Noches de desenfreno, mañanas de ibuprofeno: la bioquímica de la resacaNights with no self-control, mornings with ibuprofen: the biochemistry of hangoverNits de desenfrenament, matins d’ibuprofèn: la bioquímica de la ressaca

Sabemos que el alcohol sienta mal, pero aún así seguimos bebiendo durante toda la noche y a la mañana siguiente nos arrepentimos de ello. La veisalgia, de la palabra noruega “kveis”, malestar tras el libertinaje, y la palabra griega “algia” o dolor, es el título con el que se denomina a los indeseados síntomas producidos tras el consumo de alcohol: dolor de cabeza, naúseas y vómitos, diarrea, cansancio extremo o debilitación de nuestras habilidades espaciales y cognitivas. Pero, además de la clásica deshidratación, ¿sabemos que está detrás de la temida resaca?.

congeneres-alcohol-300x208

We know alcohol sits bad but, however, we keep drinking all night and the next morning regret it. Veisalgia comes from the norwegian word “kveis” malaise after licentiousness, and the greek word “algia” or pain. That is the title given to the undesirable symptoms produced for  a big alcohol intake: headache, nausea and vomits, tiredness and lost of spacial and cognitive abilities. But, besides dehydration, Do we know what its behind the hangover?

Sabem que l’alcohol senta mal, però encara així seguim bevent  durant  tota la nit i al dia següent ens penedim d’allò . La veisalgia, de la paraula noruega “kveis”, malestar després del llibertinatge, i la paraula grega “algia” o dolor, és el títol amb el qual es denomina als indesitjats símptomes produïts pel consum d’alcohol: mal de cap, nàusees i vòmits, diarrea, cansament extrem o debilitació de les nostres habilitats espacials i cognitives. Però, a més de la clàssica deshidratació, sabem què es troba darrere de la temuda ressaca?

 Metabolismo del alcohol

Cuando ingerimos alcohol (o mejor dicho, etanol), éste es transformado en el hígado por la enzima alcohol deshidrogenasa en acetaldehído, un producto 20 veces más tóxico que el etanol y además es un posible carcinógeno. Después, la acetaldehído deshidrogenasa se encarga de metabolizar este compuesto tóxico en acetato. La clave de esta ruta metabólica es el acetaldehído, el compuesto responsable de la mayoría (si no todos) los efectos odiosos de la resaca. 

metabolismo1

Vía clásica del metabolismo del etanol, su transformación en acetaldehído y la conversión de éste en acetato. ADH = alcohol deshidrogenasa. ALDH = aldehído deshidrogenasa.

Tanto la alcohol deshidrogenasa como la aldehído deshidrogenasa son enzimas con varias isoformas, algunas de ellas son metabolizadoras rápidas y otras más lentas. Por ejemplo, el mito de que los asiáticos son intolerantes al alcohol se debe a las fuertes resacas que padecen como consecuencia de tener una alcohol deshidrogenasa que produce rápidamente acetaldehído y una acetaldehído deshidrogenasa que lo transforma muy lentamente. El efecto de ambas isoformas provocaría la acumulación durante horas de acetaldehído, haciendo que sus efectos sean muchísimos más notorios.

La oxidación de etanol en acetaldehído y posteriormente en acetato es la vía principal de detoxificación del alcohol cuando la ingestión de alcohol es mínima (unas cañitas no hacen daño a nadie). Sin embargo, cuando saturamos a nuestro organismo de cantidades masivas de alcohol, el etanol puede ser metabolizado también por otras dos vías:

  1. Vía de la catalasa: la enzima catalasa también es capaz de oxidar pequeñas cantidades de alcohol.

  1. Sistema micosomal de oxidación del etanol (MEOS): cuando la ingesta de alcohol es muy elevada, los hepatocitos (las células del hígado) utilizan un sistema que implica una variante del citocromo P450 (¿os acordáis? era clave en la respuesta individual a los fármacos), la CPY21E. La vía atmbién se encarga de detoxificar muchos fármacos, por ello nos recomiendan no consumir alcohol mientras estamos tomando medicación: provocaríamos la hiperactivación del sistema y los fármacos se metabolizarían mucho más rápido, perdiendo eficacia. 

