ETANOLO (a)ETANOLO (a)

Università di Roma Tor Vergata - Scienze della Nutrizione UmanaBiochimica della Nutrizione

Prof.ssa Luciana Avigliano2011

METABOLISMO DELL’ETANOLO CH3-CH2OHViene assunto attraverso le bevande alcoliche ottenute dallafermentazione ( facoltativa) di zuccheri da parte di lieviti.

in presenza di ossigeno: lievito si riproduceconsumato l’ossigeno: si ha la fermentazione1. glucosio piruvato acetaldeide + CO2 (bollicine spumante)2. acetaldeide + alcol deidrogenasi + NADH + H+ etanolo + NAD+

Vino, brandy, cognac, grappa (uva)Birra (orzo)Rhum (canna da zucchero)Whisky (orzo e avena)Vodka (frumento, segale , patate)Calvados (mele)Gin (frutta, cereali, bacche di ginepro)

L’etanolo non è un componente necessario della dieta ma è uncomponente importante nella vita quotidiana nei paesi occidentali

Può essere un

• NUTRIENTE

• AGENTE TOSSICO - tossicità acuta e tossicità cronica

• DROGA PSICOATTIVA - causa disturbi comportamentali, inducedipendenza

a seconda di diverse circostanze qualia seconda di diverse circostanze quali quantità assoluta frequenza di assunzione ingestione con altri nutrienti differenze individuali

genetiche socialiassunzione di farmaci

gli effetti dell’etanolo sono pertanto variabili

importante fonte energetica1 grammo = 7,1 kcal (29,7 kJ)

ma le bevande alcoliche mancano in genere di altri nutrienti

Etanolo rappresenta 1-3% dell’introito calorico giornaliero(forti bevitori anche 50%)

per la potenziale tossicità e per l’ incapacità di accumularlo, l’organismo lo elimina il più rapidamente possibile.

la priorità metabolica dell’etanolo rispetto agli altri nutrienti è lacausa principale degli effetti metabolici dell’alcol su quasi tutti i

nutrienti e sul rischio di malattia

differente genotipo porta a differente metabolismo:minore velocità di eliminazione porta a maggior danno diretto ed indiretto

CARATTERISTICHE NUTRIZIONALIDELLE BEVANDE ALCOLICHE

• COMPLETAMENTO DELL’ ALIMENTAZIONE• COMPLETAMENTO DELLA VITA DI RELAZIONE• FONTE DI PIACERE

INGERITE CON MODERAZIONE FAVORISCONO LA DEGUSTAZIONE DELLE PIETANZE STIMOLANO LA DIGESTIONE ESTINGUONO LA SETE

INGERITE IN QUANTITA’ ECCESSIVERISCHIO DI:

PATOLOGIE DANNI INDIRETTI (INCIDENTI STRADALI, INFORTUNI SUL

LAVORO E DOMESTICI) PROBLEMATICHE PERSONALI, FAMILIARI E SOCIALI

RUOLO DELLE BEVANDE ALCOLICHE NELLA DIETA

BEVANDA ALCOLICA Grado alcolico(% vol)

Misurastandard

(ml)

Quantitàdi alcol

(g)

Apportocalorico

(kcal)

Vino 12 125 12 84

Birra 4,5 330 12 100

Birra doppio malto 8 200 12 170Vermouth dolce 16 75 10 113Porto, aperitivi 20 75 12 115Brandy,cognac, grappawhisky, vodka, rhum 40 40 13 94

CONTENUTO ALCOLICO DI ALCUNE BEVANDE

% vol = ml di alcol / 100 ml di bevanda

Per calcolare i grammi di alcol contenuti in una bevandabisogna moltiplicare la % vol per 0,8 (peso specifico dell’alcol)

UNITÀ ALCOLICA = 12 grammi di alcol

40

20

8

4,5

12

Grado alcolico(% vol)

Apportocalorico

(kcal)

Quantitàdi alcol

(g)

Misurastandard

(ml)BEVANDA ALCOLICA

941340Brandy,cognac, grappawhisky, vodka, rhum

1151275Porto, aperitivi

17012200Birra doppio malto

10012330Birra

8412125Vino

grammi di alcol = % vol per 0,8

(peso specifico dell’alcol)

% vol = ml di alcol/ 100 ml di bevanda

VINO

• Glucidi 1-10 g/l• Polifenoli• Minerali (ferro)• Vitamine

VALORE NUTRIZIONALE DI BEVANDE ALCOLICHE

BIRRA

• Glucidi ~ 30 g/l• Vitamine• Proteine

VODKA, WHISKY

• Glucidi 0,0 g/l

Le bevande alcoliche sono prive di nutrienti e il metabolismo dellLe bevande alcoliche sono prive di nutrienti e il metabolismo dell‘‘alcolalcolnonnon è soggetto a regolazione: è soggetto a regolazione:

perciò le calorie dell perciò le calorie dell‘‘alcol sono calorie alcol sono calorie ““vuotevuote““

Le bevande alcoliche contengono altre sostanze che possono contribuire aldanno organico nei forti bevitori - metanolo e butanolo, aldeidi, istamina, tannini,piombo, cobalto.

