Rijden onder invloed Module vwo NLT 1 Alcohol

Rijden onder invloed Module vwo NLT 1

Alcohol en het menselijk lichaam Wat doet de lever met alcohol? 2

Welke weg volgt alcohol in het lichaam? Net als ander voedsel en drank gaat de verbruikte alcoholische drank via de slokdarm naar de maag. • Hier en in de twaalfvingerige darm worden voedingstoffen door enzymen verteerd, dat wil zeggen omgezet in kleinere moleculen. • Alcohol, of ethanol, is een relatief klein molecuul. Vertering is niet nodig, het molecuul is klein genoeg om via het darmepitheel in het bloed te kunnen belanden. 3

Welke weg volgt alcohol in het lichaam? Omdat ethanol zo klein is gebeurt de absorptie vanuit de dunne darm in het bloed via diffusie. De snelheid waarmee stoffen via diffusie verplaatst worden is evenredig met de concentratieverschil. Hoe meer ethanol er in het spijsverteringsstelsel aanwezig is, des te sneller zal deze zich naar de bloedbaan verplaatsen. In principe stopt de diffusie op het ogenblik dat de concentratie alcohol in de darminhoud en in het bloedplasma gelijk zijn. Alcohol wordt vrij snel afgebroken en dus aan het plasma onttrokken. Daarom komt praktisch alle alcohol in het bloed terecht. 4

Welke weg volgt alcohol in het lichaam? Daarnaast beïnvloedt de hoeveelheid voedsel in maag en darmen de snelheid waarmee ethanol in het bloed terecht komt. Meer voedsel veroorzaakt een verhoogde afscheiding van spijsverteringssappen in maag en twaalfvingerige darm. Dat geldt vooral voor vetrijk voedsel. De alcohol wordt dus enigszins verdund en daardoor zal de diffusiesnelheid iets lager worden. Maar de maag is uiteraard ook langer bezig met zijn verteringswerk. Daardoor komt de alcoholrijke voedselbrij met enige vertraging in de dunne darm terecht, waar de absorptie naar het bloed plaats vindt. 5

Welke weg volgt alcohol in het lichaam? Opgelet! Het eten van een vette hamburger en veel friet mayonaise betekent niet dat je dan ook meer bier kunt drinken! Het duurt alleen iets langer voordat de effecten van alcohol merkbaar zijn. De kater komt net iets later! 6

Welke weg volgt alcohol in het lichaam? Net als gewone voedingsstoffen zal alcohol geabsorbeerd worden in het bloed, ter hoogte van de darmvlokjes in de epitheellaag van de dunne darm. Dit maakt het mogelijk om via een bloedafname de ‘bloed alcohol concentratie’ (BAC) te bepalen. Het bloed vervoerd de geabsorbeerde alcohol dan door het hele lichaam. 7

Welke weg volgt alcohol in het lichaam? Een klein gedeelte van de alcohol in het bloed wordt via de longen uitgescheiden. Dat maakt het mogelijk om de concentratie aan alcohol via een ademtest te bepalen. Ook de nieren kunnen via de urine een geringe hoeveelheid alcohol uitscheiden. Zweet kan eveneens sporen alcohol vertonen. Maar de lever speelt de hoofdrol: tot 90% van de opgenomen alcohol wordt hier afgebroken. 8

De lever Ik wil eerst wat meer uitleg over de structuur van de lever. Ik wil dadelijk informatie over de manier waarop de lever alcohol afbreekt. 9

Bouw van de lever De lever is het grootste orgaan in het menselijk lichaam. Hij bevindt zich aan de rechterkant, net onder het middenrif en boven de maag. De lever heeft vele functies, maar wat ons hier vooral interesseert is de manier waarop de lever de kwaliteit van het bloed controleert en regelt. 10

Bouw van de lever De lever ontvangt zijn bloed via twee wegen: ØDe poortader voert bloed aan afkomstig van de haarvaatjes rond de dunne darm. Dit bloed is zuurstofarm, maar rijk aan voedingsstoffen die het via absorptie opgenomen heeft uit de darminhoud. 11

