National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism No. 35; PH 371 Tammikuu 1997

Alkoholien aineenvaihdunta

Alkoholien aineenvaihdunta

Aineenvaihdunta on elimistöprosessi, jossa elimistö muuttaa nautitut aineet toisiksi yhdisteiksi. Aineenvaihdunta johtaa siihen, että jotkut aineet muuttuvat myrkyllisemmiksi ja jotkut vähemmän myrkyllisiksi kuin alun perin nautitut aineet. Aineenvaihduntaan kuuluu useita prosesseja, joista yhtä kutsutaan hapettumiseksi. Hapettumisen avulla alkoholi detoksifioidaan ja poistetaan verestä, jolloin alkoholi ei pääse kertymään ja tuhoamaan soluja ja elimiä. Pieni määrä alkoholia karkaa aineenvaihdunnasta ja erittyy muuttumattomana hengityksen ja virtsan mukana. Kunnes kaikki nautittu alkoholi on metaboloitunut, se jakautuu koko elimistöön ja vaikuttaa aivoihin ja muihin kudoksiin (1,2). Kuten tässä Alcohol Alert -tiedotteessa selitetään, ymmärtämällä alkoholin aineenvaihduntaa voimme oppia, miten elimistö voi hävittää alkoholia ja erottaa joitakin tähän prosessiin vaikuttavia tekijöitä. Alkoholin aineenvaihdunnan tutkiminen voi myös auttaa meitä ymmärtämään, miten tämä prosessi vaikuttaa ruoan, hormonien ja lääkkeiden aineenvaihduntaan.

Veren alkoholipitoisuus (BAC) kahdeksan aikuisen paastoavan miespuolisen koehenkilön nautittua nopeasti erilaisia määriä alkoholia.* (Mukailtu lähteestä Wilkinson et al., Journal of Pharmacokinetics and Biopharmaceutics 5(3):207-224, 1977.)
100 mg% on useimmissa osavaltioissa laillinen päihtymystaso. 50 mg% on taso, jolla ajotaidon heikkeneminen alkaa. (JAMA 255:522-527, 1986.)

*Jos sama määrä juomia nautitaan pidemmän ajan kuluessa, BAC-arvot ovat alhaisempia.

Aineenvaihduntaprosessi

Kun alkoholia nautitaan, se kulkeutuu vatsasta ja suolistosta vereen, prosessia kutsutaan imeytymiseksi. Sen jälkeen alkoholi metaboloituu entsyymien avulla, jotka ovat kehon kemikaaleja, jotka hajottavat muita kemikaaleja. Maksassa alkoholidehydrogenaasi (ADH) -niminen entsyymi välittää alkoholin muuttumista asetaldehydiksi. Muut entsyymit muuttavat asetaldehydin nopeasti asetaatiksi ja lopulta se metaboloituu hiilidioksidiksi ja vedeksi. Alkoholi metaboloituu myös maksassa sytokromi P450IIE1 (CYP2E1) -entsyymin avulla, jonka määrä voi olla lisääntynyt kroonisen juomisen jälkeen (3). Suurin osa nautitusta alkoholista metaboloituu maksassa, mutta pieni määrä, joka jää metaboloitumatta, mahdollistaa alkoholipitoisuuden mittaamisen hengitysilmasta ja virtsasta.

Maksa pystyy metaboloimaan vain tietyn määrän alkoholia tunnissa riippumatta kulutetusta määrästä. Alkoholin aineenvaihdunnan nopeus riippuu osittain maksan metaboloivien entsyymien määrästä, joka vaihtelee yksilöiden välillä ja jolla näyttää olevan geneettisiä tekijöitä (1,4). Yleensä yhden vakiojuoman nauttimisen jälkeen alkoholipitoisuus (veren alkoholipitoisuus eli BAC) saavuttaa huippunsa 30-45 minuutin kuluessa (vakiojuomaksi määritellään 12 unssia olutta, 5 unssia viiniä tai 1,5 unssia 80-prosenttista tislattua väkevää alkoholijuomaa, jotka kaikki sisältävät saman määrän alkoholia). Edellisellä sivulla esitetty BAC-käyrä antaa arvion ajasta, joka kuluu eri alkoholimäärien imeytymiseen ja aineenvaihduntaan (5). Alkoholi metaboloituu hitaammin kuin se imeytyy. Koska alkoholin aineenvaihdunta on hidasta, kulutusta on valvottava, jotta estetään alkoholin kertyminen elimistöön ja myrkytys.