    Esta vía metabólica se induce en los alcohólicos crónicos. Una persona que consume alcohol de forma ocasional es capaz de metabolizar por este sistema 100 mg/kg/h de etanol, mientras que en alcohólicos alcanza los 250 mg/kg/h.

efe1

Gráfico que explica las diferentes etapas de la absorción y eliminación del alcohol a nivel fisiológico. Fuente: UNED

Principales efectos fisiológicos y bioquímicos 

1) Inhibición de la enzima vasopresina: la producción de la conocida hormona antidiurética es bloqueada por el consumo de alcohol. Esta enzima se encarga de mantener el equilibrio de los líquidos corporales y ordena al riñón que reabsorba agua de la orina. Cuando la síntesis de vasopresina se bloquea, el riñón comienza a eliminar más agua de la necesaria y provoca que el organismo busque agua en otros órganos, causando la deshidratación. Las meninges, membranas que recubren el cerebro, pierden agua, originando el característico dolor de cabeza.

2) Hipoglucemia y acidosis: el metabolismo del etanol consume grandes cantidades de NAD+, un compuesto utilizado por gran cantidad de enzimas en nuestro organismo. La caída de los niveles de NAD+ provoca acumulación de ácido láctico y disminución de la producción de glucosa, causando la debilidad muscular. Además, la producción de acetato (metabolito final de la vía del alcohol) provoca que éste pueda ser utilizado como fuente de energía alternativa, desplazando a la fuente tradicional (la glucosa) en órganos como el cerebro.

3) Síntesis de ácidos grasos: la reacción química consume NAD+ y produce NADH, cuya acumulación incrementa los niveles de glicerofosfatos y de NADPH que a su vez sirven para sintetizar más ácidos grasos. A la larga, personas alcohólicas desarrollan el llamado hígado graso.

efe2

4) Efectos tóxicos del acetaldehído: provoca la degradación de la vitamina B6 causando los temblores, provoca un mayor consumo de la vitamina B1 y disminución de la absorción de la vitamina B12. La acumulación de concentraciones elevadas provoca efectos tóxicos en el citoesqueleto y formación de abruptos con la hemoglobina. Además, el acetaldehído puede dañar tanto el ADN como las proteínas, además de generar especies reactivas de oxígeno (los llamados oxidantes), que podrían aumentar el riesgo de padecer cancer de acuerdo con el Instituto Nacional del Cáncer de EEUU

5) Alteraciones del tracto gastrointestinal: la ingestión de bebidas alcohólicas “fuertes” (las destiladas) con un porcentaje de alcohol superior al 30% (es decir, casi todas menos piruleta) estimulan la síntesis de jugo gástrico, provocando inflamación (gastritis). Además, la secreción pancreática y la actividad intestinal aumentan. Todos estos efectos en común provocan dolor abdominal, náuseas y vómitos.

6) Alteraciones del sueño y del ritmo circadiano: la alteración de la glándula pituitaria también provoca la alteración del ritmo circandiano, provocando que la resaca a veces parezca un “jet lag”.

Efectos cognitivos

Era un proceso desconocido hasta ahora, pero nuevos estudios aseguran que la resaca provoca cambios en los parámetros del sistema inmune: incremento de las citoquinas IL-10, IL-12 y el interferón gamma (IFN-γ) podrían ser responsables de los efectos “cognitivos” del consumo de alcohol, como las lagunas en la memoria y los cambios de humor. Esta idea comenzó a surgir cuando se vio la estrecha colaboración entre el sistema inmune y el sistema nervioso central (SNC).  De acuerdo con el estudio llevado a cabo por Kim et al., las evidencias se basan en:

  1. Hay estudios que demuestran que las citoquinas pueden llegar al cerebro mediante el nervio vago. En el cerebro, se concentrarían principalmente en el hipotálamo, una de las estructuras encargadas de transformar la memoria a corto plazo en memoria a largo plazo. Las neuronas y células de glía presentarían receptores para citoquinas.
  2. Los efectos causados por las citoquinas liberadas en enfermedades autoinmunes son muy similares a los efectos causados por el alcohol: debilidad, dificultad de concentración, apetito disminuido y pérdida de interés en las actividades diarias.
  3. El efecto de los cambios emocionales y cognitivos mediados por citoquinas fue ya dilucidado por el equipo de Reichenberg en 2001.