Bouw van de lever De lever ontvangt zijn bloed via twee wegen: ØDe leverslagader zorgt voor het zuurstofrijke bloed. De levercellen verbruiken immers veel zuurstof. Via de celademhaling maken zij voldoende energie vrij voor hun vele activiteiten. 12

Bouw van de lever Na bewerking door de levercellen wordt het bloed afgevoerd via de leverader en de onderste holle ader naar het hart. 13

Bouw van de lever De duizenden lobjes waaruit de lever bestaat zijn zo opgebouwd dat er een intens contact tussen bloed en levercellen plaatsvindt. 14

Bouw van de lever Ø De levercellen liggen straalsgewijze gerangschikt in leverbalkjes. Ø Door de haarvatvertakkingen van de leverpoortader en van de leverslagader vloeit het bloed tussen de leverbalkjes naar het midden van het lobje. Ø Daar wordt het terug afgevoerd via een haarvaatje van de leverader. 15

Bouw van de lever Dit optimale contact tussen het bloed en de levercellen zorgt voor een efficiënte uitwisseling van stoffen, waarbij de samenstelling van het bloed door de lever bijgestuurd wordt. 16

Wat doet de lever met alcohol? Pure ethanol kan als brandstof gebruikt worden. Zelfs dranken met een hoog alcoholgehalte kunnen gebruikt worden om te ‘flamberen’. De energie uit ethanol kan door het lichaam ook nuttig gebruikt worden. De levercellen maken alcohol onschadelijk door omzetting van ethanol naar een stof, die dan verder kan verbrand worden in de gewone aërobe ademhaling. Dit proces gebeurt in stappen en elk van deze stappen is natuurlijk weer een enzymatisch proces. 17

Wat doet de lever met alcohol? Nu gaan we dit proces stap voor stap onderzoeken. We bekijken telkens welke enzymen een rol spelen en waar in de cel de deelstappen uitgevoerd worden. 18

Wat doet de lever met alcohol? Eerste stap De omzetting van ethanol in ethanal In eerste stap wordt ethanol (ethylalcohol) omgezet in ethanal (aceetaldehyd). 19

Wat doet de lever met alcohol? Eerste stap De omzetting van ethanol in ethanal CH 3 CH 2 OH ethanol CH 3 CHO ethanal 2 H Welke atomen worden afgesplitst bij deze omzetting? Inderdaad, twee waterstofatomen. 20

Wat doet de lever met alcohol? Eerste stap De omzetting van ethanol in ethanal Binnen de levercel kunnen deze waterstofatomen op drie wijzen uit ethanol verwijderd worden: - via het enzym alcoholdehydrogenase - via het enzym katalase - via het MEOS 21

Wat doet de lever met alcohol? Eerste stap, eerste systeem: De omzetting van ethanol in ethanal via het enzym alcoholdehydrogenase Alcoholdehydrogenase (ADH) is een enzym dat zijn werking uitvoert in het cytosol van de lever. 22

Wat doet de lever met alcohol? Eerste stap, eerste systeem: De omzetting van ethanol in ethanal via het enzym alcoholdehydrogenase De waterstofatomen van ethanol worden overgedragen aan NAD+. Dit complexe molecuul fungeert als waterstofdrager in de aërobe ademhaling. 23

Wat doet de lever met alcohol? Eerste stap, eerste systeem: De omzetting van ethanol in ethanal via het enzym alcoholdehydrogenase CH 3 CH 2 OH CH 3 CHO ADH NAD+ NADH + H+ 24

Wat doet de lever met alcohol? Eerste stap, eerste systeem: De omzetting van ethanol in ethanal via het enzym alcoholdehydrogenase Veruit de meeste alcohol wordt door ADH of alcoholdehydrogenase afgebroken, zeker in geval van matige en sporadische alcoholconsumptie. Toch zijn er individuele verschillen. 25

Wat doet de lever met alcohol? Eerste stap, eerste systeem: De omzetting van ethanol in ethanal via het enzym alcoholdehydrogenase ADH is namelijk een complex enzym, opgebouwd uit een drietal eiwiteenheden. Voor elk van deze drie subunits bestaan er meerdere genetische varianten, die in werkzaamheid van elkaar verschillen. De combinatie van al deze eenheden tot het uiteindelijke enzym, maakt een hele waaier aan varianten van ADH mogelijk. Voor ADH bestaat er bijgevolg een groot aantal isoenzymen. 26

