Einfluss von Alkohol auf Gehirnzellen

Die Situation ist definitiv äußerst komplex, und Sie sollten wahrscheinlich vergessen, eine genaue Gleichung zu haben, um sie zu definieren.

Wenn es um die Wirkung eines Stoffes auf den Organismus geht, müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden. Diese werden allgemein unter dem Begriff Pharmakodynamik zusammengefasst .

Einige der zu berücksichtigenden Faktoren sind:

• Die Dosis der Substanz
• Der Verabreichungsweg
• Der Stoffwechsel der Substanz
• Das Zielorgan

Das Problem ist, dass nicht alles Ethanol, das Sie trinken, ins Gehirn gelangt , und es wird nicht unbedingt sofort dorthin gelangen, oder alles gleichzeitig. All dies wird die Auswirkungen auf das Gehirn verändern. Außerdem gibt es mehrere Störfaktoren, von denen ich versucht habe, einige aufzulisten.

Ich habe hier ein paar Informationen über den Ethanol-Stoffwechsel zusammengefasst, hauptsächlich entnommen aus Principles of Forensic Toxicology - Chapter 10 von Barry Levine und Yale H. Caplan

Ethanol wird normalerweise durch Trinken aufgenommen, was bedeutet, dass es den Gastrointestinaltrakt (GI) (dh Magen und Darm) passieren muss, bevor es in den Blutkreislauf gelangt. Dieser Weg ermöglicht praktisch 100 % der Absorption von Ethanol im Körper, wobei der Hauptort der Absorption der Dünndarm ist, der etwa 75 % einer Ethanoldosis absorbiert. Der Rest wird im Magen und in den anderen Teilen des Darms resorbiert.

Die Aufnahme im Magen-Darm-Trakt ist abhängig von der Art des Getränks: Beispielsweise werden kohlensäurehaltige alkoholische Getränke schneller aufgenommen als „normale“. Auch der Alkoholgehalt ist wichtig: Ein stark verdünntes Getränk wird langsamer aufgenommen als eines mit 10-30 % Ethanol, da letzteres ein größeres Konzentrationsgefälle zwischen Magen-Darm-Trakt und Kreislauf erzeugt und somit schneller diffundiert. Allerdings wird mehr als 30 % Ethanol die Schleimbildung verstärken, was die Absorption verlangsamt. Darüber hinaus hängt die Resorption vom Zustand des Magen-Darm-Trakts ab: Vorerkrankungen (z. B. Entzündungen) können die Geschwindigkeit verändern, mit der der Alkohol in den Blutkreislauf gelangt.

Aber vom Gehirn sind wir noch weit entfernt! Nach der Absorption gelangt Ethanol in die Hohlvene und passiert die Leber, wo es durch ein Enzym namens Alkoholdehydrogenase (ADH) metabolisiert (zerstört) werden kann, das Ethanol in Acetalaldehyd umwandelt und so die Ethanolkonzentration im Blut effektiv reduziert. Dies ist ein bekanntes Phänomen für viele Medikamente und wird als First-Pass-Effekt bezeichnet . Wichtig ist, dass der menschliche Magen auch ADH exprimiert, sodass dieser First-Pass-Effekt beginnen kann, noch bevor er die Leber erreicht! Die Wirkung von ADH im Magen hängt offensichtlich davon ab, wie lange das Ethanol dort verbleibt. Er wird also auf nüchternen Magen niedriger sein als nach einer großen Mahlzeit.

Nahrung ist in der Tat auch ein bekannter Faktor, der die Menge an Ethanol im Blut reduziert.

Beispielsweise zeigen diese Diagramme den Ethanolgehalt im Blut von vier gesunden Probanden nach 10-stündigem Fasten (ausgefüllte Kreise) oder nach dem Frühstück (leere Kreise), nachdem sie die gleiche Dosis von 0,80 g Ethanol/kg Körpergewicht in 30 Minuten getrunken hatten.

Aus: Lebensmittelbedingte Senkung der Blut-Ethanol-Profile und erhöhte Ausscheidungsrate unmittelbar nach einer Mahlzeit – Jones AW und Jönsson KA – J Forensic Sci. , 1994 .

Wie Sie sehen können, verringert das Essen den Ethanolgehalt im Blut stark. Sehen Sie auch, wie es zwischen den verschiedenen Fächern ziemlich viele Unterschiede gibt (wenn Sie das Papier öffnen, sehen Sie auch die Diagramme von anderen 6 Fächern).

Sie können sich zum Beispiel auch dieses Papier ansehen (habe gerade eine zufällige Studie erhalten, es scheint eine Menge davon zu geben): First-Pass-Metabolismus von Ethanol. - Lieber CS et al. - Alkohol Alkoholergänzung , 1994

Aus der Leber kommend gelangt Ethanol in die rechte Seite des Herdes und von dort in die Lunge. Dies stellt für die meisten Medikamente kein besonderes Problem dar, aber Ethanol ist flüchtig! Ein Teil des Ethanols wird also durch die Atmung freigesetzt (in der Tat ist die "klassische" Art zu sagen, ob jemand Alkohol getrunken hat, seinen Atem zu riechen). Dies erklärt jedoch nur eine geringfügige Abnahme des Ethanolspiegels im Blut.

