Химия опьянения (статья из журнала «Химия и жизнь», 1974 г.)
Чтобы победить врага, нужно его знать. Это относится и к такому врагу нашего общества, как пьянство. Мало убеждать, что пить вредно, – нужно еще и разъяснить, почему. Современные исследования физиологов, биохимиков и врачей раскрывают многие важные стороны механизма действия алкоголя на организм, позволяют понять причины возникновения патологической приверженности к спиртному.
Алкоголь проникает в кровь
Этиловый спирт благодаря малым размерам молекул и некоторым физическим свойствам прекрасно смешивается с водой и хорошо растворяется в жирах. Именно поэтому алкоголь так легко проходит сквозь биологические мембраны: он начинает всасываться сквозь слизистую оболочку уже во рту, а потом в желудке и кишечнике, и очень быстро попадает в кровь, с которой разносится по всему организму. Но как только алкоголь поступает в организм, начинается его разложение – под действием ферментов он превращается в воду и углекислоту. Основная масса попавшего в организм алкоголя (100 мг в час на килограмм веса тела) перерабатывается в печени, только 2—5% его выделяется в чистом виде через почки, потовые железы и легкие (с выдыхаемым воздухом). От соотношения этих двух процессов – поступления алкоголя в организм и его разрушения – зависит содержание алкоголя в крови, а значит, и его опьяняющее действие на мозг. Мышечная ткань задерживает алкоголь, и он или в ней окисляется (неизвестными пока для нас путями), или сразу направляется в печень для переработки. Иначе ведут себя жировые клетки: в них алкоголь накапливается, растворяясь в жирах, и избегает быстрого разрушения. Поэтому, чем больше масса мышц и чем меньше жировых тканей в организме, тем ниже концентрация алкоголя в крови и тем слабее его действие на мозг.
Особенно быстро алкоголь всасывается, если его принимать на голодный желудок – без закуски. Наоборот, обильная пища, в первую очередь, мясо, значительно замедляет процесс всасывания и снижает содержание алкоголя в крови почти вдвое. По-видимому, дело здесь в том, что продукты пищеварения, которые тоже проникают в кровь через ту же слизистую оболочку, мешают алкоголю всасываться, конкурируя с ним за право пройти сквозь мембраны. Сильно зависит степень опьянения и от эмоционального состояния человека. С одной стороны, отрицательные эмоции (горе, подавленность) как будто ускоряют всасывание алкоголя и усиливают опьянение. Но с другой стороны, всасывание может замедляться под влиянием очень сильных эмоций – гнева, большой радости и т.д. О химической стороне таких психических состояний мы знаем пока еще очень мало. Можно лишь предполагать, что подавленное настроение почему-то облегчает прохождение алкоголя сквозь биологические мембраны и, возможно, затрудняет его переработку. Сильные же эмоции вызывают резкое сужение кровеносных сосудов в области желудка и кишечника, через них проходит меньше крови, и поступление в нее алкоголя, естественно, замедляется.
Скорость всасывания алкоголя зависит и от его концентрации в напитках. Одно и то же количество алкоголя в виде пива (5—6%) или виноградного вина (9—20%) действует на организм значительно слабее, чем в виде сорокаградусной водки: при большом разведении алкоголь поступает в кровь медленнее и большая его часть успевает разрушиться, не дойдя до мозга. Зато если одновременно с алкоголем в желудок попадает углекислый газ (виски с содовой или, скажем, водка с пивом), то он раздражает слизистую оболочку желудка и кишечника, приток крови к ней усиливается, и скорость всасывания алкоголя возрастает.
Сиюминутная польза
Иногда алкоголь называют стимулятором: кажется, будто люди от него становятся живее, общительнее, энергичнее. Действительно, сравнительно небольшая доза алкоголя стимулирует активность организма: слегка усиливается сердцебиение, расширяются кровеносные сосуды кожи и конечностей, снижается кровяное давление. Исчезает состояние напряжения, подавленность. «Стопка водки» перед обедом усиливает аппетит, раздражая слизистую оболочку желудка и увеличивая выделение желудочного сока.
Непосредственной угрозы для организма такая стопка водки, конечно, не создает. Но эта сиюминутная «польза» алкоголя может обернуться для организма страшным злом, если стопка входит в привычку. Понемногу человек выпивает все чаще, он начинает легче переносить большие дозы алкоголя, которые раньше вызывали у него отравление. Все это в конце концов приводит к тяжелому недугу – алкоголизму.
Ступени опьянения
Алкоголь – специфический нервный яд. Хорошо растворяясь в жирах, которыми особенно богата ткань головного мозга, он накапливается в мозге в больших количествах, чем в других органах. Действие алкоголя на мозг прямо зависит от его концентрации в крови: по мере ее повышения сначала парализуются высшие центры мозга, затем угнетаются промежуточные и, наконец, низшие, в ведении которых находятся основные жизненные функции организма.