Wat doet de lever met alcohol? Eerste stap, eerste systeem: De omzetting van ethanol in ethanal via het enzym alcoholdehydrogenase Het bestaan van deze iso-enzymen, die niet allemaal even efficiënt werken, is een eerste oorzaak dat de tijdsduur om te ontnuchteren van individu tot individu sterk kan verschillen. Ook populaties onderling kunnen op dit gebied grondig van elkaar verschillen. Bij Japanners komt een snelle variant van ADH veel voor. Zo ontstaat er bij hen al snel een hoge concentratie aan ethanal. 27

Wat doet de lever met alcohol? Eerste stap, tweede systeem: De omzetting van ethanol in ethanal via het enzym katalase Katalase (= peroxidase) is een enzym dat zorgt voor de afbraak van waterstofperoxyde (H 2 O 2). Deze zeer reactieve stof ontstaat als bijproduct bij bepaalde oxidaties in de lever. Het bevindt zich in de peroxisomen. Dat zijn lysosoomachtige celorganellen binnen de levercellen. 28

Wat doet de lever met alcohol? Eerste stap, tweede systeem: De omzetting van ethanol in ethanal via het enzym katalase 2 H 2 O 2 Catalase O 2 Katalase neutraliseert het schadelijke waterstofperoxide; hierbij komt zuurstof vrij. 29

Wat doet de lever met alcohol? Eerste stap, tweede systeem: De omzetting van ethanol in ethanal via het enzym katalase Het katalase is echter ook in staat om waterstofperoxide te neutraliseren met behulp van ethanol. Daarbij ontstaat eveneens ethanal 2 H 2 O CH 3 CH 2 OH H 2 O 2 Catalase CH 3 CHO 30

Wat doet de lever met alcohol? Eerste stap, tweede systeem: De omzetting van ethanol in ethanal via het enzym katalase De H 2 O 2 -concentratie in het lichaam is gewoonlijk zeer laag. Daarom is de hoeveelheid alcohol die via deze weg afgebroken wordt zeer gering. 31

Wat doet de lever met alcohol? Eerste stap, derde systeem: De omzetting van ethanol in ethanal via het MEOS Bij regelmatige, hoge alcoholconsumptie zullen de levercellen alcohol via een derde manier gaan afbreken. Het MEOS wordt ingeschakeld. Microsomaal ethanol oxidizing system 32

Wat doet de lever met alcohol? Eerste stap, derde systeem: De omzetting van ethanol in ethanal via het MEOS Dit MEOS bevindt zich in het glad endoplasmatisch reticulum (S. E. R. ), in microsomen. 33

Wat doet de lever met alcohol? Eerste stap, derde systeem: De omzetting van ethanol in ethanal via het MEOS CH 3 CH 2 OH O 2 NADPH + H+ CH 3 CHO 2 H 2 O NADP+ 34

Wat doet de lever met alcohol? Eerste stap, derde systeem: De omzetting van ethanol in ethanal via het MEOS Bij chronisch alcoholgebruik wordt het MEOS de belangrijkste afbraakweg voor ethanol (meer dan 60%). Gewoontedrinkers zullen hierdoor in het begin minder snel dronken worden. Dat effect wordt echter teniet gedaan, als de lever beschadigd wordt door overdreven drankmisbruik. MEOS werkt niet specifiek: het breekt ook andere stoffen af. Dat kunnen lichaamseigen stoffen zijn, maar ook vreemde stoffen zoals bepaalde medicijnen. 35

Wat doet de lever met alcohol? Eerste stap, derde systeem: De omzetting van ethanol in ethanal via het MEOS Het MEOS wordt door overmatig alcoholgebruik geactiveerd. Eenmaal actief zal het MEOS nog geruime tijd blijven werken, ook al stopt de persoon volledig met het drinken van alcohol. 36

Wat doet de lever met alcohol? Tweede stap De omzetting van ethanal tot ethaanzuur Het gevormde ethanal (aceetaldehyd) wordt nu verder omgezet tot ethaanzuur (azijnzuur) 37

