Od czego zależy, ile alkoholu możemy wypić?

To nasi zwierzęcy przodkowie przekazali nam gen, dzięki któremu możemy pić alkohol. Szkoda, że ten gen nie zdążył się udoskonalić jeszcze bardziej, bo moglibyśmy pić do woli i bez kaca.

To enzym bezcenny. Nazywa się dehydrogenazą alkoholową i to za jego sprawą możemy pić alkohol. Gdyby nie on, wypicie nawet jednego małego drinka skończyłoby się źle. Alkohol szybko kumulowałby się we krwi, a my błyskawicznie bylibyśmy pijani. Przez lata wydawało się, że gen odpowiedzialny za wytwarzanie enzymu, który rozkłada alkohol, pojawił się dopiero 9 tys. lat temu, kiedy człowiek zaczął uprawiać ziemię, przechowywać zebrane plony, a część z nich poddawać fermentacji.

Okazuje się jednak, że historia tego enzymu jest dużo dłuższa, niż sądziliśmy. Dr Matthew Carrigan z Santa Fe College w amerykańskim Gainesville właśnie ustalił, że związek ten powstał w organizmach naszych zwierzęcych przodków na długo przed pojawieniem się człowieka i to on przyczynił się w dużym stopniu do naszej ewolucji. Wyniki swojej pracy dr Carrigan opublikował w prestiżowym „Proceedings of the National Academy of Sciences”.

Zbawienny efekt zmiany klimatu

Wszystkie zwierzęta naczelne produkują enzym dehydrogenazy alkoholowej, ale u różnych zwierząt działa on z inną efektywnością, np. u lemurów i pawianów jest mało wydajny, co sprawia, że rozkłada alkohol powoli i w niewielkich ilościach. Wystarczy, że zjedzą one jeden lub dwa fermentujące owoce, a wpadają w stan alkoholowego upojenia. Uczony postanowił więc sprawdzić, jak jest zbudowany gen odpowiedzialny za produkcję tego enzymu u 19 gatunków współczesnych naczelnych i jakim zmianom ulegał on przez lata. Na podstawie tych analiz ustalił, że prawdopodobnie najstarsza ewolucyjnie jego postać pojawiła się już 50 milionów lat temu, ale rozkładała ona tylko niewielkie ilości alkoholu i to wyjątkowo wolno. Gwałtowna zmiana zaszła dopiero przed 10 milionami lat. Wtedy u wspólnego przodka goryli, ludzi i szympansów powstała mutacja, dzięki której enzym stał się 40 razy skuteczniejszy niż poprzednie jego wersje.

Zmiana ta była wynikiem nagłego ochłodzenia klimatu, twierdzi uczony. Zimno zmusiło naszych odległych przodków do zmiany stylu życia. W poszukiwaniu jedzenia zeszli z drzew i zaczęli jeść owoce leżące na ziemi, nawet te, które zdążyły już nieźle sfermentować. Zwierzętom pozbawionym tej mutacji alkohol jednak nie służył. Kumulował się on we krwi i zatruwał organizm. Zwierzęta szybko się upijały, co miało fatalne skutki. Upojone były bardziej narażone na ataki wrogów, nie radziły sobie z obroną terytorium, ale także częściej chodziły głodne i słabiej się rozmnażały.

Zupełnie inaczej rzecz się miała z tymi osobnikami, u których mutacja się pojawiła. Okazała się niezwykle cennym nabytkiem. Dzięki niej alkohol był rozkładany szybko i skutecznie. A jej nosiciele prędko zdobywali przewagę nad innymi. Sfermentowane owoce im nie szkodziły. Zwierzęta miały więc dostęp do większej ilości jedzenia. Nie wpadały też w łapy drapieżników, a co ważniejsze – chętnie się rozmnażały. Przekazywały więc potomstwu swoje geny, w tym gen odpowiedzialny za trawienie alkoholu. To tłumaczy, dlaczego zdolność przetwarzania alkoholu stała się tak powszechna wśród zwierząt naczelnych, a potem także wśród ludzi.

Przyjemność reglamentowana

Kiedy jedzenia brakowało, sfermentowane owoce były istotnym elementem diety. Zawierały bowiem dużo kalorii, więc pozwalały zaspokoić głód. Jednocześnie aktywowały w mózgu ośrodki przyjemności. Wprowadzały więc w dobry nastrój. Zależność tę szybko odkryły zwierzęta. W 2002 r. Frank Ervin, profesor psychiatrii na Uniwersytecie McGill w Montrealu, i prof. Robert Palmour, genetyk, wykazali, że małpy świadomie wybierają napoje alkoholowe. A przyjemność z drinkowania mają wtedy, gdy piją z umiarem i w towarzystwie innych zwierząt. Co ciekawe, alkoholem raczyły się zazwyczaj dopiero po posiłku. Zupełnie jakby zdawały sobie sprawę, że picie na pusty żołądek może się źle skończyć.