При легком опьянении — концентрация алкоголя в крови менее 0,05% (в среднем это соответствует 100 мл выпитой водки) — человек расслабляется, успокаивается. При несколько большей концентрации (0,05%) подавляется активность центров мозга, управляющих поведением, особенно центров внимания и самоконтроля. Начинает сказываться стимулирующее действие алкоголя: у человека искусственно поднимается настроение, появляется болтливость, чрезмерное оживление, понемногу утрачивается разумный контроль опьяневшего над своими поступками и нарушается правильная ориентация в действительности. По мере усиления опьянения – с повышением концентрации алкоголя в крови до 0,1% (200 мл водки) – возникает опьянение средней тяжести. Центры коры головного мозга приходят в хаотическое возбуждение, из-под их регулирующего влияния высвобождаются нижележащие подкорковые отделы, изменяется эмоциональное восприятие (иногда в таких случаях говорят о «развязывании низменных инстинктов»). Поведение человека в этом состоянии во многом зависит от его темперамента и особенностей характера: некоторые ощущают беспокойство, другие впадают в беспричинную веселость и шаловливость, сменяющиеся чрезмерной чувствительностью с обидами и слезами, у третьих появляется подозрительность, раздражительность и агрессивность. При еще большем содержании алкоголя в крови (0,15% – 300 мл водки) подавляется деятельность двигательных центров мозга – человек начинает терять контроль над своими мышцами. А при концентрации алкоголя 0,25—0,3% (400 – 600 мл водки) наступает тяжелое опьянение – человек полностью теряет ориентацию, чувствует неудержимое желание спать, впадает в бессознательное состояние.
И в самую последнюю очередь подавляются жизненно важные центры, расположенные в продолговатом мозге: при концентрации алкоголя в крови 0,5% (в среднем 1000 мл водки) блокируется находящийся здесь центр дыхания, и состояние оцепенения переходит в смерть.
Алкоголь и медиаторы
Действие спиртных напитков на психику описано в сотнях литературных произведений и клинических исследований. Однако мы еще очень мало знаем о специфических точках действия алкоголя, о вызываемых им изменениях в деятельности нервных клеток, к которым, в конечном счете, сводятся эти хорошо известные нам психические явления.
Дело в том, что и в наших знаниях о химизме нормальной психической деятельности и эмоций все еще есть существенные пробелы. Лишь в последние годы мы начинаем говорить о сложных процессах человеческой психики на языке физиологии, анатомии, биохимии и даже математики. «Атомом» всей нашей нервной системы является нервная клетка – нейрон, обладающий способностью проводить нервный импульс – волну возбуждения, в основе которого лежат сложные электрохимические процессы. Нервный импульс может передаваться с одного нейрона на другой, находящийся с ним в контакте. Правда, контакт этот не непосредственный: «на стыке» нейронов – в синапсе – они разделены щелью шириной около 200 ангстрем. Электрическая волна возбуждения не может пересечь эту щель, поэтому в передаче нервных импульсов в синапсах участвуют еще и специальные вещества-посредники – медиаторы.
В тот момент, когда нервный импульс поступает на окончание нейрона но одну сторону синапса, здесь из особых пузырьков внутри нейрона выделяются молекулы вещества–медиатора; они «форсируют» синаптическую щель, проникают в нейрон, лежащий по другую сторону синапса, и вызывают в нем электрохимические процессы, приводящие к появлению нервного импульса. Теперь «возрожденный» импульс может продолжать свое движение по следующему нейрону.
Это только общая картина передачи нервного импульса с одного нейрона на другой, многих подробностей ее мы еще не знаем. Нейрофизиологические исследования постоянно приносят новые сведения о работе нервных клеток. Например, сравнительно недавно выяснилось, что кроме синапсов, через которые передается возбуждение, существуют тормозные синапсы: при поступлении на них нервного импульса с другого нейрона возбудимость нейрона снижается. Эти синапсы обслуживаются специальными медиаторами торможения, среди которых большое значение имеет гаммааминомасляная кислота (ГАМК); действие ее противоположно действию таких медиаторов возбуждения, как адреналин, норадреналин, ацетилхолин.
Как же действует на весь этот сложный механизм алкоголь?
Сейчас накапливается все больше фактов, свидетельствующих о том, что он непосредственно влияет на обмен медиаторов. Например, возникающее под действием сравнительно небольших доз алкоголя состояние возбуждения связано с высвобождением в тканях мозга медиатора возбуждения – адреналина. При более сильном опьянении снижается содержание медиаторов норадреналина и серотонина – этим, по-видимому, объясняется появляющееся «в подпитии» благодушное настроение. Дальнейшее увеличение концентрации алкоголя в крови способствует накоплению серотонина, вызывающего депрессию. При остром алкогольном отравлении в мозге подопытных животных было обнаружено резко повышенное содержание ГАМК – медиатора торможения. Возможно, это связано с развитием так называемого охранительного торможения: выключение нервных клеток коры головного мозга и впадение их в состояние глубокого сна может до известной степени предохранять их от вредного действия алкоголя.
