Biochemie und Pathobiochemie: Alkohol-Stoffwechsel

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Abbau von Ethanol[Bearbeiten]

Subst. ( ⇑ ) Co. Enzym EC EG Erkr.
Ethanol2.svg Ethanol (Weingeist)
NAD(P)+

NAD(P)H/H+

GG-Pfeil senkrecht 1-3.svg NAD(P)+

NAD(P)H/H+

Zn / Fe Alkohol-Dehydrogenase (NAD+) 1.1.1.1 Ox
Zn Alkohol-Dehydrogenase (NADP+) 1.1.1.2
Ethanal.svg Acetaldehyd (Ethanal)
H2O, NAD(P)+

NAD(P)H/H+

GG-Pfeil senkrecht 1-3.svg NAD(P)+, H2O

NAD(P)H/H+

Aldehyddehydrogenase (NAD+) (Zytosol: ALDH1 , Mitochondrium: ALDH2) 1.2.1.3 Ox ALDH2-Def. (Alkohol- intoleranz), ALDH3A2-Def. (Sjögren-Larsson-S.)
Aldehyddehydrogenase (NADP+) 1.2.1.4
Acetat.svg Acetat (Salz der Essigsäure)
CoA-SH, ATP

AMP + PPi

GG-Pfeil senkrecht 1-3.svg CoA-SH, ATP

AMP + PPi

Acetat-CoA-Ligase 6.2.1.1 Lig
Acetyl-CoA.svg Acetyl-CoA


Ethanol entsteht in geringen Mengen z.B. durch Darmbakterien, im Intermediärstoffwechsel und wird in variabler Menge exogen aufgenommen. Der Abbau erfolgt wie oben dargestellt durch Oxidation des Alkohols zum Aldehyd und dann zur Carbonsäure. Letztere kann nach Aktivierung mit Coenzym A zur Energiegewinnung (Citratzyklus) oder für Biosynthesen (z.B. von Fettsäuren) verwendet werden. Der Ethanol-Abbau erfolgt in kleinerem Ausmaß auch über das CYP-abhängige mikrosomale Ethanol-oxidierende System (MEOS) der Leber.

Pharmakologie und Toxikologie: Toxisch ist neben dem Ethanol v.a. das Acetaldehyd.

Die Induktion des MEOS bei Alkoholismus und dessen Hemmung bei akuter Alkoholzufuhr führt zu pharmakokinetischen Wechselwirkungen.

Verstoffwechselung von Methanol[Bearbeiten]

Subst. ( ⇑ ) Co. Enzym EC EG Erkr.
H3COH
Methanol (Holzgeist)
NAD(P)+

NAD(P)H/H+

GG-Pfeil senkrecht 1-3.svg NAD(P)+

NAD(P)H/H+

Zn / Fe Alkohol-Dehydrogenase (NAD+) 1.1.1.1 Ox
Zn Alkohol-Dehydrogenase (NADP+) 1.1.1.2
HCHO
Formaldehyd (Methanal)
H2O, NAD(P)+

NAD(P)H/H+

GG-Pfeil senkrecht 1-3.svg NAD(P)+, H2O

NAD(P)H/H+

Aldehyddehydrogenase (NAD+) (Zytosol: ALDH1 , Mitochondrium: ALDH2) 1.2.1.3 Ox ALDH2-Def. (Alkohol- intoleranz), ALDH3A2-Def. (Sjoegren-Larsson-S., SLS)
Aldehyddehydrogenase (NADP+) 1.2.1.4
HCOO-
Formiat (Salz der Ameisensäure)
THF, ATP

ADP, Pi

R-Pfeil runter 1-3.svg Formiat--THF-Ligase 6.3.4.3 Lig
10-Formyl-THF

Formaldehyd entsteht in geringen Mengen z.B. beim Cholin-Abbau. Ameisensäure (Formiat) wird z.B. bei der Cholesterin-Biosynthese, bei der Östrogen-Bildung, beim Abbau von Tryptophan und bei der Biosynthese von Biopterin frei. Formiat wird von der Formiat--THF-Ligase an Tetrahydrofolsäure gebunden, so dass 10-Formyl-THF entsteht, das dann weiter verstoffwechselt wird.

Pharmakologie und Toxikologie: Beim Abbau von Methanol entsteht Formaldehyd und Ameisensäure. Letzteres wird sehr langsam abgebaut, führt zur metabolischen Azidose und schädigt insbesondere die Sehnerven bis hin zur Erblindung. Die Vergiftung verläuft in 3 Phasen: Trunkenheit (schwächer als beim Ethanol), asymptomatische Latenzphase, schwere Vergiftung. Eine therapeutische Option ist die kontinuierliche Gabe von Ethanol in hoher Dosierung, um die Methanolverstoffwechselung durch die Enzyme kompetitiv zu hemmen.

Weblinks[Bearbeiten]



Allgemeine Hintergrundfarbe für Substrate Hintergrundfarbe Reaktionspfeile „Schlüsselenzyme“
Energiereiche Phosphate Reduktionsäquivalente CO2 / HCO3 C1-Reste Stickstoff

Abk.: Tr.: Transkriptionelle Regulation, Tl.: Regulation der Translation, Lok.: Regulation über die Enzymlokalisation, Kov.: Regulation durch kovalente Modifikation, All.: Allosterische Regulation, Koop.: Kooperativer Effekt, Co.: Cofaktoren, EC: Enzymklassifikation, EG: Enzymgruppe (Oxidoreductase, Transferase, Hydrolase, Lyase, Isomerase, Ligase), Erkr.: Assoziierte Erkrankungen.



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