Этиловый спирт (C 2 H 5 OH), называемый алкоголем, является сильнодействующим ядом для любого организма, и после попадания в тело начинает мгновенно расщепляться соответствующими ферментами. Разберемся, как осуществляется расщепление алкоголя в организме, какие органы и ферменты этим занимаются, что в итоге разложения этанола получается, и немного затронем тему ускорения уничтожения яда силами самого тела.

Энзимы, разлагающие этанол

Лишь при значительном отравлении организма спиртом тот реагирует на яд путем вывода отравляющего вещества наружу через органы пищеварения. Таким образом, лишь часть алкоголя покидает желудок, да и то в тяжелых случаях. В большинстве ситуаций весь этиловый спирт перерабатывается, расщепляясь на более простые и менее вредоносные для организма молекулы. Задействованы в этом всего два фермента:

• алкогольдегидрогеназа (АДГ) – вещество содержит в себе цинк и окисляет спирт до кетонов и альдегидов, синтезируется печенью и в малых объемах желудком;
• ацетальдегиддегидрогеназа (АЦДГ) вырабатывается печенью и окисляет альдегид до уксусной кислоты, которая практически безвредная для организма, по сравнению с этанолом.

Молекулярная схема

Быстрота и эффективность окисления алкоголя зависит от его количества, состояния здоровья человека, степени поражения его тела вследствие приема спиртных напитков и иных факторов. Вышеназванные ферменты вырабатываются у непьющих людей и даже млекопитающих, чему есть логическое объяснение: переваривание несвежих и забродивших в желудке продуктов. У некоторых народов, например, фактически уничтоженных колонизаторами индейцев, АЦДГ, расщепляющий ацетальдегид до уксуса, фактически не синтезируется, вызывая у них непереносимость алкоголя. По этой причине многие племена Северной Америки во время конкисты были попросту стерты с лица земли при помощи спиртных напитков. У некоторых людей наблюдается генетическое отклонение, ввиду которого печень вырабатывает намного меньше ацетальдегиддегидрогеназы, чем требуется. , а температура их тела повышается из-за скопления ацетальдегида, с коим не может справиться энзим.

Таким образом, всего два фермента, вырабатываемых преимущественно в печени, борются с ядом, чтобы пьющий человек оправился после приема этанола.

Схема расщепления C 2 H 5 OH

Женский организм синтезирует АДГ в основном в печени, а потому почти весь спирт разлагается уже после всасывания в кровь из желудка и тонкого кишечника. У мужчин же доля выработанного в желудке энзима выше, а потому в кишечник попадает меньше этилового спирта. Это и есть механизм того, почему женщины быстрее пьянеют, даже если принимают одинаковую с мужчинами дозу спиртного на единицу веса.

Незначительная доля (по разной информации 2-5%) алкоголя выводится с тела вместе с потом, мочевиной и паром в процессе дыхания. Последний – причина так называемого перегара от пьющего. Уксусная кислота раскладывается до воды и двуокиси углерода. Заметно ускорить этот процесс человек не сможет никоим образом. Положительно на динамике переработки спирта отразится здоровое питание и сон после пьянки. Различные таблетки лишь облегчат симптомы похмелья, но уж никак не помогут расщепить этанол или уксусную кислоту.

АДГ печень пьющего со временем вырабатывает все больше и больше. Вследствие этого организм алкоголика начинает страдать от избытка ацетальдегида. Ацетальдегиддегидрогеназа синтезируется в привычных объёмах и не справляется с расщеплением продуктов разложения этанола. Как результат, сильная интоксикация ацетальдегидом и изрядная нагрузка на работающую в усиленном режиме печень.

Ускоряем опохмеление

Несмотря на то, что ферменты выработать в большем объеме почти невозможно, все же помочь себе в выведении алкоголя и продуктов его разложения можно даже в домашних условиях.

• Свежие фрукты и овощи придадут жизненных сил телу. Жирная, термически обработанная и синтетическая пища для устранения похмелья не желательны.
• Потребление жидкости в больших количествах не допустит обезвоживания и поспособствует ускорению многих биологических процессов, в том числе и окисления.
• Сорбенты вроде активированного угля ускорят выведение токсинов из кишечника и желудка.

И напоследок. Зачем насильственно травить свой организм, да еще и платить за это? Уж если появилась зависимость, денежные средства, которые норовите пропить, лучше потратьте на лекарство от алкоголизма. Заказав его в интернете, останетесь анонимом и сможете быстро встать на ноги.

