„Místo mozku z piva kostku“ - co je na tom pravdy?

Skutečností je, že alkohol je charakterizován jako neurotoxin = negativně působí na nervový systém. Co se definice „toxicity“ týká, tak závisí především na dávce a v tomto případě i na pravidelnosti konzumace alkoholu. Nicméně pokud si představíme hraniční případ a podíváme se na mozek abstinenta a na mozek notorického alkoholika, objevíme některé pozoruhodné změny. A výraz „podíváme“ reprezentuje skupinu zobrazovacích technik, jako je nukleární magnetická rezonance NMR a počítačová tomografie CT, které jsou schopny zaznamenat mozkové struktury a jejich změny.

Jedním z výsledků neurotoxického působení alkoholu je degradace myelinu bílé mozkové hmoty. Bílá hmota obsahuje vysoký podíl axonů (neuritů), které jsou obaleny buňkami (oligodendrocyty) tvořící tzv. myelin. Bílá barva hmoty je dána vysokým obsahem myelinu. Úkolem axonů je přenášet nervový signál od jednoho neuronu ke druhému a myelin je v mechanismu a rychlosti přenosu signálu velmi podstatný. Díky němu signál u některých axonů putuje rychlostí až 130 m/s a během přenosu se signál neztrácí – přenos je efektivní. Při degradaci myelinu dochází k poruše přenosu signálu a komunikaci mezi neurony, což rozhodně není ku prospěchu našemu zdraví. 

Díky tomuto úbytku bílé hmoty a také samotných neuronů dochází ke změně hmotnosti a objemu mozku. Mozek alkoholiků má často menší hmotnost a objem než mozek „zdravých“ jedinců. Pozoruhodné na tomto všem je, že degradace myelinu je zřejmě vratná. V některých studiích bylo prokázáno, že abstinencí se stav vrací k normálu, tj. dochází opět k tvorbě myelinu. 

Dalším negativním důsledkem dlouhodobé konzumace alkoholu je ničení samotných neuronů, preferenčně v určitých oblastech mozku. Například součástí mozkového kmene jsou kompaktní shluky neuronů, které produkují ve vysoké míře neurotransmiter serotonin, který ovlivňuje například náladu a spánek. (pozn. Neurotransmiter je nízkomolekulární chemická látka, která přirozeným způsobem vzniká v nervové soustavě živočichů a slouží v ní k přenášení vzruchů.) Právě neurony v těchto organizovaných strukturách, jež jsou odborně známy jako Raphe nuclei, jsou u alkoholiků degradovány. Nedostatek serotoninu může způsobovat například špatnou náladu a agresivní chování.

Mezi další oblasti mozku, kde dochází k degradaci neuronů, jsou například hypothalamus, jež řídí pocit hladu, žízně a sekrece hormonů oxytocinu a vasopressinu, hipokampus, který slouží k ukládání nových informací, a mozeček, jež je potřebný pro koordinaci pohybů a udržování rovnováhy.   

To, jakým způsobem molekula alkoholu výše zmíněnou paseku v mozku alkoholiků dělá, je stále předmětem výzkumů. Předpokládá se, že tyto změny mohou být způsobeny dvěma mechanismy: interakcí alkoholu s NMDA receptory a tvorbou zánětu. 

NMDA receptory

NMDA receptory se vyskytují v následujících čstech mozku: hipokampu, mozkové kůře, méně ve striatu, Varolově mostu a míše. NMDA receptory jsou přítomny na povrchu neuronů a hrají významnou roli v procesu učení a tvorby paměti. Ligandem NMDA receptorů je glutamát, což je zároveň hlavní neurotransmiter v mozku. 

Běžná funkce těchto receptorů je taková, že při navázání glutamátu dojde k tomu, že NMDA receptory začnou do buněk propouštět vápenaté ionty (Ca²⁺), které následně zahajují různé signální kaskády, aktivují enzymy a další proteiny. Toto propouštění vápenatý iontů trvá pouze několik milisekund, pak se NMDA receptory vrací do původního stavu.

