National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism No. 35; PH 371 januari 1997
Alcohol Metabolisme
Metabolisme is het lichaamsproces waarbij ingenomen stoffen worden omgezet in andere verbindingen. Het metabolisme heeft tot gevolg dat sommige stoffen giftiger en andere minder giftig worden dan de oorspronkelijk ingenomen stoffen. Het metabolisme omvat een aantal processen, waarvan er één oxidatie wordt genoemd. Door oxidatie wordt alcohol ontgift en uit het bloed verwijderd, waardoor wordt voorkomen dat de alcohol zich ophoopt en de cellen en organen vernietigt. Een kleine hoeveelheid alcohol ontsnapt aan het metabolisme en wordt onveranderd uitgescheiden via de adem en de urine. Totdat alle geconsumeerde alcohol is gemetaboliseerd, wordt het door het lichaam verspreid, waarbij de hersenen en andere weefsels worden aangetast (1,2). Zoals in deze Alcohol Alert wordt uitgelegd, kunnen we door inzicht in het alcoholmetabolisme leren hoe het lichaam zich van alcohol kan ontdoen, en kunnen we enkele factoren onderscheiden die dit proces beïnvloeden. Bestudering van het alcoholmetabolisme kan ons ook helpen te begrijpen hoe dit proces het metabolisme van voedsel, hormonen en medicijnen beïnvloedt.
Bloedalcoholconcentratie (BAC) na de snelle consumptie van verschillende hoeveelheden alcohol door acht volwassen nuchtere mannelijke proefpersonen.* (Aangepast van Wilkinson et al, Journal of Pharmacokinetics and Biopharmaceutics 5(3):207-224, 1977.)
100 mg% is het wettelijk toegestane bedwelmingsniveau in de meeste staten. 50 mg% is het niveau waarop de rijvaardigheid begint te verslechteren. (JAMA 255:522-527, 1986.)
*Als hetzelfde aantal drankjes over een langere periode wordt genuttigd, zullen de BAC’s lager zijn.
Het stofwisselingsproces
Wanneer alcohol wordt geconsumeerd, komt het vanuit de maag en de darmen in het bloed terecht, een proces dat absorptie wordt genoemd. Alcohol wordt dan gemetaboliseerd door enzymen, dat zijn lichaamschemicaliën die andere chemicaliën afbreken. In de lever zorgt een enzym, alcoholdehydrogenase (ADH) genaamd, voor de omzetting van alcohol in acetaldehyde. Acetaldehyde wordt door andere enzymen snel omgezet in acetaat en uiteindelijk gemetaboliseerd tot kooldioxide en water. Alcohol wordt ook in de lever gemetaboliseerd door het enzym cytochroom P450IIE1 (CYP2E1), dat kan toenemen na chronisch drinken (3). Het grootste deel van de geconsumeerde alcohol wordt in de lever gemetaboliseerd, maar de kleine hoeveelheid die ongemetaboliseerd blijft, maakt het mogelijk de alcoholconcentratie te meten in de adem en de urine.
De lever kan slechts een bepaalde hoeveelheid alcohol per uur metaboliseren, ongeacht de hoeveelheid die is geconsumeerd. De snelheid van het alcoholmetabolisme hangt gedeeltelijk af van de hoeveelheid metaboliserende enzymen in de lever, die van individu tot individu verschilt en genetische determinanten lijkt te hebben (1,4). In het algemeen bereikt de hoeveelheid alcohol in het bloed van de drinker (bloedalcoholconcentratie of BAC) na de consumptie van één standaarddrankje binnen 30 tot 45 minuten een piek. (Een standaarddrankje wordt gedefinieerd als 12 ons bier, 5 ons wijn of 1,5 ons 80-procent gedistilleerd, die alle dezelfde hoeveelheid alcohol bevatten). De BAC-curve, die op de vorige bladzijde is afgebeeld, geeft een schatting van de tijd die nodig is om verschillende hoeveelheden alcohol te absorberen en te metaboliseren (5). Alcohol wordt langzamer gemetaboliseerd dan geabsorbeerd. Aangezien het metabolisme van alcohol traag is, moet de consumptie worden gecontroleerd om ophoping in het lichaam en intoxicatie te voorkomen.