(Visited 5 878 times, 1 visits today)

В сущности, то же самое, что и с теми, которых никто и никогда не выпьет, — они превращаются в уксус.

Когда открытое вино скисает, причиной тому бактерии.

Крепленые вина и крепкие спиртные напитки на воздухе не скисают, потому что концентрация спирта в них больше 12 или 13 градусов, и бактерии, так же как и дрожжи, в таком растворе спирта сразу погибают.

В организме за превращение спирта в уксус (уксусную кислоту) отвечают два фермента: спиртовая алкогольдегидрогеназа и ацетальдегидрогеназа. Первая вырабатывается печенью в поразительно большом количестве. Поразительно большом — потому что, насколько нам известно, единственное предназначение спиртовой алкогольдегидрогеназы заключается в усвоении спирта. Она присутствует в печени всех млекопитающих, в частности ее очень много в печени лошадей. Зачем? Может, Бог предвидел, что однажды человек пристрастится к выпивке и ему как-то нужно будет выводить ее из организма? А может, тысячелетия назад лошади и другие вегетарианцы поедали громадные количества забродивших на земле фруктов и их услужливая печень научилась вырабатывать полезный фермент?

Незначительные количества этилового спирта выделяют бактерии, живущие в желудочно-кишечном тракте, и это может быть причиной присутствия в печени спиртовой дегидрогеназы. Ничтожно малые количества спирта являются результатом нормальных обменных процессов организма. Если два этих маломощных источника алкоголя стали причиной производства названного фермента в столь больших количествах, это явный пример избыточности биологических механизмов.

Ответ неизвестен, но для нас этот фермент весьма полезен. Он перерабатывает спирт крепостью 57 градусов со скоростью примерно унция (28,9 г) в час — достаточно медленно, чтобы захмелеть, но при этом и достаточно быстро, чтобы мозги , будем надеяться, вконец не проспиртовались.

Алкогольдегидрогеназа присутствует преимущественно в печени, но не только. В небольших количествах она содержится и в тканях желудка. В желудке мужчин больше алкогольдегидрогеназы, чем в желудке женщин. Давно уже замечено, что от равных доз алкоголя женщины пьянеют сильнее , чем мужчины. Причиной может быть недостаток в желудке разрушающей спирт алкогольдегидрогеназы. У мужчин алкоголь частично разлагается уже в желудке, поэтому меньшие его количества попадают в тонкую кишку, откуда он быстро всасывается в кровь. У женщин при равной дозе выпитого существенно большая часть спирта доходит до тонкой кишки и всасывается в кровь. Это частично объясняет разницу между мужчинами и женщинами в реакции на алкоголь.

В процессе преобразования спирта в уксусную кислоту возникает промежуточное вещество, для расщепления которого и нужен второй фермент. Это промежуточное вещество — ацетальдегид , и он очень токсичен. Но и здесь нас спасает природа. Фермент для расщепления ацетальдегида есть не только в печени, но во всех тканях организма, и он быстро обращает ядовитый ацетальдегид в безвредную уксусную кислоту. В результате нормального процесса обмена веществ уксусная кислота превращается в двуокись углерода и воду, выделяя при этом семь калорий на грамм спирта, которые расходуются или накапливаются в организме.

Уксус безвреден , чего не скажешь о процессе его производства в организме. Окисляясь, молекулы спирта лишаются атомов водорода, которые нужно куда-то девать. Направление их утилизации может иметь безвредные или малоприятные последствия (окончательной ясности пока нет). Заведомые следствия таковы:

1. Увеличение концентрации молочной кислоты. Это любопытно, потому что отмечена связь между ростом концентрации молочной кислоты и приступами тревоги, а тяжкое пьянство сопровождается такими приступами.
2. Увеличение концентрации мочевой кислоты. Это интересно, потому что оно ассоциируется с подагрой, которую веками считали последствием пьянства.
3. Увеличивается содержание жира — не медленный рост от поступления дополнительных калорий (семь калорий на грамм), а резкий скачок вследствие окисления спирта. Этот жир скапливается преимущественно в печени и в крови. Хорошая ночная попойка (скажем, шесть-семь порций виски) ведет к заметному увеличению содержания жира в печени. Если при этом есть еще и жирную закуску, ожирение печени станет более заметным.

