酒的科学1:我们喝下的酒去哪了

酒是人类最悠久的饮料之一,也是日常生活中最常见的能被称之为文化的饮品。孩子们往往在很小的时候就知道大人爱喝一种叫做酒的饮品,酒文化也是多数成年中国人津津乐道的话题。
很多人爱酒,一提起酒就滔滔不绝,从杜康到茅台,从汉高祖刘邦到大诗人李白,古往今来,从解忧的杜康,到镇魂的杏花村,说不完的故事,道不尽的风流。
我们喝下去的酒去哪了?酒精是怎样从肠道进入大脑?为什么有的人酒量大,有的人酒量小?为什么不同的人醉酒的表现不一样?为什么有人酒量越练越大?青少年喝酒有什么坏处?为什么孕妇不能喝酒?这些看似不算问题,实际上有很多生理学和生物学层面的知识,却很少人知道。
在接下来的几期文章中,食与心将结合国际上酒精药理学的专业课程和最新研究,来介绍酒在我们的身体做了什么,为你解答以上的疑惑。本期我们先来从头了解饮酒后酒精去了人体什么部位,又是如何被代谢和被排出的。
01
酒精的人体旅程
酒的主要构成是水,其灵魂部分却是酒精,酒与其他饮品的关键区别就是其中的酒精。虽然酒中可能还含有微量杂醇和酯类物质,果酒中葡萄酒中可能含有少量白藜芦醇,大多数让人迈不动步子的那些闻香下马的气味主要还是归功于里边的各种添加剂(比如塑化剂和香精)。但饮酒后对人体发生影响的主要是酒精,我们需要知道喝酒后酒精都去了身体的哪些部位了。
上图为酒精的分子结构
1)最主要通道:经胃或小肠吸收后入肝分解

酒精是一个不同于水的超级溶剂,人体对水的吸收方式是有理化水平限制的,我们不管喝多少水,你想让它们进入细胞不那么容易,它们必须通过一个离子通道被带进和排出,而酒精的限制机制就很少,它们可以随意跨过细胞膜进出细胞,完全不按规矩来,你也一定听说过,有人甚至注射时皮肤擦拭酒精都能醉酒。

因此,入口后,在消化系统的各个部位均可吸收进入人体内,但主要是在胃和小肠。

  • 口腔:少量酒精会穿过口腔上皮 ,进入毛细血管,大部分酒精会进入食管。
  • 食管:少量酒精吸收入血,大部分通过血管进入胃。
  • :20%左右的酒精在胃被吸收并进入血液。
  • 小肠:80%左右的酒精在小肠被吸收,进入血液循环,由于小肠表面积更大,吸收酒精的速度更快。
  • 肝脏酒精离开胃肠道后首先通过门静脉到达肝脏,虽然一部分酒精在胃中就开始代谢,但90%左右酒精的代谢是在肝脏进行。毛细血管中的酒精顺浓度差扩散入临近的肝细胞中,酒精在肝细胞里的代谢分为三个步骤
    a. 肝细胞细胞质中的乙醇脱氢酶将乙醇氧化为乙醛
    b. 肝细胞线粒体中的乙醛脱氢酶将乙醛氧化为乙酸
    c. 乙酸被一步氧化为二氧化碳和水。
需要注意的是:
  1. 饮酒时是否进食会显著影响酒精吸收的速度。如果是空腹饮酒,酒精会快速经过胃和小肠,迅速吸收进入血液;如果饮酒时胃里有食物,分隔胃和小肠的幽门括约肌就会闭合,使得酒精不能立即进入小肠,这就大大减慢酒精进入血液的速度和量。

