауторецепторы регулируют синтез нейромедиаторов посредством механизма обратной связи.

Острое воздействие алкоголя приводит к его усиленному метаболизму с образованием в печени и мозге ТГИХ, которые действуют как суррогаты, проявляя свойства агонистов и антагонистов постсинаптических рецепторов и вызывая чувство ложного комфорта. В то же время синтез энкефалинов уменьшается благодаря активации пресинаптических рецепторов нервных окончаний. Хроническое употребление этанола приводит к развитию алкогольной зависимости и алкоголизма. При этом вследствие продолжающегося стресса, генетической предрасположенности и токсикологических свойств этанола продолжается дальнейшее снижение синтеза энкефалинов. В этом состоянии индивид находится в полной зависимости от действия ТГИХ, образующихся в результате метаболизма алкоголя. Состояние острой отмены алкоголя (абстинентный синдром) характеризуется остаточным дефицитом нейромедиаторов, в том числе энкефалинов, количественным возрастанием неоккупированных опиоидных рецепторов, что приводит к уменьшению толерантности, возрастанию чувства влечения к алкоголю, появлению неврозоподобных черт, таких как страх, тревога, депрессия, растерянность.

Ранний период выздоровления (ремиссии) при алкоголизме характеризуется изменением эффективности синтеза опиоидов вследствие прекращения употребления этанола. При этом в течение достаточно длительного периода времени отмечается повышенная чувствительность постсинаптических рецепторов опиоидов к действию ТГИХ. Синтез энкефалинов восстанавливается относительно медленно. Важно отметить, что ингибирование одной или нескольких энкефалиназ способствует более быстрому восстановлению и оптимальному использованию ограниченных запасов энкефалинов, а следовательно, и быстрейшему выздоровлению. Со временем, при использовании ингибиторов энкефалиназ восстанавливается чувствительность опиоидных рецепторов к действию ТГИХ. Запасы энкефалинов начинают приближаться к преморбидному уровню. По мере взаимодействия полноценных опиоидов с рецепторами увеличивается чувство внутреннего комфорта.

В настоящее время установлена способность сальсолинола и других эндогенных аналогов морфина, образующихся с участием ацетальдегида, служить как агонистами, так и блокаторами опиоидных рецепторов в зависимости от концентрации и других условий исследования. Следствием такого взаимодействия является подмена эндогенных факторов вознаграждения или же, при хроническом приеме алкоголя, ведущем к постоянной повышенной концентрации сальсолинола, блокада рецепторов в отношении собственных эндогенных, наиболее адекватных, факторов вознаграждения, которая может вызвать постоянное чувство неудовлетворенности (дискомфорта) и побуждать к поиску наркотических средств. Образование сальсолинола и подобных ему непептидных морфиноподобных соединений при алкоголизме указывает на вероятную связь опиоидной системы с механизмами формирования алкогольной зависимости. К этой же мысли приводит тот факт, что классический блокатор опиатных рецепторов налоксон используется для лечения алкоголизма. Большинства больных алкоголизмом возрастает уровень антител к морфиноподобным соединениям. Многие исследователи ищут корреляцию между уровнем морфиноподобных соединений и состоянием опиоидных рецепторов, с одной стороны, и стадией алкоголизма, с другой. Найденные корреляции, подтверждающие более или менее значительное участие системы опиоидов в механизмах алкоголизма, свидетельствуют о довольно сложных отношениях, подчас противоречивых. Так, например, показано меньшее содержание мет-энкефалина в мозге предрасположенных к алкоголю животных и меньшая концентрация в гипоталамусе бета-эндорфина у животных со сформировавшимся алкоголизмом и наследственно предрасположенных к алкоголизму. Установлено также, хотя и не на всех экспериментальных моделях, что введение таким животным этанола повышает уровень мет-энкефалина и бета-эндорфина.

Противоречивы данные об изменениях уровня бета-эндорфина в плазме и спинномозговой жидкости при введении алкоголя. Источником недоразумений является также то, что при алкоголизме возможны не только изменения уровня эндогенных опиоидов, но и состояния их рецепторов в силу мембранотропности этанола. Есть данные о снижении сродства энкефалинов к их рецепторам под влиянием этанола. Следовательно, как справедливо считают И.П. Ашмарин и др. (1996), для строгого учета роли эндогенных опиоидов при алкоголизме необходимо совместное рассмотрение данных об уровне опиоидов и о состоянии их рецепторов. Таких данных, к сожалению, пока недостаточно.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Нервная система как важнейшая интегрирующая функция организма. Участие нервной системы человека в процессе адекватного приспособления к окружающей среде. Нижний и верхний абсолютный порог чувствительности. Классификация нервных рецепторов и их функции.

    реферат [19,9 K], добавлен 23.02.2010

  • Исследование рецепторов как сложных образований, состоящих из нервных окончаний, обеспечивающих превращение влияния раздражителей в нервный импульс. Классификация рецепторов и механизм физиологии рецепции. Адаптация рецепторов и сенсорные модальности.

    реферат [1,1 M], добавлен 19.02.2011

  • Функции нервной системы в организме человека. Клеточное строение нервной системы. Виды нервных клеток (функциональная классификация). Рефлекторный принцип работы нервной системы. Отделы центральной нервной системы. Учение о высшей нервной деятельности.