Ожирение печени — это плохо? Звучит, конечно, не слишком хорошо, но, с другой стороны, связь между повышенным содержанием жира в печени и такими болезнями, как гепатит и цирроз, не совсем ясна. Одна из причин в том, что, стоит человеку хотя бы на время прекратить пьянствовать, жир быстро выводится из печени. К тому же пьют многие, а болезни печени встречаются не так уж часто. Они развиваются только у 5 или 10% тяжких пьяниц, кого мы называем алкоголиками, хотя можно предположить, что у них содержание жира в печени повышено практически всегда. С другой стороны, люди, у которых развивается цирроз Лаэннека, практически всегда тяжкие пьяницы.

Приводящие к опьянению дозы спиртного увеличивают и содержание жира в крови. В достаточно высоких дозах, особенно в сочетании с жирной едой, алкоголь производит видимый глазу жир в крови. Плазма крови приобретает слабый белесый оттенок, и это, кажется, больше угрожает здоровью человека, чем присутствие жира в печени. Здесь нечем особо гордиться, но никто толком не знает, насколько это вредно, и вполне возможно, что это вовсе не опасно для здоровья.

Люди давно уже ищут способы ускоренного выведения алкоголя из организма . Идея в том, что, если быстро удалять спирт из организма, многих неприятностей, о которых мы говорили выше, не случится. Скорее всего, их все равно не избежать, но одного достичь можно наверняка: сократить период опьянения.

Были испробованы разные рецепты: инсулин, кофеин, физическая нагрузка, но только одно средство оказалось эффективным. Фруктовый сахар (фруктоза) в больших количествах ускоряет выведение спирта из организма . К сожалению, эффективная доза тошнотворно велика, так что большинство людей предпочитают оставаться пьяными.

Когда человек выпивает алкоголь, организм сразу начинает работать в усиленном режиме, пытаясь быстрее вывести его. За расщепление этанола отвечают ферменты. Их действием обуславливается тот факт, что одни люди могут выпить больше спиртного, а другие сразу ощущают сильное опьянение. Но, какой именно фермент расщепляет этанол?

Ферменты, расщепляющие алкоголь в организме

Алкоголь - это сильный яд, поэтому организм старается как можно быстрее нейтрализовать его действие. Расщепление этилового спирта проводится под действием двух ферментов, название которых - алкоголь-дегидрогеназы (АДГ) и ацетальдегид-дегидрогеназы (АЦДГ).

Как только в организм попадает первая доза спиртного, стартует выработка АДГ. Этот фермент расщепляет этанол на практически безвредные элементы.

Единственное исключение - высокотоксичный ацетальдегид. За его нейтрализацию отвечает АЦДГ. От того, как быстро этот фермент будет расщеплять ацетальдегид, зависит степень поражения внутренних органов.

Алкоголь-дегидрогеназа способна расщеплять этанол крепостью 57% со скоростью 28,9 гр/час. Ее синтезирует печень в очень большом количестве, еще немного фермента производят ткани желудка.

Хотя единственная функция этого фермента в организме - это усвоение этанола, он также вырабатывается у лошадей и всех остальных млекопитающих. Объяснением такого факта может служить то, что бактерии в ЖКТ выделяют ничтожные дозы этилового спирта.

В процессе переваривания спирта появляется ацетальдегид - высокотоксичное вещество, с которым АДГ справиться не может. На этом этапе во всех тканях стартует выработка второго фермента - АЦДГ. Этот фермент завершает преобразование алкоголя в уксусную кислоту, которая является безопасной для организма.

У некоторых людей наблюдается нехватка АЦДГ или полное его отсутствие, вызванная генетической мутацией. Это обуславливает , которая выражается в покраснении кожи и тела, повышении температуры из-за скопления ацетальдегида.

Процессы преобразования этанола

Процесс преобразования алкоголя в организме происходит поэтапно:

• Расщепление этанола до безвредных веществ и ацетальдегида.
• Преобразование ацетальдегида в уксусную кислоту.
• Разложение уксуса на углекислый газ и воду.

Под действием алкоголь-дегидрогеназы спиртное перерабатывается до относительно безвредных веществ и токсичного ацетальдегида. У мужчин этанол подвергается частичной переработке уже в желудке. В результате меньшее количество алкоголя попадает в тонкий кишечник, откуда происходит его всасывание в кровь.

Схема расщепления алкоголя в организме

В женском организме желудок вырабатывает меньше алкоголь-дегидрогеназы. Поэтому больше этанола в итоге всасывается из кишечника в кровь. Этим объясняется тот факт, что женщины быстрее достигают состояния опьянения.