Schließlich kann Ethanol beginnen, den Körper zu umkreisen. Da es sich um ein wasserlösliches Molekül handelt, wird es dazu neigen, in wasserhaltige Teile unseres Körpers zu diffundieren (dh Sie werden nicht viel Ethanol im Fett finden), einschließlich des Gehirns.

Inzwischen hat jedoch der Ausscheidungsprozess eingesetzt: Ethanol kann über Urin, Schweiß und Atem ausgeschieden werden, wobei der Hauptausscheidungsweg die epathische Metabolisierung durch ADH ist, die >90 % der Ethanolausscheidung ausmacht.

Es gibt eine nette Formel, um all dies auszudrücken, die sogenannte Widmark-Gleichung:

$A=\frac{Wr(C_t+\beta*t)}{0.8z}$

wo

$A$= Anzahl der konsumierten Getränke
$W$= Körpergewicht (wichtig wegen des Wassergehalts im Körper)
$r$= Widmark-Konstante (abhängig von Geschlecht, Alter etc.)
$C_t$= Ethanolkonzentration im Blut zum Zeitpunkt t
$\beta$= Alkoholausscheidungsrate
$t$= Zeit seit dem ersten Getränk
$z$= Alkoholmenge pro Getränk

Beispiele für diese Formel finden Sie in diesem PDF zu Widmark-Gleichungen

Und nun zum Gehirn: Ethanol hat tatsächlich verschiedene Wirkungen auf Neuronen. Kurzfristige Wirkung beinhaltet im Wesentlichen eine Unterdrückung der neuronalen Aktivität, wobei Ethanol in der Lage ist, die GABA-Signalgebung im Gehirn zu modulieren. Die Langzeitwirkung reicht von einer reduzierten Neurogenese (dh Geburt neuer Neuronen) über ein reduziertes Volumen bestimmter Gehirnareale, wahrscheinlich aufgrund des Verlusts von Neuronen, bis hin zu einer Entzündung im Gehirn.

Auch hier ist die Situation sehr komplex und hängt von der Häufigkeit des Trinkens, der Menge jedes Getränks und vielen anderen Faktoren ab. Eine einzelne Dosis Ethanol wird wahrscheinlich irrelevante Auswirkungen auf Ihre Neuronen haben ... da die Menge, die (in einem Schuss) für eine ernsthafte Neurotoxizität benötigt wird, Sie wahrscheinlich in ein ethisches Koma schicken wird. Die genauen Mechanismen für diese Wirkungen sind nur teilweise bekannt und lassen sich sehr wahrscheinlich aus dem Zusammenspiel zahlreicher unterschiedlicher Wirkungen ableiten.

Dieser Artikel erklärt einige der Mechanismen für den Verlust von Neuronen im Kleinhirn.

Mechanismen der ethanolinduzierten Degeneration im sich entwickelnden, reifen und alternden Kleinhirn. - Jaatinen und Rintala - Kleinhirn , 2008

Diese Mechanismen umfassen: (i) Exzitotoxizität; (ii) Ernährungsfaktoren, insbesondere Thiaminmangel; (iii) Gliaanomalien; (iv) Änderungen der Wachstumsfaktoren; (v) apoptotische Mechanismen; (vi) oxidativer Stress; und (vii) beeinträchtigte Energieerzeugung.

Ich werde nicht auf die Details eingehen, aber es sollte jetzt klar sein, dass all die Dinge, die ich bisher erwähnt habe (und viele andere Faktoren, über die ich nicht gesprochen habe), es extrem schwierig machen, eine genaue Quantifizierung der Zahl zu geben von Zellen, die durch Äthanol abgetötet werden . Sicherlich ist der Zusammenhang nicht linear, tatsächlich wurde beispielsweise mehrfach über positive Wirkungen kleiner Dosen von Alkohol berichtet.

Noch ein paar Literaturhinweise zu den Auswirkungen von Alkohol auf das Gehirn:

Reduzierte Neurogenese

Langanhaltende Reduktion der Hippocampus-Neurogenese durch Alkoholkonsum bei heranwachsenden nichtmenschlichen Primaten. -Taffeet al. -PNAS , 2010 _

Binge-Alkohol-Exposition bei Jugendlichen verändert die Proliferation von Hippocampus-Vorläuferzellen bei Ratten: Auswirkungen auf die Kinetik des Zellzyklus. - McClainet al. - J Comp Neurol. , 2011

Abnahme des Gehirnvolumens

Verringertes Volumen des Belohnungssystems im Gehirn bei Alkoholismus. - Makris et al. - Biopsychiatrie , 2008

Amygdala-Volumen im Zusammenhang mit Rückfällen und Verlangen nach Alkoholmissbrauch. -Wraseet al. - Bin J Psychiatrie. , 2008

Hyperhomocysteinämie als neuer Risikofaktor für Hirnschrumpfung bei Patienten mit Alkoholismus. - Bleichet al. - Neurosci Lett. , 2003