De este modo, el alcohol induciría la activación del sistema inmune y consecuentemente la producción de citoquinas, las cuales serían capaces de modular la memoria declarativa: la memoria verbal y no verbal, y la memoria inmediata y tardía se verían afectadas, sobre todo por la actividad del inferferón gamma.

 Agravamiento de la resaca

Los síntomas de la resaca se ven agravados por la existencia de compuestos denominados congéneres, es decir, moléculas tóxicas propias del proceso de elaboración de alcohol que le confiere sus características de olor y sabor. Los congéneres se encuentran en bebidas “oscuras” como el whisky, el bourbon o el brandy, mientras que su presencia se reduce muchísimo en bebidas claras como el vodka o la ginebra. El bourbon, por ejemplo, contiene 37 veces más congéneres que el vodka. ¿Y qué pasa con el garrafón? el penoso procesado de las bebidas de garrafón hace que éstas estén cargadas de congéneres.

congeners

Gráfico simple: Cada elefantito representa más congéneres, y tener más elefantitos supone tener una peor resaca. Obtenido de drinkfocus.com

Los congéneres varían según el proceso de fermentación o destilación, pero básicamente son polifenoles, histamina y otros alcoholes, como el metanol. El metanol es muchísimo más peligroso y tóxico que el etanol y en su metabolismo se transforma en formaldehído, más tóxico que el acetaldehído. Además de sus efectos tóxicos, los congéneres también dificultan la absorción del alcohol en el estómago e intestino, prolongando sus efectos.

Por tanto, estaremos agravando nuestra resaca si además de beber alcohol decidimos mezclar diferentes tipos de bebida: la combinación de congéneres será mayor y propiciaremos la acumulación de más sustancias tóxicas.

Fuentes

 

Alcohol metabolism

When we take alcohol ( or better say ethanol) it is transformed in acetaldehyde in the liver by the enzyme Alcohol dehydrogenase, a product 20 times more toxic than ethanol an a posible carcinogen. Then, the acetaldehyde dehydrogenase metabolises this compound to acetate. They key component of this metabolic pathway is the acetaldehyde, the one responsible of almost all the symptoms of hangover.

Classic metabolism of Ethanol, its transformation to Acetaldehyde and then to Acetate. ADE= Alcohol Dehydrogenase. ALDH= Aldehyde Dehydrogenase.

Alcohol Dehydrogenase and Aldehyde Dehydrogenase have different isoforms each one of those with different metabolizing velocities. For example, the legend of asians having enormous hangovers is due to a ADH with a high velocity and a ALDH which does process the acetaldehyde slowly. The effect of both isoforms is the accumulation of Acetaldehyde, making its effects even worse.

The oxidation of alcohol to acetaldehyde and then to Acetate is the principal detoxification way of alcohol when its intake is short (some beers doesn´t hurt anybody). However, when we saturate our body with massive quantities of alcohol, the ethanol can take two other ways of metabolism.

  1. Catalase way: the catalase can metabolise small quantities of alcohol.
  2. Microsomal Ethanol Oxidizing System (MEOS): with a higher intake of alcohol our hepatocytes (liver cells) use a system with a variant of cytocrome P450 (Do you remember? that was the clue of an individual response to medicine), the CPY21E. This way is also in charge of medicine metabolism, that is why it isn´t recommended to take alcohol and medication together: the intake of alcohol hyper-activate the metabolism and the medicines are processed so fast the can make an effect. This way is induced in alcoholic people. A person who drinks alcohol occasionally can metabolise 100mg/kg/h, meanwhile the alcoholics 250mg/kg/h.