До 5% этанола выводится из организма с мочой, потом и в процессе дыхания - этот специфический запах в народе называется «перегаром». Оставшийся объем алкоголя переваривается в различных тканях при помощи АЦДГ, которая преобразует токсичный ацетальдегид до безвредной уксусной кислоты.

Если метаболизм не нарушен, уксус в дальнейшем быстро превращается в двуокись углерода и обычную воду. При этом выделяется 7 калорий на 1 гр спирта. Они либо расходуются, либо откладываются в организме.

Скорость отрезвления зависит от объема выработки ферментов АДГ и АЦДГ печенью. Ускорить этот процесс невозможно ни с помощью кофе, ни с помощью каких-либо других стимуляторов. Разрекламированные таблетки помогают лишь снять симптомы алкогольной интоксикации, но они не могут помочь человеку быстрее протрезветь.

Когда алкоголь употребляет здоровый человек, его ферментативная система воздействует исключительно на выпитый напиток. Этанол, который попадает внутрь клеток, не расщепляется.

При непереносимости алкоголя симптомы похмелья у человека появляются раньше, чем наступает сам похмельный синдром. Такое состояние может спровоцировать даже маленький бокал вина, поскольку длительное нахождение ацетальдегида в организме отравляет его, вызывает тошноту, головную боль. Если человек выпьет второй бокал вина, у него разовьется очень сильная интоксикация.

Войдём в первый по ходу процесса цех - контактный, или печной, как говорят на заводе. Начальным отделением, примыкающим к контактному цеху, является шихтовальное отделение. Железные ступени небольшой лестницы ведут вниз. Цех приёмки и отпуска спирта, где происходит и составление шихты, расположен ниже уровня земли для удобства слива самотёком спирта из железнодорожных цистерн, подходящих к самому цеху днём и ночью.

Нас охватывает ароматичный запах, напоминающий сложный запах старого винного погреба. Кругом стальные мерники со спиртом и шихтой. Негромко жужжат центробежные насосы. Всюду отменная чистота и порядок. Людей немного, все заняты своим делом: записывают уровни в мерниках, регулируют работу насосов, определяют прибором удельный вес приготовленной шихты.

Спиртовая шихта должна быть строго постоянного состава. За этим следят «умные» контрольно-измерительные приборы, называемые регуляторами соотношений. Они автоматически поддерживают заданный технологами состав шихты. Насосы подают шихту в следующее отделение цеха - спиртоиспарительные.

Здесь тепло. Мы видим много больших аппаратов и сплетение трубопроводов. Аппараты называются спирто-испарителями. Они имеют внутри большое количество стальных трубок, в которые подаётся жидкий спирт, точнее, спиртовая шихта. В межтрубное пространство аппарата входит перегретый водяной пар с давлением 4-5 ат. Происходит процесс теплопередачи: тепло пара расходуется на испарение спирта.

Температура испарения чистого этилового спирта при нормальном давлении (760 мм рт. ст.) равна 78°,3.

Из курса физики мы знаем, что температура кипящей жидкости остаётся постоянной во всё время кипения, несмотря на непрерывный подвод тепла. Это происходит потому, что для превращения жидкости в пар нужно затратить определённое количество тепла, которое называется скрытой теплотой испарения. Скрытая теплота испарения спиртовой шихты равна 235 ккал/кг; следовательно, для испарения каждой тонны шихты ей необходимо передать 235 тыс. ккал, на что требуется затратить 0,438 m пара при условии его полной конденсации.

Устройство спиртоиспарителей вполне отвечает задачам, которые на них возлагаются. Они имеют большую поверхность нагрева, так как устроены в виде трубчатки. Это самая лучшая конструкция для теплообменных аппаратов, являющихся обязательной принадлежностью каждого химического завода. Чтобы убедиться в этом, сделаем небольшой подсчёт: возьмём стальную трубку длиной 1 м и диаметром 2" (два дюйма). Вообразим, что трубка разрезана с одной стороны по всей длине и выпрямлена. Получившаяся железная лента будет иметь длину 1 м и ширину, равную 3,14 диаметра трубки. Так как диаметр взятой трубки равен 2", или 50 мм, то ширина ленты будет равна 3,14·0,05 = 0,157 м. Площадь ленты составит 0,157- 1 =0,157 м 2 . Сто трубок диаметром 2" и длиной 10 м каждая дадут уже поверхность в 157 м 2 , в производственных же теплообменных аппаратах число трубок часто насчитывается сотнями.