Wat doet de lever met alcohol? Tweede stap De omzetting van ethanal tot ethaanzuur De omzetting tot ethaanzuur gebeurt in de mitochondriën van de levercellen. Het enzym dat deze omzetting uitvoert is het aldehydrogenase ALDH. 38

Wat doet de lever met alcohol? Tweede stap De omzetting van ethanal tot ethaanzuur CH 3 CHO CH 3 COOH ALDH NAD+ H 2 O NADH + H+ 39

Wat doet de lever met alcohol? Tweede stap De omzetting van ethanal tot ethaanzuur Ook van het ALDH-enzym bestaan er verschillende varianten of iso-enzymen, die elk een andere afbraaksnelheid hebben. De meeste van de ALDH-varianten breken het schadelijke ethanal sneller af dan het gevormd wordt door ADH. 40

Wat doet de lever met alcohol? Tweede stap De omzetting van ethanal tot ethaanzuur Gezien het schadelijke karakter van ethanal is dit maar goed ook. Een onwerkzaam ALDH komt veel voor onder de Aziatische bevolking. Geringe alcoholconsumptie brengt bij hen al snel een aantal onaangename lichamelijke gebeurtenissen op gang: rood worden, hoofdpijn, zweten, misselijkheid… 41

Wat doet de lever met alcohol? Tweede stap De omzetting van ethanal tot ethaanzuur Bij het behandelen van alcoholisme dient men de patiënten soms het geneesmiddel Disulfiram (Antabuse) toe. Dit medicament blokkeert het ALDH zodat ethanal zich ophoopt en gelijksoortige symptomen teweeg brengt. 42

Wat doet de lever met alcohol? Derde stap De omzetting van ethaanzuur tot acetylco-enzym. A Het gevormde azijnzuur kan via bloed vanuit de lever alle organen van het lichaam bereiken. Elke lichaamscel kan azijnzuur binden aan het co-enzym. A. Zo ontstaat dan het acetylco-enzym. A of geactiveerd azijnzuur. Acetylco-enzym. A is een tussenproduct dat ook bij de gewone aërobe ademhaling ontstaat. Acetylco-enzym. A wordt via de citroenzuurcyclus – onderdeel van de aërobe ademhaling- verder afgebroken tot CO 2 en H 2 O. 43

Wat doet de lever met alcohol? Toxische effecten van ethanal Het tussenproduct ethanal ontstaat in het lichaam en is duidelijk schadelijker dan ethanol zelf. Een aantal gezondheidseffecten van alcoholmisbruik zijn verbonden met de schadelijke eigenschappen van ethanal. 44

Wat doet de lever met alcohol? Toxische effecten van ethanal Zo veroorzaakt ethanal vochtverlies van het lichaam. Dit vochtverlies uit zich onder andere door hoofdpijn, misselijkheid, braken, zweten, rood worden, versnellen of vertragen van de hartslag, algemene spierzwakte, ademhalingsmoeilijkheden. Kortom, dit veroorzaakt het katergevoel. Ethanal zorgt ook voor een verminderde aanmaak van het mannelijk hormoon testosteron. 45

Wat doet de lever met alcohol? Neveneffecten door de activatie van MEOS Het MEOS als afbraaksysteem voor ethanol wordt pas actief, als er regelmatig grote hoeveelheden alcohol gedronken worden. Wanneer iemand volledig stopt met drinken zal het MEOS ook weer uitgeschakeld worden, maar pas na enkele weken tot maanden is het systeem helemaal uitgewerkt. 46

Wat doet de lever met alcohol? Neveneffecten door de activatie van MEOS Het MEOS zal ook stoffen die nuttig zijn voor het lichaam, afbreken. Personen met een drankprobleem hebben dikwijls een tekort aan vitaminen. Deels komt dit door het verwaarlozen van voeding (alcohol levert immers ‘lege calorieën’). Bovendien breekt het MEOS een aantal vitaminen (o. a. A, B 6, D) af. Het MEOS kan zelfs het mannelijke hormoon testosteron omzetten tot vrouwelijke oestrogenen. 47

Wat doet de lever met alcohol? Neveneffecten door de activatie van MEOS Het MEOS kan het mannelijke hormoon testosteron omzetten tot vrouwelijke oestrogenen. 48