Alkohol interaguje s NMDA receptory především v části mozku zvané hipokampus a tyto receptory zde inhibuje, tj. nejsou schopny odpovídat na přítomnost glutamátu. Důsledek, jež z této interakce „alkohol-NMDA receptor“ plyne, závisí na pravidelnosti konzumace alkoholu. Při jednorázovém alkoholovém opojení dojde k tomu, že receptory ztratí svoji funkci. Tímto „výpadkem“ receptorů, které se podílejí na procesu učení a tvorby paměti, můžeme částečně vysvětlit známé stavy, jako jsou např. výpadky paměti po večírku (známé „okno“) a poruchy v pamatování si.

Při chronické konzumaci alkoholu dochází k jinému výsledku a to „supercitlivosti“ NMDA receptorů na glutamát. To znamená, že dochází k masivnějšímu a dlouhodobějšímu vstupu vápenatých iontů do nervových buněk. Mohutný tok vápenatých iontů do buněk však způsobuje jejich smrt (tzv. excitotoxicita). Tohoto stavu „supercitlivosti“ receptorů NMDA pro glutamát je dosaženo zvýšením počtu těchto receptorů na buněčném povrchu a zřejmě také jejich modifikací.

Ještě větší „supercitlivosti“ je dosaženo při abstinenci alkoholiků: na membráně je stále velké množství NMDA receptorů, ale alkohol, jakožto inhibitor, již není přítomen. To může vést k abstinenčním projevům, jako jsou například záchvaty, úzkost, halucinace a zmatenost. Výše zmiňovaný proces excitotoxicity se také podílí na mechanismu neurodegenerace u Parkinsonovy a Alzheimerovy choroby.  

Zánět

Další mechanismus, který se zřejmě podílí na odumírání mozkových buněk v případě alkoholismu, je zánět. Zánět je v podstatě komplexní odpověď imunitního systému na poškození nebo na přítomnost choroboplodného zárodku. Tento choroboplodný zárodek či původce nemoci je známý jako patogen. Hlavní složkou imunitního systému mozku jsou buňky zvané microglia (makrofágy sídlící v mozku) a astrocyty. Ty vytvářejí hematoencefalickou bariéru a modulují pohyb bílých krvinek monocytů a lymfocytů z krve do mozku. Na povrchu těchto buněk jsou přítomny různé skupiny receptorů, které v přítomnosti patogena spouští patřičnou odpověď. Začnou produkovat látky, jako jsou například chemokiny a cytokiny, které následně aktivují další složky imunitního systému.

V případě konzumace alkoholu dochází zřejmě k aktivaci těchto receptorů (konkrétně receptoru TLR-4) a tato aktivace vede k uvolňování cytokinů, chemokinů a produkci dalších látek jako například oxidu dusného (NO) a peroxidu vodíku (H₂O₂). Uvolňované látky v tomto případě však nepomáhají, ale naopak škodí. Díky nim zřejmě dochází k degradaci neuronů, astrocytů a oligodendrocytů v mozku.   

Na otázku, zda je schopen alkohol ničit mozkové buňky musíme tedy odpovědět kladně - ANO. Ke smrti mozkových buněk dochází jak při „rozumné“ konzumaci alkoholu, tak po jedné divoké alkoholové párty. Nějaká ta buňka vždy zemře, nemusíte se bát, že všechny - v mozku je několik miliard. Změny popsané výše se vztahují k dlouhodobému alkoholismu, se kterým souvisejí často další faktory, které se mohou podílet na smrti buněk, jako je např. nedostatek thiaminu – vitamínu B1.

Nemusíte si proto představovat, že oslava narozenin ve společnosti dobrého vína způsobí  přímo destruktivní změny vašeho mozku. Molekulární mechanismy vedoucí k neurotoxicitě jsou prozatím poměrně málo prostudovány, přesto by se toho dalo napsat ještě spousta. Pamatujme si, že alkohol je oprávněně označován jako neurotoxin, a i když v rozumné míře vyvolává některé příjemné pocity, tak se to s jeho konzumací nemá přehánět. V nejhorším případě by to mohlo vést k závislosti a alkoholismu. A jak je vidět zejména z obrázku, kde jsou vidět strukturní změny mozku u notorického alkoholika, v případě alkoholismu zřejmě skutečně platí rčení „Místo mozku z piva kostku“.   

Pokud by vás zajímalo, jak dále působí alkohol na lidský organismus, doporučujeme článek Chemie nebezpečného alkoholového opojení.