Влияние этанола на клеточные мембраны

Первичным фармакологическим эффектом этанола, началом всех его разрушительных последствий является влияние алкоголя на мембраны кле­ток. Как известно, все органы и ткани состоят из клеток, а основным орга­ноидом всех клеток, обеспечивающим им структурную целостность и функциональную активность, является клеточная мембрана. Множествен­ность и динамичность острых и хронических фармакологических эффектов этанола можно понять и интегрировать, сопрягая их с влиянием алкоголя на клеточные мембраны. Это действие можно считать «общим знаменате­лем» для патофизиологических процессов, терапевтических вмешательств, адаптивных и саногенетических механизмов.

Мембрана клетки выполняет 4 функции:

1. Барьерную или разграничительную.

С помощью мембран клетки отделяются от окружающих веществ, со­храняют свою автономность и целостность.

2. Транспортную функцию.

В мембране клетки имеются каналы, через которые в клетку избира­тельно проходят только нужные ей вещества, а не все, которые имеются в околоклеточной жидкости, а также выводятся ненужные вещества, напри­мер, продукты метаболизма.

3. Регуляторную или рецепторную функцию.

На поверхности и внутри клетки находятся рецепторы - белковые структуры, с помощью которых клетка получает информацию. Вещества -переносчики информации для клетки - гормоны, медиаторы, пептиды, ме­таболиты и др. Их много и они в крови «перемешаны» с множеством дру­гих веществ. Рецепторы «распознают» из этого множества то, что «нужно» клетке, связываются с этими информационными молекулами, а после этого начинаются процессы, определенным образом, меняющие функциональ­ную активность клетки. Рецепторы обеспечивают управление деятельно­стью клетки.

4. «Ферментную» функцию.

Ее выполняют клеточные мембраны постольку, поскольку многие фер­менты, обеспечивающие транспорт, рецепцию и другие функции, являются структурными элементами клеточных мембран или «привязаны» к ним.

Если клеточные мембраны целы, то и все функции, в которых они уча­ствуют, происходят в нормальных, генетически запрограммированных ре­жимах. Если мембраны повреждаются, то и все названные функции будут нарушаться и будут появляться расстройства в зависимости от того, в ка­ком органе это повреждение произошло.

Согласно современной, трехмерной, жидкостно-мозаичной модели строения клеточных мембран, они состоят из 2 слоев липидов (жиров), в которые встроены белки. Белки обычно являются рецепторами и элемента­ми транспортных каналов. Между белками и жирами существует связь, притяжение, они определенным образом расположены и составляют единое целое. Молекулы этанола могут ослаблять силы притяжения между моле­кулами липидов в клеточной мембране, и они обретают способность сво­бодно перемещаться в пределах жирового бислоя. Мембрана клетки при этом теряет свою структурную организацию и жесткость, становится менее вязкой и более текучей. В результате этого все функции мембран - барьерная, транспортная, регулятррная и ферментная нарушаются, и, вследствие этого, возникают многочисленные структурные и функцио­нальные расстройства во всех органах, потому что все органы имеют кле­точное строение.

Можно представить, например, что в сложной структуре мембраны об­разуются, "дыры" и в клетку начинают поступать вещества, от которых она в норме защищается. Вследствие этого, меняется активность мембранных ферментов, нарушается процесс активного транспорта ионов. В клетках, в частности, повышается содержание ионов натрия и уменьшается содержа­ние ионов калия, нарушается баланс других электролитов - кальция, маг­ния, меди, цинка, марганца. В результате этого нарушаются процессы воз­будимости - формирование на мембранах потенциала действия, проведе­ние биотоков по нервам и через синапсы. У пьяного «отнимаются» руки и ноги, «заплетается» язык, замедляются все психические и двигательные реакции. Клинически это проявляется состояниями глубокого угнетения, нечувствительности людей, находящихся в состоянии глубокого опьяне­ния, к возбуждающим воздействиям.

При острой интоксикации текучесть и проницаемость мембран повыша­ется. Но при хроническом потреблении алкоголя организм проявляет свои компенсаторные и приспособительные способности, изменяет состав липи­дов в мембранах и они становятся более стабильными, менее текучими, более устойчивыми к повреждающему действию этанола. По этой причине патогенетические механизмы и клинические проявления острой интокси­кации отличаются от таковых при хроническом потреблении алкоголя.

Следствия мембранотропных эффектов алкоголя

Структурная стабильность клеточных мембран и самих клеток обеспе­чивается в значительной степени тем, что наружная мембрана с внутренней стороны клетки имеет отрицательный заряд, создаваемый сиаловыми ки­слотами. Положительно заряженные ионы кальция связаны с сиаловыми кислотами и контролируют их конформацию в клеточной мембране, т.е. прочность ее «скелета».

При остром действии алкоголя вначале он действует как блокатор вхо­ждения кальция в клетку. Это проявляется успокаивающим, расслабляю­щим, сосудорасширяющим действием. Вследствие этого снижается кровя­ное давление, уменьшается ощущение боли в сердце и других местах, за­медляется частота пульса и дыхания. Эти эффекты обычно используют для доказательства полезности алкоголя. Однако, через час наступает вторая фаза действия - повышение вхождения кальция в клетку и вместе с этим повышение возбудимости клеток, напряжение метаболизма и увеличение кислородного запроса, поэтому артериальное давление повышается, часто­та пульса и дыхания возрастает.

При хроническом алкоголизме повышение содержания в клетках ионов кальция ведет к гипертонии, аритмии, повышенному выбросу адреналина, простагдандинов. активации фосфолипаз, протеаз и других ферментов, ко­торые повреждают клеточные мембраны, что ведет к развитию гепатита, панкреатита, отека мозга, гипоксии, эпилептическим разрядам, сгу­щению крови и тромбозам.

При выходе из алкогольной интоксикации всегда обнаруживается зна­чительный метаболический ацидоз. Он обусловлен возрастанием концен­трации молочной кислоты в крови. Имеет значение также накопление во внеклеточной жидкости кетоновых тел и жирных кислот. Для коррекции нарушений водно-электролитного баланса, которые вызываются мембрано-тропными эффектами алкоголя, целесообразно применение в абстиненции и при опьянении минеральных вод, растворов электролитов, реополиглю-кина, гемодеза и др. плазмозаменителей. Это ускоряет восстановление электролитного баланса.