    реферат [1,6 M], добавлен 15.02.2011

  • Синтез серотонина и виды серотониновых рецепторов, их современная классификация. Связывающие свойства серотониновых рецепторов и их сопряжение с эффекторными системами клеток. Регуляция функций центральной нервной системы и периферических органов.

    презентация [365,1 K], добавлен 23.10.2013

  • Классификация бактерий, их рост и способы размножения, морфологические и культуральные признаки. Строение бактериальной клетки. Клеточная стенка прокариот. Химизм спиртового брожения. Технология получения этилового спирта, пива, вина и пекарских дрожжей.

    реферат [690,6 K], добавлен 04.07.2015

  • Содержание, локализация и транспорт аминокислот. Метаболизм дикарбоновых аминокислот и глутамина. Компартментализация метаболизма аминокислот. Глицин и пути его обмена, серосодержащие аминокислоты. Ароматические аминокислоты нервной ткани и их метаболизм.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 26.08.2009

  • Брожение как процесс анаэробного расщепления органических веществ, его основные причины. Исследование химических процессов при спиртовом брожении. Использование спиртового брожения в основе производства этилового спирта, пива, вина и пекарских дрожжей.

    контрольная работа [39,8 K], добавлен 17.09.2016

  • Общая характеристика нервной системы. Рефлекторная регуляция деятельности органов, систем и организма. Физиологические роли частных образований центральной нервной системы. Деятельность периферического соматического и вегетативного отдела нервной системы.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 26.08.2009

  • Строение, морфофункциональные особенности и функции вегетативной нервной системы. Классификация ганглий и нервных окончаний. Действие медиаторов и рецепторов. Влияние симпатической и парасимпатической нервной системы на деятельность внутренних органов.

    презентация [2,2 M], добавлен 09.11.2013

  • Анализ биохимического состава и метаболических процессов нервной ткани. Молекулярные основы возбуждения и проведения по аксону, синаптической передачи. Метаболизм углеводов, белков и липидов, обеспечивающих выполнение основных функций нервной ткани.

    курсовая работа [448,5 K], добавлен 12.11.2014

  • Структура нервной системы, ее основные составные части и порядок их взаимодействия, назначение и функции в организме. Виды нервной системы и процессы, на которые они влияют. Биохимические основы нейрологической памяти и обучения, заболевания мозга.

    лекция [76,2 K], добавлен 21.07.2009

  • Эволюция нервной системы живых существ. Особенности филогенеза нервной системы. Основные этапы индивидуального развития человеческого организма (онтогенез человека). Закон Э. Геккеля и Ф. Мюллера. Периоды онтогенеза человека (внутри- и внеутробный).

    презентация [2,3 M], добавлен 04.09.2015

  • Физиология центральной нервной системы. Рефлекс - реакция организма на раздражение рецепторов. Значение рефлексов для организма. Закономерности механизмов осуществления рефлекторной деятельности. Свойства анализаторов, их значение, строение и функции.

    реферат [20,7 K], добавлен 28.05.2010

  • Сущность метаболизма организма человека. Постоянный обмен веществ между организмом и внешней средой. Аэробное и анаэробное расщепление продуктов. Величина основного обмена. Источник тепла в организме. Нервный механизм терморегуляции организма человека.

    лекция [22,3 K], добавлен 28.04.2013

  • Изучение рефлекторной теории и её принципов: материалистического детерминизма, структурности, анализа и синтеза. Характеристика понятия рефлекса, его значения и роли в организме. Рефлекторный принцип построения нервной системы. Принцип обратной связи.

    реферат [16,0 K], добавлен 19.02.2011

  • Нейробиологические концепции нервной системы. Составляющие нервной системы, характеристика их функций. Рефлекс - основная форма нервной деятельности. Понятие рефлекторной дуги. Особенности процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе.

    реферат [55,5 K], добавлен 13.07.2013

  • Функции вегетативной нервной системы. Парасимпатический и симпатический отделы вегетативной нервной системы. Двигательная и секреторная активность пищеварительного тракта. Мобилизация ресурсов организма и активность вегетативной нервной системы.

    презентация [1,4 M], добавлен 04.06.2012

  • Общие представления о нейропептидах, классификация и принципы их построения. Метаболизм энкефалинов и ферменты их процессинга. Краткие характеристики карбоксипептидазо-В-подобных ферментов. Процессинг и посттрансляционная модификация нейропептидов.

    реферат [1,7 M], добавлен 22.09.2009

  • Значение нервной системы в приспособлении организма к окружающей среде. Общая характеристика нервной ткани. Строение нейрона и их классификация по количеству отростков и по функциям. Черепно-мозговые нервы. Особенности внутреннего строения спинного мозга.

    шпаргалка [87,9 K], добавлен 23.11.2010

  • Рассмотрение основных принципов регуляции и функционирования клеток. Ознакомление с понятием и ключевыми типами рецепторов. Определение роли системы циркуляции в поддержании гомеостаза организма человека. Классификация видов человеческого телосложения.

    контрольная работа [338,6 K], добавлен 01.10.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.