Если внимательно посмотреть на спиртоиспарители, то мы почти нигде не увидим их металлической поверхности: они, как говорят производственники, обмурованы, т. е. покрыты толстым слоем теплоизоляции. Так теплотехники борются с потерей тепла в окружающую среду, повышая тем самым коэффициент полезного действия (к.п.д.) аппарата по теплу. Теплоизоляцию мы увидим, побывав на любом заводе,- везде идёт борьба за экономию тепла.

Работа спиртоиспарительного отделения полностью автоматизирована. Подача шихты, температура и давление в спиртоиспарителях, температура выходящих из них спиртовых паров - всё это поддерживается точно по технологическому режиму с помощью приборов. В отделении за столиком сидит лишь один аппаратчик, он записывает показания приборов.

Пары шихты по трубам направляются в основное отделение цеха - контактное. Войдём и мы туда.

Огромный производственный цех... Правильными рядами стоят большие агрегаты - контактные печи. Это - основные аппараты цеха. В них совершается разложение спирта, и именно здесь рождается бутадиен, из которого затем получают синтетический каучук. Подойдём к. одной из печей и внимательно изучим её устройство.

Контактный аппарат, или, на производственном языке, печь для получения бутадиена из спирта (рис. 15), - это большое цилиндрическое сооружение из огнеупорного кирпича. Через несколько форсунок с шумом вдувается смесь мазута и воздуха. Пары мазута сгорают в круглой топочной камере и накаляют внутреннюю часть печи - муфель. Смотря с нижней площадки для обслуживания через специальное отверстие («гляделку», «глазок»), мы видим, как бушует пламя внутри печи. В муфеле по кругу расположено 16 реторт - высоких стальных труб, наполненных мелко раздробленным катализатором Лебедева. В них снизу поступают пары спирта, которые перед этим перегреваются в змеевиковых перегревателях, расположенных под каждой ретортой.

Как непохожи эти огромные и сложные аппараты на первую маленькую лабораторную контактную печь С. В. Лебедева, изображённую на рисунке 5! Однако принцип действия их один и тот же.

Рис. 11. Печи для получения бутадиена из спирта на заводах синтетического каучука.

Контактное разложение паров спирта происходит при температуре в несколько сот градусов. Это сложный химический процесс, идущий без доступа воздуха, под действием катализатора.

Упрощённо реакцию разложения можно представить следующим уравнением:

Таким образом, мы можем себе представить процесс образования бутадиена как результат отнятия от двух молекул спирта двух молекул воды и одной молекулы водорода. Катализатор Лебедева и состоит поэтому из двух основных частей: водоотнимающей (дегидратирующей) и водородоотнимающей (дегидрогенизирующей). Подсчитаем, какой наибольший выход бутадиена на спирт может быть при этой теоретической реакции. Молекулярный вес спирта 46, а бутадиена 54; следовательно, по уравнению из 92 весовых частей спирта образуется 54 весовые части бутадиена. Отсюда выход последнего по теории и равен
54/92·100 = 58,69%.

Остальной прореагировавший спирт идёт на образование воды (39,21%) и водорода (2,10%). Реакция разложения спирта эндотермична - на 1 кг абсолютного (100-процентного) спирта необходимо затратить извне около 200 ккал тепла.

На выход бутадиена влияют много условий: качество катализатора (его «активность»), температура контактирования, состав шихты, давление, время контакта паров спирта с катализатором и др. Всё это должны в совершенстве знать инженеры и аппаратчики, обслуживающие печь и непрестанно наблюдающие за её работой. Людям помогают измерительные и регулирующие приборы. В результате контактные печи дают высокий выход бутадиена. Когда катализатор «утомляется», т. е. окончательно отрабатывается и начинает давать низкий выход бутадиена из спирта, его высыпают из реторт и заменяют свежим.

Контактные печи излучают много тепла. В цехе тепло; работает мощная вентиляция, освежающая воздух; гудит дымосос, удаляющий дымовые газы из печей. К услугам работающих киоски с газированной водой.

Контактные газы, содержащие бутадиен, по выходе из реторт собираются в. коллекторах контактного газа, имеющихся в верхней части каждой печи, а затем поступают в общий коллектор. В цехе мы видим наверху эту огромную трубу. Последуем по её направлению и покинем интересный и красивый контактный цех с его теплом и мерным гулом.