W ślady zwierząt naczelnych poszli też nasi ludzcy przodkowie i im też alkohol dawał przyjemne odczucia. Dziś udało się już wyjaśnić, co dokładnie dzieje się w mózgu człowieka po jego spożyciu. Zagadkę tę rozwiązał dwa lata temu zespół Jennifer Mitchell z University of California w San Francisco. Na obrazach uzyskanych za pomocą pozytonowej tomografii emisyjnej (PET) uczeni pokazali, jak uwolnione pod wpływem trunków endorfiny, czyli substancje euforyzujące o działaniu podobnym do opioidów, wpływają na poszczególne ośrodki mózgu.

Skupili się na endorfinach, bo są one produkowane zarówno przez osoby, które regularnie piją mocne alkohole, jak i gustujące w słabszych napojach oraz pijące okazjonalnie. U wszystkich badanych duże ilości tych substancji pojawiają się w jądrze półleżącym i korze oczodołowo-czołowej mózgu. Z badania PET wynika jednak, że im więcej było ich w jądrze półleżącym, tym większą przyjemność odczuwali uczestnicy eksperymentu. Natomiast większe stężenie endorfin w korze oczodołowo-czołowej oznaczało silniejszy stan upojenia alkoholowego. Uczeni wykazali więc, że mózg osób uzależnionych od alkoholu lub pijących regularnie zachowuje się inaczej niż pozostałych. Picie jest dla nich większą przyjemnością i zapewne z tego powodu chętnie sięgają po kolejne kieliszki.

Alkohol podnosi też w mózgu stężenie kwasu gamma-aminomasłowego, zwanego w skrócie GABA. Spowalnia on pracę komórek nerwowych i hamuje uczucie lęku. To za jego przyczyną reakcje osób będących pod wpływem alkoholu są opóźnione. Ludzie czują się wtedy też bezkarni i hołdują zasadzie: hulaj dusza, piekła nie ma. Są zdolni do czynów, których na trzeźwo nigdy by się nie podjęli.

Napoje wyskokowe na tyle zmieniają też pracę mózgu, że tworzy on niezwykłe wizje i halucynacje. Z tego powodu niektórzy naukowcy uważają, że to właśnie alkohol miał ogromny wpływ na ewolucję ludzkości. Terence McKenna, amerykański filozof i etnobotanik, twierdził, że rozmywanie granic zmysłów i odmienne stany świadomości pojawiające się po różnych trunkach zmusiły ludzi do szukania nowych form wypowiedzi. Zaczęliśmy więc rozwijać język i sztukę abstrakcyjną. „Skoro już w XIX wieku zgodziliśmy się przyznać, że człowiek pochodzi od małpy, to najwyższy czas pogodzić się z faktem, że były to małpy naćpane” – podsumowuje McKenna w wydanej w 1992 r. książce „Pokarm bogów”.

Zwolennikiem podobnej tezy jest także Patrick McGovern z University of Pennsylvania w Filadelfii, archeolog i chemik, który od lat bada pozostałości alkoholu w wykopywanych naczyniach. Jego zdaniem zostaliśmy rolnikami nie po to, by wytwarzać chleb, ale by zapewnić sobie stały dostęp do alkoholu. W tym celu zaczęliśmy opracowywać metody jego produkcji. Nie wiadomo, ile czasu zajęły te poszukiwania, ale pewne jest jedno: już 9 tys. lat temu 10-procentowy trunek z owoców, miodu i ryżu wytwarzali Chińczycy. Zdaniem McGoverna napój zapewniał przyjemne doznania i był źródłem cennych kalorii.

Dlaczego masz kaca

Nie wszyscy uczeni zgadzają się z jego tezą, ale nawet ci naukowcy, którzy mają wątpliwości, czy alkohol rzeczywiście przyczynił się do rozwoju ludzkości, są zgodni: od tysiącleci jest to najbardziej rozpowszechniona używka. Dziś też wiemy, że alkohol może korzystnie wpływać na nasze zdrowie. Kardiolodzy przekonują, że flawonoidy zawarte przede wszystkim w czerwonym winie poprawiają stan naczyń krwionośnych i powstrzymują rozwój miażdżycy. Onkolodzy zachwycają się taniną, nadającą winu cierpki smak, bo wymiata ona z organizmu związki, które mogłyby uszkadzać komórki i przez to prowadzić do nowotworu. Nefrolodzy zaś cenią moczopędne właściwości piwa i zalecają picie go w celu rozpuszczenia kamieni nerkowych. Wszyscy specjaliści zgodnie też podkreślają, że zdrowiu służą jedynie umiarkowane ilości alkoholu, np. dwa kieliszki wina dla mężczyzn i jeden dla kobiet dziennie wypite podczas posiłku. Więcej drinków szkodzi, ostrzegają.