  2. 饮酒后出现的脸红、头疼、恶心和心率加快等症状并不是乙醇的直接作用,而是乙醇酶作用脱水后的代谢物乙醛引起。

2)最易察觉通道:经血液入肺后被呼吸出去(气态)
虽然不同人代谢酒精的能力有差别,但个体代谢酒精的能力是相对稳定的。饮酒后在肝脏没有被完全代谢的酒精会随着循环进入其他器官,特别是经过肺和心脏后,酒精会从静脉的慢车道切入动脉的快车道,加速在人体内循环。
与饮酒者交谈过的人都有体会:喝过酒的人说话时往往带着酒精气味,喝得越多,酒气越重。实际上,5%左右的酒精会在肺部以气体交换的形式被呼吸出去。这个过程是酒精以液体的形式通过毛细血管到达静脉,然后到达肺部;从肺泡毛细血管中扩散入肺泡黏液中,再从肺泡黏液中挥发成气体,随着呼吸作用顺着呼吸道被排出体外。
3)最常被误解通道:经肾脏后以尿液形式排出(液态)
很多人发现饮酒后排尿频率增加,就认为自己喝下去的酒精被尿出去了,这个不能太天真了,事实上并没有这么简单。
当喝下去的酒精量超过肝脏代谢能力,不能被肝脏一次代谢完时,剩下的酒精会随静脉进入肺部,经过肺部呼吸作用排出一部分酒精后,剩下的酒精会随血液进入心脏,随后通过动脉进入身体各个部位,比如肾脏、大脑和皮肤。
通过血液进入肾小球的酒精可以顺着浓度梯度扩散到尿液中,随着尿液排出体外。大量饮酒时,仅有5%左右的酒精会在肾脏通过尿液的形式排出。
虽然饮酒会促进排尿,排尿也有助于将酒精排出体外,但饮酒还可造成水分缺失,饮酒同时大量喝水更有助于减轻酒精危害。这主要是因为:
  • 酒精会抑制抗利尿激素的活性,阻止尿液中的水分被重吸收进入血液,增加尿液排出。研究发现,一杯酒可增加约120毫升的尿液量。
  • 酒精会刺激膀胱,饮酒时人会比平常更多感受到尿液。
  • 酒精还能通过增加出汗、驱动呕吐或者腹泻等方式增加人体水分消耗。
4)少量通道:经汗液排出
通过血液循环达到皮肤下毛细血管的酒精,扩散进入汗腺细胞后,也可能以汗液形式排出。通过汗液排出的酒精量比较小,排出能力个人差异颇大。
通过汗液排出酒精时,也会增加水分流失,需要多喝水以促进酒精排出,避免缺水;及时沐浴以减轻体味和酒精对皮肤的毒害。
5)新途径:肠道微生物代谢
一般认为,人喝下去的酒精都是由人体自身排出或代谢,但越来越多的研究显示:人体摄入的部分酒精由肠道微生物来代谢。这也是为什么有些原本不善饮酒的人经过一段时间开怀畅饮之后变得有一些耐受能力了。
肠道内多种微生物都能合成代谢酒精的乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶;经常饮酒的人,消化道各部位肠道微生物的组成会发生明显改变,主要是一些爱“吃”酒精同时爱产毒素(比如内毒素和外毒素)菌;食与心所在实验室的研究发现,某些特定益生菌的菌株能帮人代谢酒精。
02
酒精的人体旅程总结
下面我们来总结下酒精在人体中的行动路线(如下图所示),主要是从酒精入口到进入心脏到达全身的初次循环和随血液循环回到心脏再去往全身的二次甚至多次循环。
1)初次循环
  • 饮酒后酒精在胃和小肠被吸收进入毛细血管;
  • 胃肠道毛细血管中的酒精通过门静脉进入肝脏,部分酒精被乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶代谢;
  • 超出肝脏代谢能力的酒精随着静脉循环进入右侧心脏,先是右心房,随后在右心室被泵入肺部;
  • 少部分酒精在肺泡中挥发被呼吸出体外,剩下的酒精随着血液输送到左侧心脏;
  • 先进入左心房,然后在左心室被泵出去,随着动脉循环流向全身各个器官;
2)多次循环
  • 全身各个器官的酒精在动脉循环的过程中扩散到全身各个器官,以及这些器官的各个细胞中;各个器官静脉中的酒精有随着静脉循环再回到心脏,以此循环往复,直至身体中的酒精完全被代谢或者排出。
下一期,食与心将介绍为什么酒精能在人体内畅通无阻,敬请期待!

参考材料:

1.  https://sites.duke.edu/apep/

2. https://www.alcohol.org.nz/alcohol-its-effects/about-alcohol/what-happens-when-you-drink-alcohol

3. https://www.thoughtco.com/why-does-alcohol-make-you-pee-607448


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