METABOLISMOMETABOLISMO

ASSORBIMENTO

Etanolo: molecola debolmente polare che si muove facilmente tra lemembrane e raggiunge facilmente l’equilibrio fra sangue e tessuti

Rapidamente assorbito per diffusione lungo tutto il trattodigerente: esofago, stomaco ed intestinomax assorbimento alcol diluito (20% ) e con l’aggiunta di anidridecarbonica (spumanti e champagne)

a digiuno assorbito per 80-90%.Picco alcolemico

30- 45 minuti a digiuno60-90 minuti in concomitanza del pasto

Diffonde immediatamente in tutti i tessuti e fluidi corporei in quantitàproporzionale al loro contenuto in acqua

10% eliminato con respiro, sudore, urina

90 % Metabolizzato nel fegatoin piccola parte nella mucosa gastrica: M>F, cala con l’età,

CH3

ICH2OH

CH3

IH-C=O

- alcol deidrogenasi citosolica

- MEOS microsomiale

NAD+ NADH + H+

NAD+

NADH + H+

acetalaldeide deidrogenasi

CH3

IHO-C=O

CH3

IC=O~SCoA

acetil CoA sintasi

1. Consumo moderatoALCOL DEIDROGENASI (enzima costitutivo)

Enzima citosolico Zn2+ dipendente; Km = 1mMPuò ossidare anche il metanolo

CH3CH2OH + NAD+ CH3CHO + NADH + H+

Sintesi dell’acetaldeide - due diverse vie metaboliche in base al consumo

2. Consumo elevatoSISTEMA MICROSOMIALE CHE OSSIDA L’ETANOLO(MEOS microsomal ethanol oxidizing system) sistema inducibile

CH3CH2OH + NADPH + H+ + O2 CH3CHO + NADP+ + 2H2OcitP-450 2E1

ACETALDEIDE ALDEIDE DEIDROGENASI. ENZIMA LIMITANTE.

Nel fegato 2 isoenzimi: citoplasmatico Km = 100 mM mitocondriale Km = 3 mM

Polimorfismo genetico

La forma mitocondriale è deficiente in ~ metà della popolazionecinese e giapponese

Gravi effetti tossici a causa dell’accumulo di acetaldeide(arrossamento al volto, nausea, vomito, tachicardia, cefalea)

Circa il 50% dei farmaci metabolizzato da questa via - competizione alcol - farmaco (droga)

ETILISTA aumenta il sistema cit P45 - più rapido metabolismo difarmaci

~ 0,12 g /kg peso corporeo/ora (1 bicchiere di vino pari a 12 gr verrà smaltito dopo circa 1 ora e 25 min da un individuo di 70 kg)

La velocità può raddoppiare nell’alcolismo cronico

Aumento delle dimensioni degli epatociti e proliferazionedel reticolo endoplasmatico liscio

Il MEOS aumenta ma diminuisce l’attività dell’acetaldeidedeidrogenasi

VELOCITA’ DI BIOTRASFORMAZIONE

Interazione tra alcol e farmaci

Il sistema microsomiale che metabolizza l’alcol metabolizzaanche farmaci e xenobiotici in genere

Molti farmaci (tra cui tranquillanti ed ansiolitici, antidolorofici,alcuni antistaminici, perfino sciroppi per la tosse) interagisconocon l'alcol, potenziando reciprocamente gli effetti negativi, connotevoli disturbi a carico dell'attenzione e della percezione

massiccia riduzione del NAD+ a NADH e calo dell’attivitadegli enzimi NAD+ dipendenti

NAD+ /NADH citosolico ~ 1000

NAD+ /NADH citosolico ~ 250-300 in presenza di etanolo

DIMINUISCE IL PIRUVATO ED AUMENTA IL LATTATO

Effetto sul metabolismo dei carboidrati e dei grassi

EFFETTI METABOLICI DA ABUSO DI ALCOL

Il metabolismo dell’alcol non ha meccanismi diregolazione

ETANOLO ACETALDEIDE ACIDO ACETICO

NAD+ NADH + H+ NADH + H+NAD+

Ac. LATTICO

Ac. PIRUVICO

ACIDOSI LATTICA

gluconeogenesiIPOGLICEMIA

Ac. GRASSI

TRIGLICERIDI

IPERLIPIDEMIASTEATOSI EPATICA

lattato compete con uratoper escrezione renale equindi IPERURICEMIAdovuta anche ad aumentatocatabolismo dell’ATP