Tekijät, jotka vaikuttavat alkoholin imeytymiseen ja aineenvaihduntaan

Ruoka. Imeytymisprosessiin vaikuttavat monet tekijät, kuten ruoan läsnäolo ja ruoan tyyppi ruoansulatuskanavassa alkoholia nautittaessa (2,6). Alkoholin imeytymisnopeus riippuu siitä, kuinka nopeasti mahalaukku tyhjentää sisältönsä suolistoon. Mitä suurempi on ravinnon rasvapitoisuus, sitä kauemmin tämä tyhjeneminen kestää ja sitä kauemmin imeytymisprosessi kestää. Eräässä tutkimuksessa havaittiin, että koehenkilöt, jotka joivat alkoholia rasvaa, proteiinia ja hiilihydraatteja sisältäneen aterian jälkeen, imeytyivät alkoholiin noin kolme kertaa hitaammin kuin silloin, kun he nauttivat alkoholia tyhjään mahaan (7).

Sukupuoli. Naiset imevät ja metaboloivat alkoholia eri tavalla kuin miehet. Heillä on korkeampi BAC-pitoisuus saman alkoholimäärän nauttimisen jälkeen kuin miehillä, ja he ovat alttiimpia alkoholiperäiselle maksasairaudelle, sydänlihasvaurioille (8) ja aivovaurioille (9). Naisten ja miesten alkoholipitoisuuksien eron on katsottu johtuvan naisten pienemmästä kehon vesimäärästä, jota verrataan saman alkoholimäärän tiputtamiseen pienempään vesiastiaan (10). BAC-arvojen eroihin voi vaikuttaa myös se, että naisten alkoholin metaboloivan entsyymin ADH:n aktiivisuus vatsassa on vähäisempää, jolloin suurempi osa nautitusta alkoholista pääsee vereen. Näiden tekijöiden yhdistelmä voi tehdä naisista miehiä alttiimpia alkoholin aiheuttamille maksa- ja sydänvaurioille (11-16).

Alkoholiaineenvaihdunnan vaikutukset

Kehon paino. Vaikka alkoholin kaloriarvo on suhteellisen korkea, 7,1 kaloria grammaa kohti (vertailukohtana 1 gramma hiilihydraattia sisältää 4,5 kaloria ja 1 gramma rasvaa 9 kaloria), alkoholin käyttö ei välttämättä johda kehon painon nousuun. Ensimmäisestä kansallisesta terveys- ja ravitsemustutkimuksesta (NHANES I) kerättyjen tietojen analyysissä todettiin, että vaikka juojien kokonaiskalorimäärät olivat huomattavasti korkeammat kuin ei-juojien, juojat eivät olleet lihavampia kuin ei-juojat. Itse asiassa juovilla naisilla oli huomattavasti pienempi ruumiinpaino kuin juomattomilla. Kun miesten alkoholin saanti lisääntyi, heidän ruumiinpainonsa laski (17). Toisen kansallisen terveys- ja ravitsemustutkimuksen (National Health and Nutrition Examination Survey, NHANES II) ja muiden suurten kansallisten tutkimusten tietojen analyysissä havaittiin samankaltaisia tuloksia naisilla (18), vaikka miesten juomisen ja ruumiinpainon välinen suhde on epäjohdonmukainen. Vaikka laihojen miesten ja naisten ruokavalioon lisätyt kohtuulliset alkoholiannokset eivät näytä johtavan painonnousuun, joissakin tutkimuksissa on raportoitu painonnousua, kun alkoholia lisätään ylipainoisten henkilöiden ruokavalioon (19,20).

