CỒN: CÁC DẠNG, SẢN XUẤT, DƯỢC ĐỘNG HỌC

22/04/2022
CỒN: CÁC DẠNG, SẢN XUẤT, DƯỢC ĐỘNG HỌC
 
           Thực tế là việc sử dụng và lạm dụng cồn trong xã hội là tối quan trọng, và nỗ lực để ngăn chặn các vấn đề liên quan cồn có lịch sử lâu dài. Cục an toàn quốc lộ giao thông Mỹ (NHTSA) ước tính rằng cồn có liên quan trong 38% chết do tai nạn xe hơi và 7% của tất cả các vụ tai nạn. Sự chết liên quan đến ảnh hưởng sinh lý của dùng cồn mãn tính thường được nhìn thấy trong hồ sơ của điều tra viên và kiểm tra y tế.
Các dạng cồn
           Ethanol, hoặc cồn uống, là một chất độc thông thường hay gặp nhất trong độc chất pháp y. Tuy nhiên, có nhiều loại cồn xuất hiện trong các sản phẩm thương mại hay của hộ gia đình. Việc sử dụng thuật ngữ “alcohol” trong danh sách các chất thông thường thường là ethanol hoặc rượu ethyl.
           Methanol hay rượu gỗ là một chất thường được sử dụng làm dung môi hoặc thuốc thử trong ngành công nghiệp hóa chất. Methanol rất độc, nó được chuyển hóa đầu tiên thành fomaldehyd và sau đó thành acid formic, những chất này rất độc. Acid formic làm hạ pH máu, kết quả của quá trình chuyển hóa acid, điều này có thể gây chết người. Acid formic còn có thể phản ứng với võng mạc mắt gây mù mắt. Thỉnh thoảng, những người nghiện rượu mãn tính, uống bất kỳ loại rượu nào và những chất độc hóa học chưa rõ, sẽ tiêu thụ sản phẩm có chứa methanol.
           Isopropanol, hay rượu lau chùi, thường được sử dụng để sát trùng. Nó không có độc tính của methanol, nhưng nó gây độc lên hệ thần kinh trung ương hơn ethanol. Isopropanol được chuyển hóa trong cơ thể thành acetone.
           Ethylen glycol được sử dụng nhiều năm như là chất chống đông. Không giống methanol hay isopropanol, ethylen glycol không dễ bay hơi, nó có nhiệt độ sôi cao hơn so với nước. Tuy nhiên, ethylen glycol là một chất rất độc. Cơ thể chuyển hóa nhóm diol thành một acid dicarboxylic, acid oxalic, cái sau đó phản ứng với calci cơ thể tạo thành calci oxalate không tan. Calci oxalate kết tủa ở thận và não. Sự chết liên quan đến chất độc ethylen glycol có thể thường được khẳng định mà không cần phân tích độc chất bởi vì tinh thể calci oxalat có thể nhìn thấy khi soi bộ phận thận dưới kính hiển vi hoặc kiểm tra não dưới ánh sáng phân cực.
Sản xuất ethanol
           Bước đầu tiên của quá trình sản xuất đồ uống có cồn là lên men. Bất kì chất nào với đầy đủ tinh bột hoặc đường có thể được sử dụng để sản xuất một sản phẩm lên men. Về tính chất hóa học, một phân tử glucose chuyển hóa thành hai phân tử ethanol và hai phân tử carbon dioxide. Lên men bằng nấm men là con đường thông thường nhất để sản xuất ethanol nồng độ xấp xỉ 14%. Nồng độ ethanol cao hơn giết nấm men và tạm dừng quá trình lên men. Sự lên men là đầy đủ để tạo bia hoặc rượu và là bước đầu tiên sản xuất rượu nặng.
           Bởi vì ethanol sôi ở nhiệt độ thấp hơn nước, ethanol có thể được tách ra khỏi một hỗn hợp lỏng bằng cách đun tới nhiệt độ cao hơn nhiệt độ sôi của ethanol nhưng thấp hơn nhiệt độ sôi của nước và thu thập lượng ethanol bay hơi. Ngoài ethanol và nước, đồ uống có cồn bao gồm nhiều chất phụ gia khác. Các chất này có thể là cồn bay hơi khác hoặc aldehyd và ceton là sản phẩm của quá trình lên men.
DƯỢC ĐỘNG HỌC
Hấp thu