Factoren die de absorptie en het metabolisme van alcohol beïnvloeden
Voeding. Een aantal factoren beïnvloedt het absorptieproces, waaronder de aanwezigheid van voedsel en het soort voedsel in het maagdarmkanaal wanneer alcohol wordt geconsumeerd (2,6). De snelheid waarmee alcohol wordt geabsorbeerd, hangt af van de snelheid waarmee de maag zijn inhoud in de darm leegt. Hoe hoger het vetgehalte van de voeding, hoe meer tijd deze lediging in beslag zal nemen en hoe langer het absorptieproces zal duren. In een studie werd vastgesteld dat personen die alcohol dronken na een maaltijd die vet, eiwitten en koolhydraten bevatte, de alcohol ongeveer drie keer langzamer absorbeerden dan wanneer zij alcohol op een lege maag gebruikten (7).
Geslacht. Vrouwen absorberen en metaboliseren alcohol anders dan mannen. Zij hebben een hoger BAC na inname van dezelfde hoeveelheid alcohol als mannen en zijn vatbaarder voor alcoholische leverziekte, hartspierbeschadiging (8) en hersenbeschadiging (9). Het verschil in BAC’s tussen vrouwen en mannen wordt toegeschreven aan de kleinere hoeveelheid lichaamswater van vrouwen, vergelijkbaar met het laten vallen van dezelfde hoeveelheid alcohol in een kleinere emmer water (10). Een bijkomende factor die bijdraagt tot het verschil in BAC’s kan zijn dat bij vrouwen het alcoholmetaboliserende enzym ADH in de maag minder actief is, waardoor een groter deel van de ingenomen alcohol in het bloed terechtkomt. De combinatie van deze factoren kan vrouwen kwetsbaarder maken voor door alcohol veroorzaakte lever- en hartschade dan mannen (11-16).
Effecten van het alcoholmetabolisme
Lichaamsgewicht. Hoewel alcohol een betrekkelijk hoge caloriewaarde heeft, 7,1 calorieën per gram (ter vergelijking: 1 gram koolhydraten bevat 4,5 calorieën, en 1 gram vet 9 calorieën), leidt alcoholconsumptie niet noodzakelijk tot een toename van het lichaamsgewicht. Een analyse van de gegevens van het eerste National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES I) toonde aan dat, hoewel drinkers aanzienlijk meer calorieën innemen dan niet-drinkers, drinkers niet zwaarlijviger zijn dan niet-drinkers. In feite hadden vrouwelijke drinkers een aanzienlijk lager lichaamsgewicht dan niet-drinkers. Naarmate de alcoholinname bij mannen toenam, nam hun lichaamsgewicht af (17). Een analyse van gegevens van het tweede National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES II) en andere grote nationale studies vond gelijkaardige resultaten voor vrouwen (18), hoewel de relatie tussen drinken en lichaamsgewicht voor mannen inconsistent is. Hoewel matige doses alcohol toegevoegd aan het dieet van magere mannen en vrouwen niet lijken te leiden tot gewichtstoename, hebben sommige studies gewichtstoename gemeld wanneer alcohol wordt toegevoegd aan het dieet van personen met overgewicht (19,20).
Wanneer chronische zware drinkers alcohol vervangen door koolhydraten in hun dieet, vallen zij af en wegen zij minder dan hun niet-drinkende collega’s (21,22). Bovendien, wanneer chronische zware drinkers alcohol toevoegen aan een anders normale voeding, komen zij niet aan in gewicht (21).
