酒精代謝的個體差異與進化

不同的人酒量差異很大,酒量大的喝酒如喝水,酒量小的一口醉倒。有人喝酒臉紅,有人喝酒臉白,也有人面不改色。這些都有其生化基礎。酒精代謝的主要途徑是通過乙醇脫氫酶和乙醛脫氫酶進行氧化分解。這兩種酶的差異是決定酒量的主要因素。

乙醇降解途徑2

如果乙醇脫氫酶活性不足,乙醇就會快速積累。低濃度乙醇可以使血管舒張,但高濃度乙醇卻會使血管收縮,減少面部供血,所以臉越喝越白。這種人受到乙醇傷害較大,容易喝醉。

乙醇脫氫酶活性高的人可以快速氧化乙醇,血液中乙醇濃度增加緩慢,這樣就不容易醉酒。不過這樣會快速產生大量乙醛,如果肝臟乙醛脫氫酶活性不足,來不及處理的乙醛就會通過血液進入全身各處,擴張毛細血管。在面部表現為臉紅,其實全身都會發紅髮熱。喝酒後立即臉紅的人就是這種情況,一般都是乙醛脫氫酶缺陷。這種人不易喝醉,但受到乙醛傷害較大,易患肝臟疾病。

如果乙醛脫氫酶活性也高,就可以及時將產生的乙醛清除,因而不會臉紅。乙醛氧化產生的乙酸會生成乙醯輔酶A,通過三羧酸循環氧化分解,放出能量。所以這種人會發熱、流汗。這種人不易喝醉,而且受到傷害最小。

不能及時處理的乙醇和乙醛會通過循環系統擴散全身,被一些非特異的酶類緩慢氧化清除。其中比較重要的是肝臟的MEOS系統(乙醇降解途徑III,也稱為細胞色素P450 2E1)。MEOS系統主要用於處理各種有毒化合物,包括藥物和一些致癌物。細胞色素P450的催化過程中需要分子氧,所以會產生一系列自由基。這些自由基造成的氧化損傷也是造成酒精性肝損傷的重要原因。

細胞色素P450 1A1

MEOS系統是可誘導的,長期攝入乙醇會導致MEOS活性增加。所以長期嗜酒者乙醇代謝能力都會有所提高。好處是酒量增加,壞處是對一些藥物產生抗性,使藥效降低。而且,苯並芘之類的間接致癌物也是被P450激活才具有致癌作用的。

所以,攝入乙醇必然對人體產生傷害,只是大小不同罷了。《柳葉刀》2018年發表了一篇文章,分析了1990-2016年間195個國家和地區的數據,證明飲酒的安全劑量為零。

黃種人的乙醛脫氫酶基因有缺陷,大約40%的人因為這個缺陷而更加容易罹患肝癌和各種消化道癌症,所以更要遠離酒精。

中國酒文化源遠流長,為什麼這個缺陷基因沒有被自然選擇淘汰掉呢?原因有兩個方面,一是癌症一般要到中老年階段才會發作,對遺傳選擇沒有顯著影響;二是古代酒是奢侈品,一般人沒有條件長期大量飲酒。高度數的蒸餾酒大約出現在宋代,距今大約一千年。而酒類的大規模生產要到工業革命以後,也就二百多年歷史,對於進化來說,實在太短暫了。

人類為什麼會進化出代謝酒精的酶類?人體消化道中食物的發酵每天大約產生約3克乙醇,脂類代謝過程中也會產生少量乙醇。如果沒有代謝乙醇的機制,它們會在體內積累產生毒性。所以,乙醇降解系統的「設計處理能力」應該是每天幾克,如果每次攝入幾十甚至幾百克,就很容易出問題了。

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