The picture shows the different stages of absorption and elimination of alcohol in physiological terms. Source: UNED.

Principal biochemical and physiological effects

  1. Inhibition of the enzyme vasopressin: the intake of alcohol blocks this enzyme which keeps the equilibrium in corporal liquids and order the kidneys to reabsorb water from the urine. When vasopressin is blocked the body losses too much water from the urine so it causes dehydration in other parts of the body. The meninges, that cover the brain, causes the headache when are dehydrated.
  2. Hypoglycaemia and acidosis: the alcohol metabolism consumes NAD+, a compound widely used in the organism for many enzymes. The muscular weakness customary of hangovers  is due tu accumulation of lactic acid and less glucose concentration. In addition, the acetate (product of alcohol metabolism) replace glucose as a source of energy in organs such important as the brain.
  3. Fatty acid synthesis: the reaction consume NAD+ which accumulates NADH. That stimulate the production of more fatty acids. That is why alcoholics have fatty liver.
  4. Toxic effects of acetaldehyde: causes degradation of B6 (what causes the trembling), increases the consume of B1 and eliminates the absorption of B12 vitamin. High concentration of vitamin causes problems in cells structure, DNA, proteins,  haemoglobin aberrations and generate Reactive Oxygen Species (ROS), That could be a cause of cancer as the National Institute of Cancer of EEUU said.
  5. Gastrointestinal Alterations: the consumption of strong beverages (distill) with more than 30% alcohol (almost all of them) stimulate gastric juices formation which cause imflamation and gastritis. Also, pancreatic secretions and intestinal activity increases. That causes abdominal pain, nausea and vomits.
  6. Sleep and circadian rhythm changes: alterations in pituitary gland sometimes make the hangover to be like a jet lag.

Cognitive effects

New studies suggest that the immune system can be involved in the effects of alcohol consumption. Specifically a change in parameters like cytokines IL10, IL12  and gamma interferon (IFN-γ) may produce lack of memory and humour changes. That was though due to the relation between immune system and Central Nervous System (SNC). The group of Kim et al. based their investigations in:

  1. Studies suggest that cytokines can reach the brain through the vague nerve and that cytokines accumulate in hypothalamus, a structures responsible of transform short term to long term memories. Glia and astrocyte cells would function as receptors.
  2. The effects of cytokines freeing in autoimmune diseases are similar: no appetite, difficult  concentration and lack of interest for daily activities.
  3. The cognitive effects and cytokines was related by Reichenberg et al in 2001.

So, alcohol can stimulate cytokines which modulate the declarative memory: verbal and no verbal, and immediate and late memory.

Recrudescence of hangover

The effects of hangover are also produce by toxic molecules produce in the process of alcohol elaboration which give him the smell and colour characteristics. The presence of these molecules is higher in dark beverages like whisky, bourbon or brandy than in the white ones like vodka. For example, bourbon have 37 times than vodka. What happen with the low-quality alcohol? due to the cheaper process these drinks have even higher quantities.

The elephant represents the presence of toxic molecules. Directly related to a stronger hangover.

Toxic molecules vary depending on distillation and fermentation processes, bur basically are polyphenols, hystamin and methanol. Methanol is more toxic than ethanol because its metabolism produce formaldehyde, more toxic and acetaldehyde. Also these molecules difficult alcohol absorption in the bowel and the effects last more.

Therefore, we are making worse the hangover if besides of drink alcohol, we mix different types of beverages. The combination will stimulate the accumulation of toxic components.

 

Bibliography

Metabolisme de l’alcohol

Quan ingerim alcohol (millor dit, etanol), aquest és transformat al fetge per l’enzim alcohol deshidrogenasa en acetaldehid, un producte 20 vegades més tòxic que l’etanol i a més un possible carcinogen. Després, l’acetaldehid deshidrogenasa s’encarrega de metabolitzar aquest compost tòxic en acetat. La clau d’aquesta ruta metabòlica és l’acetaldehid, el qual és responsable de la majoria dels efectes odiosos de la ressaca.