Kłopot polega jednak na tym, że w toku ewolucji natura nie wyposażyła nas w żadne mechanizmy ograniczające spożywanie alkoholu, a gen odpowiedzialny za wytwarzanie enzymu dehydrogenazy alkoholowej nie zdążył się na tyle przekształcić, by nie szkodziły nam duże ilości wyskokowych trunków. Dlatego pijemy chętnie, nierzadko bez umiaru i nie zauważamy, kiedy początkowa przyjemność przeradza się w złe samopoczucie. Ten stan, potocznie nazywany kacem, z naukowego punktu widzenia oznacza zatrucie organizmu aldehydem octowym. Związek ten nie zostaje szybko usunięty z organizmu z dwóch powodów: albo za dużo było alkoholu, albo za mało enzymów, które biorą udział w metabolizmie alkoholu. Na to drugie jednak wpływu nie mamy, bo jego stężenie zależy od naszych genów.

Szczególnie istotny jest właśnie gen odpowiedzialny za wytwarzanie dehydrogenazy alkoholowej. Pod koniec lat 90. odkryto w nim mutację, która sprawia, że nawet niewielkie ilości alkoholu mogą wywołać u jej nosicieli gwałtowne reakcje – zaczerwienienie twarzy, nudności, palpitację serca i zawroty głowy. Z danych International Center for Alcohol Policies wynika, że częściową lub całkowicie zaburzoną funkcją tego genu dotknięta jest połowa mieszkańców państw azjatyckich, a także Żydzi aszkenazyjscy oraz rdzenna ludność Ameryki Południowej i Północnej. Nie wiadomo jednak, dlaczego właśnie oni mają mutację w tym genie, a przez to słabszą głowę w porównaniu z innymi ludźmi.

Nie udało się też wyjaśnić, dlaczego przyjemność z picia alkoholu szybciej odczuwają kobiety niż mężczyźni, a tym samym dlaczego to one są bardziej wrażliwe na skutki zatrucia. Już przed laty wykazano co prawda, że w organizmie kobiet stężenie enzymu rozkładającego alkohol jest aż o 70-80 proc. mniejsze niż u mężczyzn, ale różnica ta jest dużo większa niż różnica w masie ciała kobiet i mężczyzn. Nie wyjaśnia więc, dlaczego kobiety zostały pokrzywdzone przez naturę.

Byle nie na głodniaka

Można jednak uchodzić za osobę o mocnej głowie, a i tak potężnie się upić. Reakcje organizmu zależą bowiem również od tempa wchłaniania alkoholu. Szybciej uderzy on nam do głowy, jeśli pijemy na pusty żołądek. Ważną rolę odgrywa tu zastawka odźwiernika, czyli niewielka struktura, która przepuszcza pokarm z żołądka do jelita cienkiego. Gdy się najemy, zastawka zostaje zamknięta. Pilnuje, by odpowiednie enzymy miały czas na przerobienie znajdującego się w żołądku pokarmu. Otworzy się dopiero po pewnym czasie, kiedy jedzenie zostanie nadtrawione. Wtedy dopiero wraz z alkoholem zastawka przepuści je do jelit, a stamtąd alkohol dostanie się do krwi i dalej do mózgu. Gdy zaś wypijemy drink na pusty żołądek, zastawka otworzy się bez chwili zwłoki, a alkohol błyskawicznie uderzy nam do głowy.

Dzięki obserwacji pracy zastawki odźwiernika wyjaśniono także, dlaczego szybciej upijamy się szampanem czy innymi gazowanymi napojami alkoholowymi niż choćby zwykłym winem. Pod wpływem gazu zwiększa się bowiem ciśnienie w żołądku, w efekcie zastawka szybciej się otwiera. Alkohol szybciej przenika do jelit i dalej do krwi i mózgu.

Można jednak ograniczyć zgubne skutki picia: trzeba dużo jeść przed imprezą, a w jej trakcie dużo pić niealkoholowych napojów. Nerki filtrując alkohol, zużywają bowiem bardzo dużo wody. Prowadzi to do odwodnienia organizmu i powoduje, że następnego dnia kac, czyli zatrucie aldehydem octowym, odczuwamy wyjątkowo silnie. Przyjemność z picia alkoholu przeradza się wtedy w koszmar. A przecież nie tego chcemy.