Впрочем, мы еще не знаем, почему и как алкоголь вызывает именно такие изменения в обмене медиаторов. По-видимому, молекулы алкоголя могут взаимодействовать с так называемыми макроэргическими соединениями, которые служат источником энергии для всех внутриклеточных процессов, в том числе и участвующих в передаче нервных импульсов. Алкоголь может также связываться с ферментом аденозинтрифосфатазой, благодаря которому происходит разложение макроэргических соединений с выделением энергии. Но это лишь самые общие предположения, – полная картина процесса нам неясна.
Да и о самом обмене веществ в нормальной нервной клетке мы имеем довольно скудные данные. Достаточно сказать, что важная роль некоторых химических факторов в деятельности клеток мозга была впервые обнаружена именно при наблюдении за изменениями, возникающими под действием алкоголя. И уже почти совершенно не изучены промежуточные стадии сложного процесса, на одном конце которого изменения микроколичеств медиаторов, а на другом – нарушения психики человека, изменения его настроения и поведения в целом.
Отчего бывает похмелье?
Действие алкоголя проявляется не только на молекулярном уровне, на уровне биохимических и электрохимических процессов, происходящих в нервной клетке и синапсе. Нейрофизиологические исследования свидетельствуют о том, что под влиянием алкоголя происходят и другие нарушения жизнедеятельности организма, и в первую очередь мозга.
Головной мозг в большей степени, чем все другие ткани, нуждается в бесперебойном н обильном снабжении кислородом. Алкогольное же отравление снижает интенсивность кровообращения и дыхания в мозге. Скорее всего, под действием алкоголя разрушаются капилляры мозга: эксперименты показали, что у пьяного человека в мозге происходит большое число мелких кровоизлияний и еще большее число сосудов закупоривается. Это лишает нервные клетки и питания, и кислорода. В обычных условиях кислородное голодание нервных клеток проявляется в общей вялости, снижении способности сосредоточиваться, головной боли. Именно таким состоянием нервных клеток, а также, вероятно, отравлением мозга продуктами распада тех из них, которые погибли, не выдержав недостатка кислорода, объясняется, по-видимому, известное утреннее похмелье с головной болью, упадком сил и т.д. (мы пока не говорим здесь о «синдроме похмелья» – непреодолимой тяге к спиртному, характерной для хронических алкоголиков; там участвуют другие механизмы).
Нет никаких сомнений в том, что столь тяжелые испытания, выпадающие на долю нервных клеток мозга, приводят к их преждевременному износу, сопровождающемуся нарушениями высшей нервной деятельности. Правда, мозг человека содержит миллиарды нервных клеток, и если время от времени разрушается даже по несколько тысяч из них, это не приводит к заметным изменениям. Но ведь нервные клетки в отличие от всех других не способны к регенерации. А если человек систематически пьет годами, то в конце концов накопление этих небольших изменений приводит к самым тяжелым последствиям.
Факты на закуску
Наркоз, переходящий в паралич
Алкоголь – наркотик. Как и у других наркотиков в его действии на нервную систему можно различить три последовательных этапа: возбуждение, наркоз, паралич. Но в отличие от большинства наркотиков, применяемых в медицине, у алкоголя интервал между этапом наркоза и этапом паралича при приеме больших доз очень короток. Именно поэтому этиловый спирт не нашел широкого применения для хирургического наркоза: у него, как говорят врачи, слишком малая терапевтическая широта. Другими словами, та концентрация спирта, которая вызывает паралич, лишь ненамного больше, чем необходимая для наркоза, а это значит, что даже небольшая передозировка опасна.
А почему вас двое?
Существует немало шуток и анекдотов по поводу алкогольной диплопии – «двоения в глазах». Это явление можно наблюдать и в трезвом виде. Если, глядя на предмет, смещать давлением пальца один глаз, то видимое изображение предмета сразу же удвоится. Это происходит потому, что зрительные оси сдвигаются и изображение попадает на несимметричные места сетчатки обоих глаз. Зрительные оси могут смещаться и вследствие временного нарушения функции глазодвигательных мышц, которое наступает в результате приема алкоголя, особенно крепких напитков со значительным содержанием сивушных масел (самогон, чача и т. д.). Токсическое действие алкоголя создает в глазодвигательном центре мозга очаг торможения, мышцы глаз сокращаются слабее, и у человека начинает «двоиться в глазах».
Сначала первая, а затем «скорая»
Острое отравление алкоголем опасно для жизни. Если человек находится еще в сознании, главная задача первой помощи — подействовать на его дыхательный центр. Для этого кусочек ваты смачивают нашатырным спиртом и время от времени дают вдыхать его пары. Для облегчения состояния отравившегося надо заставить его выпить не меньше пяти стаканов кипяченой воды комнатной температуры, добавив в каждый по две столовых ложки питьевой соды для лучшего удаления слизи. Затем вызывают рвоту, надавив черепком ложки на корень языка, дают выпить горячего чая или кофе. Если отравившийся алкоголем потерял сознание, надо обязательно вызвать «скорую помощь». До прихода врача необходимо положить потерявшего сознание на бок с опущенной головой (это предотвращает попадание слизи и рвотных масс в дыхательное горло). Язык надо вывести наружу, чтобы предупредить его западание в глотку.