Via clàssica del metabolisme de l’etanol, la seua transformació en acetaldehid i la conversió d’aquest en acetat. ADH = alcohol deshidrogenasa. ALDH = aldehid deshidrogenasa.

Tant l’alcohol deshidrogenasa com l’aldehid deshidrogenasa son enzims amb diverses isoformes, algunes d’elles són metabolitzadors ràpids i altres més lents. Per exemple, el mite de que els asiàtics són intolerants a l’alcohol és degut a les fortes ressaques que patixen com a conseqüència de tindre una alcohol deshidrogenasa que produeix ràpidament acetaldehid i una acetaldehid deshidrogenasa que el transforma molt lentament. L’efecte d’ambdues isoformes provocaria l’acumulació durant hores d’acetaldehid, fent que els seus efectes siguen molt més notoris.

L’oxidació d’etanol en acetaldehid i posteriorment en acetat és la via principal de detoxificació de l’alcohol quan la ingestió d’alcohol es mínima. No obstant això, quan saturem el nostre organisme amb quantitats massives d’alcohol, l’etanol pot ser metabolitzat també per altres dues vies:

  1. Via de la catalasa: l’enzim catalasa també és capaç d’oxidar xicotetes quantitats d’alcohol.
  2. Sistema micosomal d’oxidació de l’etanol (MEOS): quan la ingesta d’alcohol és molt elevada, els hepatòcits (les cèl·lules del fetge) utilitzen un sistema que implica una variant del citocrom P450 (us en recordeu? era clau en la resposta individual als fàrmacs), la CPY21E. La via també s’encarrega de detoxificar molts fàrmacs, per això ens recomanen no consumir alcohol mentre estem prenent medicació: provocaríem la hiperactivació del sistema i els fàrmacs es metabolitzarien molt més ràpidament, perdent eficàcia. Aquesta via metabòlica s’indueix en els alcohòlics crònics. Una persona que consumix alcohol ocasionalment és capaç de metabolitzar mitjançant aquest sistema 100 mg/kg/h d’etanol, mentre que en alcohòlics arriba als 250 mg/kg/h.

Gràfic que explica les diferents etapes de l’absorció i eliminació de l’alcohol a nivell fisiològic. Font: UNED

Principals efectes fisiològics i bioquímics

1) Inhibició de l’enzim vasopressina: la producció de la coneguda hormona antidiürètica és bloquejada pel consum d’alcohol. Aquest enzim s’encarrega de mantenir l’equilibri dels líquids corporals i ordena al ronyó per reabsorbir aigua de l’orina. Quan la síntesi de vasopressina es bloqueja, el ronyó comença a eliminar més aigua de la necessària i provoca que l’organisme busque aigua en altres òrgans, causant la deshidratació. Las meninges, membranes que recobreixen el cervell, perden aigua, originant el característic mal de cap.

2) Hipoglucèmia i acidosi: el metabolisme de l’etanol consumeix grans quantitats de NAD+, un compost utilitzat per molts enzims al nostre organisme. La caiguda dels  nivells de NAD+ provoca acumulació d’àcid làctic i disminució de la producció de glucosa, causant la debilitat muscular. A més, la producció d’acetat (metabòlit final de la via de l’alcohol) provoca que aquest puga ser utilitzat com a font d’energia alternativa, desplaçant a la font tradicional (la glucosa) en òrgans com el cervell.

3) Síntesi d’àcids grassos: la reacció química consumeix NAD+ y produeix NADH,  l’acumulació del qual incrementa els nivells de glicerofosfats i de NADPH que al mateix temps serveixen per sintetitzar més àcids grassos. A la llarga, persones alcohòliques desenvolupen l’anomenat fetge gras.

