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乙醇醉人的神经学分子机理

投稿时间:2019-01-27 18:09 投稿人:王孝恩 【字号: 访问量:

中国古代文学作品中的精品不乏美酒相伴,近年来“酒驾”、“醉驾”又给酒增添了不愉快的联想。乙醇为酒之精也,美亦乙醇,罪亦乙醇。乙醇能使人陶醉,使人大醉,甚至醉得不省人事。乙醇为何能醉人?迄今在神经学或药理学上并没有得到相应的解读。本文作者在最近的一系列有关突触传递的研究中,似乎找到了答案。

乙醇是比较简单的有机分子之一,可看作是乙烷分子中的一个氢原子被羟基取代的产物。它的一端是亲油性的烷基,另一端是亲水性的羟基,因此常用作两亲性溶剂,在体内也具有比较好的跨膜通透性,特别是透过脑血屏障的能力。当乙醇通过血液到达脑区,能比较顺利地进入到神经元的前突触内。

前突触内的囊泡表面蛋白往往有带负电荷的酸根残基,这些暴露在胞浆中的酸根基团极易与随神经信号到达的钙离子结合。一个钙离子能与多个阴性基团结合,因此撕裂了原表面蛋白与囊泡脂质膜的结合,而将成熟囊泡引爆。囊泡的破裂释放大量浓集的化学递质,导致前突触内的渗透压增加,内压的增加又引起跨膜的压力平衡与钙/钠离子交换平衡向压力减小的方向移动,也就是向钠出钙进的方向移动,这也被称为钙致钙释放机理。这种外钙的内流又会引起更多的成熟囊泡的释放,这将是一种快速的连锁引爆过程。结果是前突触快速肿胀,压迫后突触,从而引起后突触的外钙内流,在后一个神经元中以钙波的形式将神经冲动向下传送。

没有酶的催化,乙醇分子与酸根基团在温和的生理条件下虽不能成酯,但也存在较好的相亲性。当足量的乙醇被吸附结合到成熟囊泡表面的表面蛋白的酸根基团时,阻碍屏蔽了随神经信号到达的钙离子的结合,减小了囊泡被引爆的几率。这与抑制性化学递质对兴奋性神经信号传递的抑制效果有些相似,但后者是被释放到胞外通过阻碍外钙的内流而起抑制作用的,两者的作用机理不同。

当饮者吸入的乙醇量不是太大时,上述作用仅相当于提高了钙波引爆前突触内囊泡的门槛,阻碍了一些轻微不适感或不愉快感的神经信号的传入,因此具有某种程度的兴奋性作用。随着乙醇在体内的代谢和血液中浓度的降低,这种影响会逐渐消除。

当饮酒过度后,大量的乙醇遍布于前突触内成熟囊泡表面,随神经信号到达的钙离子已经难以引爆囊泡,兴奋性突触传递处于瘫痪,饮者将失去理智,甚至进入昏迷状态。

由上分析可知,乙醇对人体神经系统的作用,在机理上不同于抑制性化学递质或毒品。虽然适量饮酒后的快感的记忆能使人喜欢上饮酒,但不会像毒品那样形成毒瘾。

参考文献

1、王孝恩,钙离子引爆神经突触囊泡的渗透压机理. 中科院科学智慧火花:2018-11-10

2、王孝恩,兴奋性神经冲动传递过程中化学递质作用的渗透压机理. 中科院科学智慧火花:2018-10-23