De stofwisseling van alcohol

De lever is het meest kwetsbaar voor beschadiging door alcohol, doordat grote hoeveelheden alcohol de capaciteit van de lever ondermijnen. Daardoor komen andere processen die de lever dient uit te voeren in gevaar. Tevens kunnen andere stoffen niet goed meer verwerkt worden. Er kunnen zich dan meerdere afwijkingen van de lever naast elkaar voordoen. Een en ander resulteert in een opbouw van giffen rond de cellen.

• Algemeen
• Slechte verwerking van alcohol
• Het omzetten van alcohol in de lever
• Effecten van alcohol op zenuwcellen en hersenen
• Effecten van alcohol op celniveau
• Een verstoorde werking van andere stoffen door alcohol

Algemeen

Alcohol (ethanol) is een klein organisch molecuul en komt niet voor in de normale voeding, maar kan er wel op natuurlijke wijze aan worden toegevoegd. Met organisch wordt bedoeld dat het molecuul gemaakt wordt door organismen. Het is zowel in water als in vet goed oplosbaar, wat inhoudt dat enerzijds alcohol snel via het bloed verspreid kan worden en anderzijds dat alcohol gemakkelijk de cellen kan binnendringen. Het celmembraan bestaat uit een dubbelpolige laag van vetmoleculen waar wateroplosbare stoffen moeilijk doorheen komen. Dat geldt echter niet voor alcohol. Het betekent tevens dat alcohol vlot de zogenaamde bloed-hersenbarrière kan slechten, want ook die bestaat uit membranen. Alcohol wordt in de natuur gevormd door gisting, waarbij suiker (van vruchten en granen) door middel van enzymen wordt omgezet in alcohol. Bacteriën en eencellige micro-organismen bezitten deze enzymen om in hun eigen energiebehoefte te voorzien.

Slechte verwerking van alcohol

Het gevolg van een en ander is dat alcohol niet door alle lichaamscellen verwerkt kan worden, maar uitsluitend door levercellen. Alle lichaamscellen kunnen echter wel glucose, vetzuren en aminozuren verwerken. Alcohol is derhalve geen noodzakelijke voedingsstof en verwerking daarvan heeft dan ook in de evolutiefase geen prioriteit gekregen. De doorsnee cel heeft daardoor de kans gemist om alcohol direct als brandstof te kunnen gebruiken, ze wordt er echter wel mee geconfronteerd door de consumptie van gegist voedsel. Alcohol heeft energetische voedingswaarde doordat de cel energie uit de chemische verbindingen tussen de koolstof- en waterstofatomen weet te gebruiken. Verbranding van alcohol levert per gram circa zeven kcal op, ter vergelijking voor glucose is dat vier en voor vet negen kcal. In de evolutie is een apart orgaan tot ontwikkeling gekomen dat een centrale rol vervult in de verwerking van allerlei soorten biologische moleculen, waaronder alcohol. Dat orgaan is de lever, die het lichaam behoedt voor vergiftiging.

Het omzetten van alcohol in de lever

De capaciteit van de lever om alcohol te verwerken is weliswaar groot, maar natuurlijk niet zo groot als die voor bijvoorbeeld glucose, wat immers door alle lichaamscellen kan worden verwerkt. Omdat de opname van alcohol in de darm bijzonder snel verloopt en de consumptie meestal niet beperkt blijft tot één glas, zal de concentratie van alcohol in het bloed snel stijgen. De effecten op het zenuwstelsel zijn dan ook al na korte tijd merkbaar, met dien verstande dat bij regelmatig gebruik van alcohol de activiteit van de betrokken leverenzymen verhoogd is door aanpassing van de levercellen aan het hoge aanbod. Echter naast dit trainingseffect van de lever bij mensen die regelmatig alcohol gebruiken, speelt ook aanleg een rol. Een grote consumptie van alcohol kan op de duur echter leiden tot een stoornis in de waterhuishouding, wat leidt tot een permanent dorstgevoel.

De afbraak van alcohol

De levercellen beschikken over een enzym alcoholdehydrogenase (ADH) dat alcohol afbreekt, door het knippen van twee waterstofatomen, tot aceetaldehyde, wat een stof is met een hoge toxiciteit. Het gaat namelijk gemakkelijk scheikundige reacties aan met andere biologische moleculen, waardoor beschadiging van cellen kan optreden. De hoeveelheid aceetaldehyde die in het bloed terechtkomt blijft echter gering, omdat de omzetting in de levercel van aceetaldehyde naar azijnzuur bijzonder snel plaatsvindt. Azijnzuur is een stof die elke cel kan verwerken. Het is een van de brandstoffen voor de citroenzuurcyclus in de mitochondriën. Aldaar wordt azijnzuur afgebroken in kooldioxide (CO2) en water (H2O).