INDUZIONE DEL MEOS DEFICIT DI O2 DANNO CELLULARE E TISSUTALE RALLENTAMENTO CATENA RESPIRATORIA PRODUZIONE DI ROS

ACETIL CoA

CHETOSI

CICLO DI KREBS

ALCOL E METABOLISMO DEI CARBOIDRATI

abusoabusoaumento del NADH porta a diminuita gluconeogenesi e ipoglicemia

più pericolosa:- Forti bevitori con dieta inadeguata e scarse riserve di glicogeno- Diabetici con assunzione di ipoglicemizzanti orali o insulina

Pancreatite alcolicaPancreatite alcolica: insufficienza del pancreas esocrino e quindi: insufficienza del pancreas esocrino e quindicattiva digestione e malassorbimentocattiva digestione e malassorbimento

assunzione moderatascarso effetto, in particolare se alcol assunto col pasto in quantol’effetto ipoglicemizzante è compensato da assunzione di carboidrati

assunzione moderata inversamente correlata a livelli di insulina post-prandiale (fra i fattori di protezione da bassa assunzione)

assunzione di alcol dopo esercizio intenso aumenta rischio di ipoglicemiaassunzione di alcol dopo esercizio intenso aumenta rischio di ipoglicemia

fattore di rischio di obesità se le calorie dell‘alcol sono aggiunte a quelledella dieta (in genere ciò avviene nei bevitori moderati).

Valutazione complicata dal fatto che l‘alcol ha un notevole effetto termogenico

20-25% vs 12% di un pranzo misto

La sostituzione del cibo con l‘alcol si ha nei forti bevitori con malnutrizione e perdita di peso.

LL’’alcol induce un bilancio positivo dei grassialcol induce un bilancio positivo dei grassi, non per lipogenesi ex novo, non per lipogenesi ex novoma in quanto lma in quanto l’’acetato è usato come fonte energetica a speseacetato è usato come fonte energetica a spesedelldell’’ossidazione dei grassi: soppressione dei grassi epatici ed aumentatoossidazione dei grassi: soppressione dei grassi epatici ed aumentatoflusso di grassi dai tessuti perifericiflusso di grassi dai tessuti periferici

Il blocco della ossidazione lipidica porta a sviluppo del fegato grasso,Il blocco della ossidazione lipidica porta a sviluppo del fegato grasso,iperlipidemia alcolica, aumento secrezione VLDL, ridotta rimozione VLDL.iperlipidemia alcolica, aumento secrezione VLDL, ridotta rimozione VLDL.Questi effetti aumentati dalla assunzione di una dieta ricca in grassiQuesti effetti aumentati dalla assunzione di una dieta ricca in grassi

METABOLISMO DEI LIPIDI

Modificazione delle lipoproteine plasmatiche

VLDL (aumenta la secrezione epatica di VLDL e si riduce la rimozione periferica da parte della lipoproteina lipasi)

HDL (riduzione del catabolismo, aumento della produzione e secrezione epatica di apo-proteine

LDL effetto minore (anche effetto polifenoli del vino su minore ossidazione LDL non dimostrato)

30 g/die associati ad una riduzione del 25% di rischio cardiovascolare,forse legato ad aumento HDL

assunzione di alcol dà sensazione di calore

I. vasodilatazione dei vasi periferici per rilascio di

catecolammine,

II. rapida dissipazione di calore,

III. diminuzione della temperatura interna,

IV. rischio di assideramento alle basse temperature

Azione dell’alcol sui neuroni

Azione su recettori e trasportatori:Aumento dei recettori per l’acido γ-amminobutirrico (GABA) einibizione dei recettori del N-metil-D-aspartato (NMDA)

Una dose accettabile giornaliera da consumarsi durante i pasti puòessere indicata entro il limite di :

2-3 unità alcoliche per gli uomini 1-2 unità alcoliche per le donna 1 unità alcolica per gli anziani

≤ 10% calorie totali

Per gli adolescenti fino a 15 anni, l’OMS raccomanda l’astensionetotale dal consumo di alcol

Uno degli obiettivi dell’OMS per il 2010 è ridurre a zero la quota diragazzi minori di 15 anni che consuma alcol

Controindicazioni:Gravidanza, Allattamento, Alcune patologie

LINEE GUIDA INRAN e OMS