Kun krooniset runsaan alkoholinkäytön harjoittajat korvaavat hiilihydraatteja ruokavaliossaan alkoholilla, he laihtuvat ja painavat vähemmän kuin juomatta jättävät kollegansa (21,22). Lisäksi kun krooniset runsaan alkoholin käyttäjät lisäävät alkoholia muuten normaaliin ruokavalioon, he eivät lihoa (21).

Seksuaalihormonit. Alkoholin aineenvaihdunta muuttaa miesten ja naisten lisääntymishormonien tasapainoa (23-28). Miehillä alkoholin aineenvaihdunta edistää kivesten vaurioitumista ja heikentää testosteronin synteesiä ja siittiöiden tuotantoa (24,29). Tutkimuksessa, johon osallistui normaaleja terveitä miehiä, jotka saivat 220 grammaa alkoholia päivittäin neljän viikon ajan, testosteronitasot laskivat jo viiden päivän jälkeen ja laskivat edelleen koko tutkimusjakson ajan (30,31). Pitkään jatkunut testosteronivaje voi edistää miesten naisistumista, esimerkiksi rintojen suurentumista (32). Lisäksi alkoholi voi häiritä siittiöiden normaalia rakennetta ja liikettä estämällä siittiöiden kehitykselle välttämättömän A-vitamiinin aineenvaihduntaa (30,33). Naisilla alkoholin aineenvaihdunta voi edistää estrogeenin estradioli-nimisen estrogeenimuodon lisääntynyttä tuotantoa (joka osaltaan lisää luuntiheyttä ja pienentää sepelvaltimotaudin riskiä) ja vähentää estradioliaineenvaihduntaa, mikä johtaa kohonneisiin estradiolipitoisuuksiin (28). Erään tutkimuskatsauksen mukaan estradiolipitoisuudet nousivat premenopausaalisilla naisilla, jotka nauttivat alkoholia hieman enemmän kuin sen verran, että lakisääteinen alkoholipitoisuusraja (BAC 0,10 prosenttia) saavutettiin akuutisti (28). Tutkimuksessa alkoholin vaikutuksesta estradiolipitoisuuksiin postmenopausaalisilla naisilla havaittiin, että estradioli-iholaastareita käyttävillä naisilla akuutti alkoholinkäyttö nosti estradiolipitoisuuksia merkittävästi lyhyellä aikavälillä (34).

Lääkkeet. Krooninen runsas alkoholinkäyttö näyttää aktivoivan CYP2E1-entsyymiä, joka saattaa olla vastuussa reseptivapaasti saatavan kipulääkkeen parasetamolin (TylenolTM) ja monien muiden) muuttumisesta kemikaaleiksi, jotka voivat aiheuttaa maksavaurioita, vaikka parasetamolia käytettäisiin tavanomaisina terapeuttisina annoksina (3,35,36). Parasetamolin ja alkoholin yhteisvaikutuksesta johtuvia maksavaurioita koskevien tutkimusten katsauksessa todettiin, että alkoholisteilla näitä vaikutuksia voi esiintyä jo 2,6 grammalla parasetamolia (neljä-viisi ”erittäin vahvaa” pilleriä), joka on otettu päivän aikana henkilöille, jotka käyttävät vaihtelevia alkoholimääriä (35,37). Alkoholin ja parasetamolin yhteisvaikutuksen aiheuttamat vahingot ilmenevät todennäköisemmin, kun parasetamoli otetaan sen jälkeen, kun alkoholi on metaboloitunut, eikä ennen sitä. Alkoholinkäyttö vaikuttaa monenlaisten muiden lääkkeiden aineenvaihduntaan lisäämällä joidenkin lääkkeiden aktiivisuutta ja vähentämällä toisten lääkkeiden aktiivisuutta ja siten vähentämällä niiden tehoa (35).

Alkoholin aineenvaihdunta–Kommentti:
NIAAA:n johtaja Enoch Gordis, M.D.