Sekshormonen. Alcoholmetabolisme verandert het evenwicht van voortplantingshormonen bij mannen en vrouwen (23-28). Bij mannen draagt het alcoholmetabolisme bij tot testiculair letsel en schaadt het de testosteronsynthese en de spermaproductie (24,29). In een studie van normale gezonde mannen die gedurende 4 weken dagelijks 220 gram alcohol kregen, daalde het testosterongehalte reeds na 5 dagen en bleef het dalen gedurende de hele studieperiode (30,31). Een langdurig tekort aan testosteron kan bijdragen tot de vervrouwelijking van mannen, bijvoorbeeld borstvergroting (32). Bovendien kan alcohol de normale structuur en beweging van sperma verstoren door het metabolisme van vitamine A te remmen, dat essentieel is voor de ontwikkeling van sperma (30,33). Bij vrouwen kan de alcoholstofwisseling bijdragen tot een verhoogde productie van een vorm van oestrogeen, oestradiol genaamd (dat bijdraagt tot een verhoogde botdichtheid en een verminderd risico op kransslagaderaandoeningen) en tot een verminderd oestradiolmetabolisme, wat leidt tot verhoogde oestradiolspiegels (28). Eén onderzoeksevaluatie wijst uit dat de oestradiolspiegel stijgt bij premenopauzale vrouwen die iets meer dan genoeg alcohol consumeerden om acuut de wettelijke grens voor alcohol (BAC van 0,10 procent) te bereiken (28). Een studie naar het effect van alcohol op het oestradiolgehalte bij postmenopauzale vrouwen toonde aan dat bij vrouwen die oestradiolpleisters droegen, acute alcoholconsumptie het oestradiolgehalte op korte termijn aanzienlijk verhoogde (34).
Geneesmiddelen. Chronisch zwaar drinken lijkt het enzym CYP2E1 te activeren, dat verantwoordelijk kan zijn voor de omzetting van de vrij verkrijgbare pijnstiller acetaminophen (TylenolTM) en vele andere) in chemische stoffen die leverschade kunnen veroorzaken, zelfs wanneer acetaminophen in standaard therapeutische doses wordt ingenomen (3,35,36). Een overzicht van onderzoeken naar leverschade als gevolg van de wisselwerking tussen acetaminofen en alcohol meldde dat deze effecten bij alcoholisten al kunnen optreden bij een inname van 2,6 gram acetaminofen (vier tot vijf pillen “extra sterk”) in de loop van de dag bij personen die verschillende hoeveelheden alcohol gebruiken (35,37). De schade die door de wisselwerking tussen alcohol en acetaminofen wordt veroorzaakt, treedt eerder op wanneer acetaminofen wordt ingenomen nadat, in plaats van voordat, de alcohol is gemetaboliseerd. Alcoholgebruik beïnvloedt het metabolisme van een grote verscheidenheid van andere geneesmiddelen, waardoor de activiteit van sommige wordt verhoogd en die van andere wordt verlaagd, waardoor de werkzaamheid afneemt (35).
Alcoholmetabolisme–Een commentaar van
NIAAA directeur Enoch Gordis, M.D.De studie van het metabolisme heeft zowel praktische als bredere wetenschappelijke implicaties. Wat de praktische kant betreft, stelt informatie over de wijze waarop het lichaam alcohol metaboliseert ons in staat om bijvoorbeeld te berekenen wat onze bloedalcoholconcentratie (BAC) waarschijnlijk zal zijn na het drinken, met inbegrip van de invloed van voedsel en geslachtsverschillen in de snelheid van het alcoholmetabolisme op de BAC. Deze informatie is uiteraard van belang bij deelname aan activiteiten waarvoor concentratie vereist is, zoals autorijden of het bedienen van gevaarlijke machines.