           Ethanol có thể được hấp thu vào cơ thể thông qua nhiều đường. Ethanol có thể được hấp thu qua da hoặc qua đường hô hấp nhưng không ảnh hưởng (ở ngưỡng độc). Ethanol có thể được phân bố trong tĩnh mạch, và mặc dù qua đường này có tác dụng, nó không phải con đường thông thường để sử dụng ethanol. Đường uống là đường quan trọng nhất cung cấp ethanol vào cơ thể. Điều này do khi uống 100% ethanol được hấp thu và có tác dụng dược lý.
           Mỗi lần ăn uống, ethanol đi qua thực quản và vào dạ dày. Từ dạ dày, ethanol đi qua cơ thắt môn vị vào ruột non. Mặc dù sự hấp thu xảy ra đáng kể qua dạ dày, ruột non vẫn là đường hấp thu chính của ethanol. Diện tích bề mặt tiếp xúc với máu ở ruột non cao hơn nhiều so với các bộ phận khác ở đường tiêu hóa, vì thế phần lớn ethanol được hấp thu ở đây. Trên thực tế, lượng lớn ethanol (khoảng 75% liều) được hấp thu đầu tiên tại ruột non.
           Một vài nhân tố có thể ảnh hưởng đến hấp thu ethanol. Dạng đồ uống cồn có thể là một nhân tố ảnh hưởng đến tốc độ hấp thu. Ví dụ, đồ uống carbonate có thể tăng hấp thu, ngược lại đồ uống giàu chất béo, chất dầu làm giảm hấp thu. Độ cồn trong đồ uống có thể ảnh hưởng đến tốc độ hấp thu. Đồ uống với nồng độ cồn trong khoảng 10-30% hấp thu nhanh hơn so với đồ uống loãng hơn hoặc đặc hơn. Nồng độ loãng hơn hấp thu kém hơn do cạnh tranh vị trí hấp thu trên đường tiêu hóa và giảm nồng độ do khuếch tán ra ngoài đường tiêu hóa.Vì vậy, nếu tăng độ mạnh của rượu thì độ hấp thu càng lớn. Dẫu sao, ethanol cô đặc vượt quá 30%, sự kích thích niêm mạc tiêu hóa sẽ xảy ra. Điều này làm tăng chất nhầy và làm chậm sự rỗng dạ dày.
           Bất kỳ tình trạng bệnh lý nào ảnh hưởng đến chức năng đường tiêu hóa có thể ảnh hưởng đến tốc độ hấp thu ethanol. Bệnh làm tăng vận động đường tiêu hóa sẽ làm tăng tốc độ hấp thu, ngược lại bệnh làm giảm vận động đường tiêu hóa sẽ làm giảm tốc độ hấp thu. Sự kích động đường tiêu hóa, ví dụ, tăng dòng máu tới các vùng cơ thể. Tăng tưới máu tăng hấp thu ethanol. Thuốc ảnh hưởng đến sự vận động hoặc tưới máu có ảnh hưởng tương tự như bệnh.
           Một nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến tốc độ hấp thu ethanol là thức ăn trong ruột non. Sự có mặt của thức ăn có hai tác động lên nồng độ ethanol trong máu và đường cong theo thời gian. Trong một dạ dày rỗng, peak nồng độ ethanol xảy ra sớm hơn và độ lớn peak nồng độ ethanol cao hơn ở dạ dày đầy. Thức ăn làm chậm hấp thu bởi vì nó cạnh tranh với ethanol ở vùng hấp thu tại ruột non. Sự thải trừ ethanol phụ thuộc quan trọng vào nồng độ ethanol đến nỗi một lượng lớn ethanol đã hấp thu được thải trừ ngay khi có mặt thức ăn.
Phân bố
           Ethanol được hấp thu tại ruột non, vào máu qua đường tĩnh mạch cửa (lấy máu từ nội tạng về gan). Sau đó nó đi theo tĩnh mạch này vào gan. Từ gan, máu mang ethanol đi tới tim. Tại tim bên phải máu có ít oxy và nhiều carbonic. Để giải phóng carbonic và lấy thêm oxy, máu từ bên phải tim đi đến phổi nơi xảy ra quá trình trao đổi trước khi máu quay trở về bên trái tim để phân phối khắp cơ thể.
           Khi ethanol đi vào cơ thể, nó phân bố vào mô hay dịch phụ thuộc vào lượng nước trong cơ thể. Lượng nước càng lớn, nồng độ ethanol phân bố càng lớn. Tỉ lệ % trọng lượng cơ thể là nước khác nhau giữa nam và nữ. Widmark cho rằng ở nam trung bình là 68% và nữ là 55%. Nếu một nam và một nữ có cùng cân nặng uống cùng một lượng rượu, người nữ có nồng độ ethanol cao hơn bởi vì ethanol được phân bố trong một lượng nước nhỏ hơn. Cùng lý do đó, nếu 2 người nam có cân nặng khác nhau uống cùng một lượng rượu, người nặng hơn sẽ có nồng độ ethanol thấp hơn so với người nhẹ hơn.