Aineenvaihdunnan tutkimuksella on sekä käytännön että laajempia tieteellisiä vaikutuksia. Käytännön puolella tieto siitä, miten elimistö metaboloi alkoholia, antaa meille mahdollisuuden laskea esimerkiksi sen, mikä veren alkoholipitoisuus (BAC) todennäköisesti on juomisen jälkeen, mukaan lukien ruoan ja sukupuolten erojen vaikutus alkoholin metabolian nopeuteen BAC-pitoisuuteen. Tämä tieto on tietenkin tärkeää, kun osallistutaan toimintoihin, joissa tarvitaan keskittymistä, kuten ajamiseen tai vaarallisten koneiden käyttämiseen.

Laajemman tieteellisen soveltamisen osalta aineenvaihdunta, jota on tutkittu jo pitkään, on nousemassa esiin uusin seurauksin alkoholismin ja sen lääketieteellisten seurausten tutkimisessa. Miten aineenvaihdunta esimerkiksi liittyy joidenkin yksilöiden vastustuskykyyn alkoholismia kohtaan? Tiedämme, että jotkin perinnölliset poikkeavuudet aineenvaihdunnassa (esimerkiksi joidenkin aasialaista syntyperää olevien henkilöiden punoitusreaktio) edistävät vastustuskykyä alkoholismia kohtaan. Viimeaikaiset tiedot kahdesta laajamittaisesta NIAAA:n tukemasta geneettisestä tutkimuksesta viittaavat siihen, että alkoholin dehydrogenaasigeenit saattavat liittyä erilaiseen vastustuskykyyn ja haavoittuvuuteen alkoholia kohtaan. Nämä havainnot ovat tärkeitä tutkittaessa sitä, miksi jotkut ihmiset sairastuvat alkoholismiin ja toiset eivät. Aineenvaihduntaa koskevissa tutkimuksissa voidaan myös tunnistaa alkoholin aineenvaihdunnan vaihtoehtoisia reittejä, mikä voi auttaa selittämään, miten alkoholi nopeuttaa joidenkin aineiden (esim. barbituraattien) poistumista ja lisää toisten aineiden (esim. parasetamolin) toksisuutta. Nämä tiedot auttavat terveydenhuollon tarjoajia neuvomaan potilaita alkoholin ja lääkkeiden yhteisvaikutuksista, jotka voivat heikentää joidenkin terapeuttisten lääkkeiden tehoa tai tehdä toisista haitallisia.