Effecten van alcohol op zenuwcellen en hersenen

Een definitief antwoord op de vraag op welke wijze alcohol de functie van een zenuwcel beïnvloedt kan niet worden gegeven. Een groot probleem waarmee het onderzoek van de hersenen geconfronteerd wordt, is de lastige toegankelijkheid in vergelijking met die van andere organen zoals het hart of de nieren. Hersenen en ruggenmerg liggen beschermd in de schedel en het wervelkanaal, waardoor ze technisch moeilijk te benaderen zijn. Moderne beeldvormende technieken zoals de MRI-scan en de Pet-scan laten zien welke hersendelen geactiveerd worden bij verschillende cognitieve functies. De interpretatie van die kennis is echter lastig omdat de context ontbreekt. Ook het beoordelen van het effect van alcohol op een bepaald zenuwcircuit blijkt tot dusverre onduidelijk, omdat het onmogelijk is een onderscheid te maken tussen directe- en indirecte alcoholeffecten op de verschillende hersengebieden. De geestelijke en lichamelijke verschijnselen die optreden na consumptie van alcohol zijn dus eigenlijk het resultaat van allerlei deeleffecten. Deze constatering maakt de grote verschillen in het effect van alcohol op mensen begrijpelijk.

Effecten van alcohol op celniveau

Op celniveau kan echter wel het effect van alcohol onderzocht worden. De meest waarschijnlijke verklaring voor het werkingsmechanisme van alcohol op de zenuwcel is de directe invloed van alcohol op de membraan eigenschappen. Het binnendringen van alcoholmoleculen in de dubbele vetlaag zou de doorlaatbaarheid van het membraan voor ionen, zoals chloor, natrium en kalium, kunnen veranderen. Daardoor zou de prikkelbaarheid van zenuwcellen kunnen toe- of afnemen. Een verandering van de membraanstructuur kan ook optreden in de synaps (plaats van prikkeloverdracht tussen twee zenuwcellen). Dit betekent dat zowel de afgifte van de prikkelstof (neurotransmitters) aan het presynaptische membraan als de gevoeligheid van de receptor voor de prikkelstof veranderd kunnen zijn. Receptoren bevinden zich in het postsynaptische membraan. Bij het beschouwen van het alcoholeffect op het celmembraan moeten we ons realiseren dat de concentratie van alcohol meer dan 1000 keer hoger is dan die van neurotransmitters. Dit geldt overigens ook voor de concentratie van medicijnen of nicotine. Een direct effect van alcohol op de receptor (sleutel-slot mechanisme) van de synaps lijkt daarom weinig waarschijnlijk.

Een verstoorde werking van andere stoffen door alcohol

De belasting van grote hoeveelheden alcohol, wat de capaciteit van de lever aantast, verstoort de leverfunctie bij de verwerking van andere stoffen. Dit komt doordat veel stofwisselingsreacties in de cel gebruik maken van co-enzymen voor het transport van waterstofatomen. Het belangrijkste co-enzym nicotamide-adenine-dinucleotide (NAD) transporteert het waterstofatoom uit een reactie in het celplasma naar het mitochondrion, waar het waterstof uiteindelijk gekoppeld wordt aan zuurstof onder vorming van water. De energie die daarbij vrijkomt wordt gebruikt om ATP te maken uit ADP en P.NAD wordt niet alleen gebruikt bij de afbraak van alcohol, maar ook bij de afbraak van andere voedingsstoffen. Daardoor is de omzettingssnelheid van die processen vertraagd. Dat kan de volgende stoornissen in de verwerking van normale voedingsstoffen veroorzaken:

• vertraagde gluconeogenese: vorming van glucose uit andere stoffen, waardoor een verhoogd risico op hypoglykemie
• remming van de eiwitsynthese: een tekort aan eiwitten in het plasma en een tekort aan aminozuren voor opbouw spiereiwitten
• remming van de vetoxidatie: een verhoogde afgifte van vet aan het bloed en stapeling in de lever zelf

Gevolgen

Deze verstoring van de intermediaire stofwisseling leidt geleidelijk tot een toenemende vergiftiging van het milieu rond de cellen. Bij chronisch alcoholgebruik zal die verstoring op den duur leiden tot toenemende veranderingen van celfuncties in diverse organen. Het gevolg hiervan wordt merkbaar in de vorm van ernstige afwijkingen van deze organen.

Lees verder

• De activiteiten van de lever
• De lever en zijn uiteenlopende taken