4) Efectes tòxics de l’acetaldehid: provoca la degradació de la vitamina B6 causant els tremolors, provoca un major consum de la vitamina B1 i disminució de l’absorció de la vitamina B12. L’acumulació de concentracions elevades provoca efectes tòxics al citoesquelet i formació d’abruptes amb l’hemoglobina. A més, l’acetaldehid pot danyar tant l’ADN com les proteïnes, a més de generar especies reactives d’oxigen (els oxidants), que podrien augmentar el risc de patir càncer d’acord amb l’Institut Nacional del Càncer d’EEUU.

5) Alteracions del tracte gastrointestinal: la ingestió de begudes alcohòliques “fortes” (les destil·lades) amb un percentatge d’alcohol superior al 30% estimulen la síntesi de sucs gàstrics, provocant inflamació (gastritis). A més, la secreció pancreàtica i l’activitat intestinal augmenten. Tots aquestos efectes en comú provoquen dolor abdominal, nàusees i vòmits.

6) Alteracions del somni i del ritme circadià: l’alteració de la glàndula pituïtària també provoca l’alteració del ritme circadià, provocant que la ressaca a vegades semble un “jet lag”.

Efectes cognitius

Era un procés desconegut fins ara, però nous estudis asseguren que la ressaca provoca canvis en els paràmetres del sistema immune: increment de les citoquines IL-10, IL-12 i l’interferó gamma (IFN-γ) podrien ser responsables dels efectes “cognitius” del consum d’alcohol, com les llacunes de memòria i els canvis d’humor. Aquesta idea començà a sorgir quan es va observar l’estreta col·laboració entre el sistema immune i el sistema nerviós central (SNC).  D’acord amb l’estudi dut a terme per Kim et al., les evidències es basen en:

  1. Hi ha estudis que demostren que les citoquines poden arribar al cervell mitjançant el nervi vague. En el cervell, es concentrarien principalment en el hipotàlem, una de las estructures encarregades de transformar la memòria a curt termini en memòria a llarg termini. Les neurones i cèl·lules de glia presentarien receptors per a citoquines.
  2. Els efectes causats per les citoquines alliberades en malalties autoimmunes són molt similars als efectes causats per l’alcohol: debilitat, dificultat de concentració, gana disminuïda i perduda d’interès en les activitats diàries.
  3. L’efecte dels canvis emocionals i cognitius mediats per citoquines ja va ser  dilucidat per l’equip de Reichenberg al 2001.

D’aquesta manera, l’alcohol induiria l’activació del sistema immune i conseqüentment la producció de citoquines, les quals serien capaços de modular la memòria declarativa: la memòria verbal i no verbal, i la memòria immediata i tardana es veurien afectades, sobretot per l’activitat de l’interferó gamma.

Agreujament de la ressaca

Els símptomes de la ressaca es veuen agreujats per l’existència de compostos anomenats congèneres, és a dir, molècules tòxiques pròpies del procés d’elaboració de l’alcohol que li confereix els seus característics olor i gust. Els congèneres es troben en begudes “obscures” com el whisky, el bourbon o el brandy, mentre que la seua presència es redueix moltíssim en begudes clares com el vodka o la ginebra. El bourbon, per exemple, conté 37 vegades mes congèneres que el vodka. I què passa amb el garrafó? el penós processat de les begudes de garrafó fa que aquestes es troben carregades de congèneres.

Gràfic simple: Cada elefant representa més congèneres, i tindre més elefants suposa tindre una pitjor ressaca. Obtingut de drinkfocus.com

Els congèneres varien segons el procés de fermentació o destil·lació, però bàsicament són polifenols, histamina i altres alcohols, com el metanol. El metanol és moltíssim més perillós i tòxic que l’etanol i en el seu metabolisme es transforma en formaldehid, més tòxic que l’acetaldehid. A més dels seus efectes tòxics, els congèneres també dificulten l’absorció de l’alcohol a l’estómac i intestí, prolongant els seus efectes.

Per tant, estarem agreujant la nostra ressaca si a més de beure alcohol decidim mesclar diferents tipus de beguda: la combinació de congèneres serà major i propiciarem l’acumulació de més substàncies tòxiques.

Fonts

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *


¡IMPORTANTE! Responde a la pregunta: ¿Cuál es el valor de 8 3 ?