Wat de ruimere wetenschappelijke toepassing betreft, is het metabolisme, dat reeds lang bestudeerd wordt, in opkomst met nieuwe implicaties voor de studie van alcoholisme en de medische gevolgen ervan. Bijvoorbeeld, hoe staat het metabolisme in verband met de weerstand van sommige individuen tegen alcoholisme? Wij weten dat sommige overgeërfde afwijkingen in het metabolisme (b.v. de flushing reactie bij sommige personen van Aziatische afkomst) de weerstand tegen alcoholisme bevorderen. Recente gegevens van twee grootschalige door de NIAAA gesteunde genetische studies suggereren dat alcohol dehydrogenase genen geassocieerd kunnen worden met differentiële weerstand en kwetsbaarheid voor alcohol. Deze bevindingen zijn belangrijk voor de studie van de vraag waarom sommige mensen alcoholisme ontwikkelen en anderen niet. Studies van het metabolisme kunnen ook alternatieve paden van alcoholmetabolisme identificeren, wat kan helpen verklaren hoe alcohol de eliminatie van sommige stoffen versnelt (bv. barbituraten) en de toxiciteit van andere stoffen verhoogt (bv. acetaminofen). Deze informatie zal zorgverleners helpen bij het adviseren van patiënten over interacties tussen alcohol en geneesmiddelen die de werkzaamheid van sommige therapeutische geneesmiddelen kunnen verminderen of andere schadelijk kunnen maken.
(1) Bosron, W.F.; Ehrig, T.; & Li,T.-K. Genetische factoren in alcoholmetabolisme en alcoholisme. Seminars in Liver Disease 13(2):126-135, 1993. (2) Wallgren, H. Absorptie, diffusie, distributie en eliminatie van ethanol: Effect op biologische membranen. In: International Encyclopedia of Pharmacology and Therapeutics. Vol. 1. Oxford: Pergamon, 1970. pp. 161-188. (3) Lieber, C.S. Metabolic consequences of ethanol. The Endocrinologist 4(2):127-139, 1994. (4) Benet, L.Z.; Kroetz, D.L.; & Sheiner, L.B. Pharmacokinetics: De dynamiek van de absorptie, distributie en eliminatie van geneesmiddelen. In: Molinoff, P.B., & Ruddon, R.W., eds. Goodman and Gillman’s The Pharmacological Basis of Therapeutics. 9e 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. Berlijn: Urban en 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: Comparison of ethanol ingestion before or after an evening meal. British Journal of Clinical Pharmacology 40:387-392, 1995. (7) Jones, A.W., & Jönsson, K.A. Food-induced lowering of blood-ethanol profiles and increased rate of elimination immediately after a meal. 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. Het grotere risico van alcoholische cardiomyopathie en myopathie bij vrouwen in vergelijking met mannen. JAMA 274(2):149-154, 1995. (9) Nixon, S.J. Cognitive deficits in alcoholic women. Alcohol Health & Research World 18(3):228-232, 1994. (10) National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism. Alcohol Alert: Alcohol and Women. Nr. 10, PH 290. Bethesda, MD: het Instituut, 1990. (11) Frezza, M.; Di Padova, C.; Pozzato, G.; Terpin, M.; Baroana, E.; & Lieber, C.S. Hoge alcoholgehalten in het bloed bij vrouwen: The role of decreased gastric alcohol dehydrogenase activity and first-pass metabolism. 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: Bewijs voor versnelde ontwikkeling van lichamelijke ziekte bij vrouwen. 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: Relation to sex and signs of autoimmunity. British Medical Journal 1:1497-500, 1977. (14) Morgan, M.Y., & Sherlock, S. Seksegerelateerde verschillen bij 100 patiënten met alcoholische leverziekte. British Medical Journal 1:939-941, 1977. (15) Saunders, J.B.; Davis, M.; & Williams, R. Do women develop alcoholic liver disease more easily than men? 