(1) Bosron, W.F.; Ehrig, T.; & Li,T.-K. Geneettiset tekijät alkoholin aineenvaihdunnassa ja alkoholismissa. Seminars in Liver Disease 13(2):126-135, 1993. (2) Wallgren, H. Etanolin imeytyminen, diffuusio, jakautuminen ja eliminaatio: Vaikutus biologisiin kalvoihin. In: International Encyclopedia of Pharmacology and Therapeutics. Vol. 1. Oxford: Pergamon, 1970. s. 161-188. (3) Lieber, C.S. Etanolin metaboliset seuraukset. The Endocrinologist 4(2):127-139, 1994. (4) Benet, L.Z.; Kroetz, D.L.; & Sheiner, L.B. Farmakokinetiikka: The dynamics of drug absorption, distribution, and elimination. In: Molinoff, P.B., & Ruddon, R.W., toim. Goodman and Gillman’s The Pharmacological Basis of Therapeutics. 9th ed. New York: McGraw-Hill, 1996. pp. 3-27. (5) Widmark, E.M.P. Die theoretischen Grundlagen und die praktische Verwendbarkeit der gerichtlich-medizinischen Alkoholbestimmung. Berlin: Urban and Schwarzenberg, 1932. (6) Fraser, A.G.; Rosalki, S.B.; Gamble, G.D.; & Pounder, R.E. Inter-individual and intra-individual variability of ethanol concentration-time profiles: Vertailu etanolin nauttimisesta ennen tai jälkeen ilta-aterian. British Journal of Clinical Pharmacology 40:387-392, 1995. (7) Jones, A.W., & Jönsson, K.A. Ruoan aiheuttama veren etanoliprofiilin aleneminen ja lisääntynyt eliminaationopeus välittömästi aterian jälkeen. Journal of Forensic Sciences 39(4):1084-1093, 1994. (8) Urbano-Márquez, A.; Estruch, R.; Fernández-Solá, J.; Nicolás, J.M.; Paré, J.C.; & Rubin, E. Alkoholiperäisen kardiomyopatian ja myopatian suurempi riski naisilla verrattuna miehiin. JAMA 274(2):149-154, 1995. (9) Nixon, S.J. Kognitiiviset puutteet alkoholisoituneilla naisilla. Alcohol Health & Research World 18(3):228-232, 1994. (10) National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism. Alcohol Alert: Alkoholi ja naiset. N:o 10, PH 290. Bethesda, MD: instituutti, 1990. (11) Frezza, M.; Di Padova, C.; Pozzato, G.; Terpin, M.; Baroana, E.; & Lieber, C.S. High blood alcohol levels in women: Vähentyneen mahalaukun alkoholidehydrogenaasiaktiivisuuden ja ensikierron metabolian merkitys. The New England Journal of Medicine 322(2):95-99, 1990. (12) Ashley, M.J.; Olin, J.S.; Le Riche, W.H.; Kornaczewski, A.; Schmidt, W.; & Rankin, J.G. Morbidity in alcoholics: Evidence for accelerated development of physical disease in women. Archives of Internal Medicine 137:883-887, 1977. (13) Krasner, N.; Davis, M.; Portmann, B.; & Williams, R. Changing pattern of alcoholic liver disease in Great Britain: Suhde sukupuoleen ja autoimmuniteetin merkkeihin. British Medical Journal 1:1497-500, 1977. (14) Morgan, M.Y., & Sherlock, S. Sukupuoleen liittyvät erot 100 alkoholimaksasairauspotilaan keskuudessa. British Medical Journal 1:939-941, 1977. (15) Saunders, J.B.; Davis, M.; & Williams, R. Kehittyvätkö naiset alkoholimaksasairauteen miehiä herkemmin? British Medical Journal 282:1140-1143, 1981. (16) Norton, R.; Batey, R.; Dwyer, T.; & MacMahon, S. Alcohol consumption and the risk of alcohol related cirrhosis in women. British Medical Journal 295:80-82, 1987. (17) Gruchow, H.W.; Sobocinski, K.A.; Barboriak, J.J.; & Scheller, J.G. Alcohol consumption, nutrient intake and relative body weight among U.S. adults. American Journal of Clinical Nutrition 42:289-295, 1985. (18) Colditz, G.A.; Giovannucci, E.; Rimm, E.B.; Stampfer, M.J.; Rosner, B.; Speizer, F.E.; Gordis, E.; & Willett, W.C. Alcohol intake in relation to diet and obesity in women and men. American Journal of Clinical Nutrition 54:49-55, 1991. (19) Clevidence, B.A.; Taylor, P.R.; Campbell, W.S.; & Judd, J.T. Laihat ja painavat naiset eivät ehkä käytä alkoholista saatavaa energiaa yhtä tehokkaasti. Journal of Nutrition 125(10):2536-2540, 1995. (20) Crouse, J.R., & Grundy, S.M. Alkoholin