2) алкогольдегидрогеназы (+)
3) ацетилхолинэстеразы
4) пероксидазы
Алкогольдегидрогеназа — цинксодержащий цитозольный фермент, обеспечивающий основной путь биотрансформации этанола в печени. В присутствии кофермента NAD+ она окисляет этанол до ацетальдегида с образованием NADH; для других первичных и вторичных спиртов формируются соответственно альдегиды или кетоны. Образовавшийся ацетальдегид обладает выраженной токсичностью и далее преимущественно окисляется альдегиддегидрогеназой до ацетата.
Изменение соотношения NADH/NAD+ при интенсивном окислении этанола нарушает углеводный и липидный обмен, что способствует развитию гипогликемии, лактацидоза и жировой дистрофии печени. При высокой концентрации этанола ферментативная система насыщается, поэтому его элиминация приобретает преимущественно кинетику нулевого порядка: за единицу времени метаболизируется примерно постоянное количество вещества. Альтернативный микросомальный путь с участием CYP2E1 и каталазы имеет меньшее значение, но активируется при хроническом употреблении и больших дозах.
Остальные перечисленные ферменты участвуют в других биохимических процессах и не являются основным катализатором окисления спиртов. Глутатионредуктаза восстанавливает окисленный глутатион, ацетилхолинэстераза гидролизует ацетилхолин, а пероксидазы преимущественно обезвреживают пероксиды. Поэтому именно алкогольдегидрогеназа является правильным ответом для характеристики базового этапа метаболизма этанола.
| Фермент или система | Основная реакция | Локализация и значение | Судебно-медицинская характеристика |
|---|---|---|---|
| Алкогольдегидрогеназа | Этанол → ацетальдегид с участием NAD+ | Преимущественно цитозоль гепатоцитов; главный путь окисления этанола | Определяет скорость первичной биотрансформации этанола и токсичных спиртов |
| Альдегиддегидрогеназа | Ацетальдегид → ацетат | Преимущественно митохондрии и цитозоль печени | Замедление реакции усиливает токсичность ацетальдегида и выраженность интоксикации |
| CYP2E1 | Микросомальное окисление спиртов с образованием альдегидов и активных форм кислорода | Эндоплазматическая сеть печени; индуцируется хроническим употреблением алкоголя | Может иметь большее значение при высоких дозах и хронической алкогольной нагрузке |
| Каталаза | Окисление этанола с использованием перекиси водорода | Пероксисомы; вклад в метаболизм этанола ограничен | Не рассматривается как основной фермент физиологического окисления этанола |
| Пероксидазы | Восстановление перекисей за счёт окисления субстратов | Антиоксидантная защита клеток | Не являются ведущим специфическим путём метаболизма этанола |
| Глутатионредуктаза | Восстановленный глутатион регенерируется из окисленного с участием NADPH | Поддержание клеточной антиоксидантной защиты | Не катализирует превращение спирта в альдегид |
| Ацетилхолинэстераза | Ацетилхолин → холин и уксусная кислота | Синапсы и нервно-мышечные соединения | Не участвует в метаболизме этанола; ингибирование характерно для иных токсикантов |
В токсикологической диагностике концентрацию этанола определяют непосредственно в биологических средах, обычно методом газовой хроматографии, а ферментный путь объясняет особенности его элиминации. Для метанола и этиленгликоля алкогольдегидрогеназа также запускает образование токсичных метаболитов, поэтому ингибирование этого фермента используется как принцип антидотной терапии. Клиническое и экспертное заключение должно учитывать дозу, время приема, фазу всасывания и возможное посмертное образование или перераспределение этанола.