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. Lean and heavy women may not use energy from alcohol with equal efficiency. Journal of Nutrition 125(10):2536-2540, 1995. (20) Crouse, J.R., & Grundy, S.M. Effects of alcohol on plasma lipoproteins and cholesterol and triglyceride metabolism in man. Journal of Lipid Research 25:486-496, 1984. (21) Lieber, C.S. Perspectieven: Tellen alcoholcalorieën? American Journal of Clinical Nutrition 54:976-982, 1991. (22) Reinus, J.F.; Heymsfield, S.B.; Wiskind, R.; Casper, K.; & Galambos, J.T. Ethanol: Relatieve brandstofwaarde en metabolische effecten in vivo. Metabolisme 38(2):125-135, 1989. (23) Andersson, S.; Cronholm, T.; & Sjövall, J. Redox effects of ethanol on steroid metabolism. Alcoholisme: Clinical and Experimental Research 10(6)(Suppl): 55S-63S, 1986. (24) Wright, H.I.; Gavaler, J.S.; & Van Thiel, D. Effecten van alcohol op het mannelijk voortplantingssysteem. Alcohol Health & Research World 15(2):110-114, 1991. (25) Cicero, T.J., & Bell, R.D. Effecten van ethanol en acetaldehyde op de biosynthese van testosteron in de knaagdiertestes. Biochemical and Biophysical Research Communications 94(3):814-819, 1980. (26) Johnston, D.E.; Chiao, Y.B.; Gavaler, J.S.; & Van Thiel, D.H. Inhibition of testosterone synthesis by ethanol and acetaldehyde. Biochemische Farmacologie 30(13):1827-1830, 1981. (27) Chiao, Y.B., & Van Thiel, D.H. Biochemical mechanisms that contribute to alcohol-induced hypogonadism in the male. Alcoholisme: Clinical and Experimental Research 7(2):131-134, 1983. (28) Mello, N.K.; Mendelson, J.H.; & Teoh, S.K. An overview of the effects of alcohol on neuroendocrine function in women. In: Zakhari, S., ed. Alcohol and the Endocrine System. National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism Research Monograph No. 23. NIH-publicatie nr. 93-3533. Bethesda, MD: het instituut, 1993. pp. 139-169. (29) Van Thiel, D.H.; Gavaler, J.; & Lester, R. Ethanol inhibition of vitamin A metabolism in the testes: Mogelijk mechanisme voor steriliteit bij alcoholisten. Science 186(4167):941-942, 1974. (30) National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism. Alcohol Alert: Alcohol and Hormones. Nr. 26, PH 352. Bethesda, MD: het Instituut, 1994. (31) Gordon, G.G.; Altman, K.; Southren, A.L.; Rubin, E.; & Lieber, C.S. Effect of alcohol (ethanol) administration on sex-hormone metabolism in normal men. The New England Journal of Medicine 295(15):793-797, 1976. (32) Bannister, P., & Lowosky, M.S. Ethanol and hypogonadism. Alcohol & Alcoholism 22(3):213-217, 1987. (33) Leo, M.A., & Lieber, C.S. Hepatic vitamin A depletion in alcoholic liver injury. 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. The effects of ethanol on the clearance of oestradiol in postmenopauzale women. Fertility and Sterility 63(6):1227-1230, 1995. (35) National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism. Alcohol Alert: Alcohol-Medication Interactions. Nr. 27, PH 355. Bethesda, MD: het Instituut, 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: Een therapeutische tegenslag. Annals of Internal Medicine 104(3):399-404, 1986.
Al het materiaal in de Alcohol Alert behoort tot het publieke domein en mag zonder toestemming worden gebruikt of gereproduceerd door het National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism (NIAAA). Bronvermelding wordt op prijs gesteld.
Kopieën van de Alcohol Alert zijn gratis verkrijgbaar bij de:NIAAAPublications
P.O. Box 34443
Washington, DC 20043De volledige tekst van deze publicatie is beschikbaar op de World Wide Web site van NIAAA op http://www.niaaa.nih.gov
U.S. DEPARTMENT OF HEALTH AND HUMAN SERVICES
Public Health Service * National Institutes of HealthUpdated: Oktober 2000