vaikutukset plasman lipoproteiineihin sekä kolesterolin ja triglyseridien aineenvaihduntaan ihmisellä. Journal of Lipid Research 25:486-496, 1984. (21) Lieber, C.S. Perspectives: Lieber (Lieber, Lieber): Voidaanko alkoholin kaloreita laskea? American Journal of Clinical Nutrition 54:976-982, 1991. (22) Reinus, J.F.; Heymsfield, S.B.; Wiskind, R.; Casper, K.; & Galambos, J.T. Ethanol: Suhteellinen polttoainearvo ja metaboliset vaikutukset in vivo. Metabolism 38(2):125-135, 1989. (23) Andersson, S.; Cronholm, T.; & Sjövall, J. Etanolin redox-vaikutukset steroidimetaboliaan. Alkoholismi: Clinical and Experimental Research 10(6)(Suppl): 55S-63S, 1986. (24) Wright, H.I.; Gavaler, J.S.; & Van Thiel, D. Alkoholin vaikutukset miehen lisääntymisjärjestelmään. Alcohol Health & Research World 15(2):110-114, 1991. (25) Cicero, T.J., & Bell, R.D. Etanolin ja asetaldehydin vaikutukset testosteronin biosynteesiin jyrsijän kiveksissä. Biochemical and Biophysical Research Communications 94(3):814-819, 1980. (26) Johnston, D.E.; Chiao, Y.B.; Gavaler, J.S.; & Van Thiel, D.H. Testosteronin synteesin estäminen etanolin ja asetaldehydin avulla. Biokemiallinen farmakologia 30(13):1827-1830, 1981. (27) Chiao, Y.B., & Van Thiel, D.H. Biokemialliset mekanismit, jotka vaikuttavat alkoholin aiheuttamaan hypogonadismiin miehillä. Alkoholismi: Clinical and Experimental Research 7(2):131-134, 1983. (28) Mello, N.K.; Mendelson, J.H.; & Teoh, S.K. Katsaus alkoholin vaikutuksiin naisten neuroendokriiniseen toimintaan. In: Zakhari, S., toim. Alcohol and the Endocrine System. National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism -tutkimusmonografia nro 23. NIH Publication No. 93-3533. Bethesda, MD: Institute, 1993. s. 139-169. (29) Van Thiel, D.H.; Gavaler, J.; & Lester, R. Ethanol inhibition of vitamin A metabolism in the testes: Mahdollinen mekanismi alkoholistien steriiliydelle. Science 186(4167):941-942, 1974. (30) National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism. Alcohol Alert: Alcohol and Hormones. N:o 26, PH 352. Bethesda, MD: instituutti, 1994. (31) Gordon, G.G.; Altman, K.; Southren, A.L.; Rubin, E.; & Lieber, C.S. Alkoholin (etanolin) antamisen vaikutus sukupuolihormonien aineenvaihduntaan normaaleilla miehillä. The New England Journal of Medicine 295(15):793-797, 1976. (32) Bannister, P., & Lowosky, M.S. Etanoli ja hypogonadismi. Alcohol & Alcoholism 22(3):213-217, 1987. (33) Leo, M.A., & Lieber, C.S. Hepaattinen A-vitamiinin ehtyminen alkoholin aiheuttamassa maksavauriossa. The New England Journal of Medicine 307(10):597-601, 1982. (34) Ginsburg, E.S.; Walsh, B.W.; Shea, B.F.; Gao, X.; Gleason, R.E.; & Barbieri, R.L. Etanolin vaikutukset estradiolin puhdistumaan postmenopausaalisilla naisilla. Fertility and Sterility 63(6):1227-1230, 1995. (35) National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism. Alcohol Alert: Alcohol-Medication Interactions. N:o 27, PH 355. Bethesda, MD: instituutti, 1995. (36) Black, M. Acetaminophen hepatotoxicity. Annual Review of Medicine 35:577-593, 1984. (37) Seeff, L.B.; Cuccherini, B.A.; Zimmerman, H.J.; Adler, E.; & Benjamin, S.B. Acetaminophen hepatotoxicity in alcoholics: Terapeuttinen väärinkäsitys. Annals of Internal Medicine 104(3):399-404, 1986.

Kaikki Alcohol Alertin sisältämä aineisto on julkista ja sitä saa käyttää tai jäljentää ilman National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism (NIAAA) lupaa. Lähteen mainitseminen on tervetullutta.
Copies of the Alcohol Alert are available free of charge from the:

Tämän julkaisun koko teksti on saatavilla NIAAA:n World Wide Web-sivustolla osoitteessa http://www.niaaa.nih.gov

U.S. DEPARTMENT OF HEALTH AND HUMAN SERVICES
Public Health Service * National Institutes of Health

Päivitetty: Lokakuu 2000