           Ngay cả khi ở trong máu, nồng độ ethanol cũng khác nhau. Ví dụ, khác nhau giữa máu động mạch và máu tĩnh mạch phụ thuộc tình trạng hấp thu tại đó. Trong giai đoạn ethanol được hấp thu từ đường tiêu hóa (pha hấp thu), nồng độ ethanol máu động mạch vượt quá nồng độ ethanol máu tĩnh mạch. Khi quá trình hấp thu kết thúc, chỉ có một ít sự khác biệt về nồng độ ethanol giữa máu tĩnh mạch và máu động mạch.
Thải trừ
           Thải trừ ethanol xảy ra qua khá nhiều đường. Khoảng 5-10% ethanol thải trừ ở dạng chưa chuyển hóa qua nước tiểu. Ethanol có thể thải trừ ở dạng không chuyển hóa qua nước bọt, khí thở ra và mồ hôi. Tuy nhiên, đường thải trừ chính là chuyển hóa. Hơn 90% ethanol được chuyển hóa ở gan. Ethanol kết hợp với NAD (Nicotinamide adenine dinucleotide) tạo thành acetaldehyde và NADH.
           1. Ethanol + NAD  à acetaldehyd + NADH
           2. Acetaldehyd + NAD à acetate + NADH
           Quá trình này được xúc tiến bởi enzym alcohol dehydrogenase (ADH).
           Acetaldehyde được oxi hóa thành acid acetic; sự chuyển đổi này được xúc tác bởi enzym aldehyde dehydrogenase. Axit tạo thành sau đó có thể đi vào quá trình hô hấp hiếu khí tạo thành sản phẩm cuối cùng là carbon dioxide và nước.
           Đường chuyển hóa trên là đường chủ đạo nhưng không phải duy nhất của chuyển hóa ethanol. Một hệ thống oxy hóa microsomal ethanol (microsomal ethanol oxidizing system MEOS) cũng chuyển hóa ethanol. MEOS là một phần của enzyme cytochrome P450. Enzyme P450 cụ thể chịu trách nhiệm về sự trao đổi chất của ethanol, cũng như các cồn khác và hydrocacbon có chứa clo và thơm, là CYP2E1. Hệ thống P450 có thể cảm nhận được, điều này có thể giải thích tại sao những người nghiện mãn tính có tỷ lệ trao đổi chất cao hơn những người thi thoảng uống.
           Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng tỷ lệ thải trừ trung bình ethanol là 0,015 g/dL/giờ đối với nam giới và 0,018 g/dL/giờ đối với phụ nữ. Một số yếu tố có thể ảnh hưởng đến tỷ lệ thải trừ này. Người nghiện rượu mãn tính có thể tăng tỷ lệ thải trừ do cảm ứng men. Các yếu tố di truyền cũng có thể liên quan đến việc thải trừ, bởi vì một số nhóm dân tộc có tỷ lệ thải trừ trung bình khác nhau. Vì hầu hết lượng ethanol tiêu thụ được thải trừ ở gan, bất kỳ trạng thái bệnh nào trong mô đó có thể làm giảm khả năng thanh thải ethanol. Sự có mặt fructose, glycine, hoặc alanine có thể làm tăng việc thải trừ ethanol. Nghiên cứu gần đây cho thấy thực phẩm, cũng như ảnh hưởng đến sự hấp thụ ethanol, có thể làm tăng nhẹ sự thải trừ ethanol.
           Có một số bằng chứng cho thấy sự chuyển hóa ethanol bắt đầu trước khi hấp thụ và đi vào gan. ADH đã được xác định trong dạ dày, điều này sẽ cho phép sự trao đổi chất của ethanol diễn ra theo cách tương tự như sự trao đổi chất trong gan. Điều này ngụ ý rằng bất kỳ loại thuốc nào ảnh hưởng đến hoạt động của ADH cũng có thể ảnh hưởng đến lượng ethanol được hấp thu. Thuốc như cimetidin và ranitidine ức chế hoạt tính của ADH dạ dày, có thể gây ra nồng độ ethanol trong máu cao hơn khi không dùng các thuốc này.
 
 ThS Phạm Huy Hoàng
Phó trưởng khoa XNTH

Bài viết liên quan

DANH MỤC TIN TỨC