饮酒的秘密

乙醇对酵母菌同样有毒

即便对酵母菌来说,乙醇也有毒,要不然酵母菌就不会将乙醇排出细胞外。酵母菌对乙醇有一个耐受度,一旦超出,酵母菌就会死亡。啤酒酵母和红酒酵母分别属于两个不同谱系,其中最主要的区别就是红酒酵母耐受乙醇浓度的能力远高于啤酒酵母。

人类从很久以前就开始酿酒。科学家从中国河南贾湖村遗址考古工作中发现,距今9000多年的古代中国人将稻米、山楂混合,酿出了目前发现的最古老的酒。但不少人认为人类饮酒的历史应比这一发现更为久远,或可追溯到我们的祖先物种。

酵母:大自然的酿酒师

酿酒的原理可以简单地概括为:酵母菌吃糖,排出乙醇(酒精)。在自然界中,一些过熟的水果(所谓“酒果”)中含有乙醇。成熟的水果富含单糖,还有酵母菌繁殖必不可少的钙、锌等元素,它们对酵母菌来说堪称完美食物。不知从何时起,酵母菌和水果建立起共生关系:水果为酵母菌提供营养和繁殖场所,酵母菌负责制造气味吸引动物

酵母菌开创了将水果中的葡萄糖和果糖(都是六碳有机物)分解为乙醇(二碳有机物)的特殊无氧代谢模式。虽然这种代谢模式有点浪费(乙醇中还含有许多能量),但乙醇能让细菌原生质中的蛋白质变性失活,这让乙醇具有良好的杀菌效果。乙醇的这种杀菌抑菌作用对作为真菌的酵母菌十分有利。

“酒果”非但不会因细菌感染而腐败,“酒果”中的酵母菌还能合成多种酯类、高级醇等芳香物质,这让“酒果”有类似香蕉和丁香的气味。乙醇是良好的溶剂,又很容易挥发,因此“酒果”中具有芳香气味的有机物很容易溶解在乙醇中,随风扩散。循着诱人的香甜气味,森林里的动物很容易找到“酒果”。

但乙醇对动物是有毒的。森林中常有因为食用“酒果”而丧命的鸟类。不仅乙醇有毒,乙醇代谢中间产物乙醛的毒性更大。在自然界中,人类是为数不多的能有效代谢乙醇的动物。除了人类,黑猩猩也喜欢食用“酒果”。那么,为什么人类和黑猩猩等某些灵长目动物能够耐受高浓度的乙醇呢?

水果表面附着了大量酵母菌

一个关键的基因突变

动物肠道内的微生物代谢活动会产生乙醇,人类肠道微生物的代谢活动也会产生少量乙醇,因此,动物体内都有乙醇脱氢酶等代谢乙醇的酶。科学家发现,在距今约1000万年前,人类、大猩猩和黑猩猩的共同祖先发生了一个关键性基因突变。这个突变让某些灵长目动物能够合成一种独特的乙醇脱氢酶-4(简称ADH4酶),它们代谢乙醇的速度大约是普通乙醇脱氢酶的40倍。ADH4酶广泛存在于灵长目动物的胃、喉和舌,是最先参与乙醇代谢的一种酶。

通过古气候研究,科学家知道被认为是人类起源地的非洲大陆在1400万年前开始逐渐变得寒冷,森林逐渐草原化,这导致许多动物的食物来源减少。ADH4基因突变增强了早期灵长目动物对乙醇的耐受度,让它们能以落在地上的“酒果”为食,生存竞争力大大提高。

在这个基因变异的基础上,美国科学家杜德利于2000年提出“醉猴假说”。他认为,ADH4基因变异不但扩大了灵长目动物的食物来源,还带来了一个莫大的好处:就像人类在饭桌上靠喝酒拉近彼此间的关系,乙醇也许让灵长目动物之间形成更轻松且更牢固的社交纽带。这或许有助于灵长目动物更好抵御外部威胁,也更容易处理内部纠纷。

在欧洲许多国家,孤独感被视为一大健康威胁。为了解决英国人的孤独问题,英国政府甚至设置了“孤独大臣”这一部长级职位,负责改善国民孤独感严重问题。一些欧洲国家的政府鼓励独居人士常去小酒吧里喝些啤酒,聊聊天,或是带上一瓶葡萄酒去参加社交活动。可见酒是人类重要的社交纽带。虽然“醉猴假说”存在争议,但它不失为一个有关人类迷恋饮酒和人类文明崛起成因的独特猜想。

偷酒的黑猩猩

新几内亚拥有悠久的棕榈酒制作历史。当地人用刀在棕榈树干上划出口子,用干净的容器接住流出的白色树汁。树汁中含有通过棕榈树光合作用合成的糖。在无处不在的酵母菌帮助下,甜甜的棕榈树汁很快就变成了棕榈酒。

2015年,科学家发现当地的黑猩猩已经熟练掌握偷酒技术:它们先将棕榈叶放在口中咀嚼一番;一段时间后,一些难以咀嚼的粗纤维会形成类似海绵的团状物;黑猩猩利用这些“海绵”从酒桶中吸酒饮用。棕榈酒的度数(按体积)为3%~7%。

喝酒前兴奋大腦活动变缓完全失去意识

饮酒者大脑中有什么变化?

酒入喉咙后不久,就会开始影响饮酒者对外部世界的感知。人的一举一动、情感和想法都受神经调控。饮酒过量的人起初会很兴奋,接下来行动和思维会被逐渐抑制,这是因为乙醇对大脑主要起抑制作用。起初的兴奋感是由于乙醇抑制自律神经元的活动,但兴奋感只是一种假象,因为随着乙醇摄入量不断增加,越来越多的大脑神经元会受到抑制。

乙醇通过影响神经递质来抑制大脑活动。我们大脑中的神经元分为兴奋性的和抑制性的这两类。神经元之间依靠神经递质传递信号。谷氢酸属于兴奋性神经递质,能刺激大脑活动。乙醇会抑制谷氨酸的释放,从而让人的举止变得缓慢。乙醇还会增加抑制性神经递质γ-氨基丁酸的释放量,从而进一步减缓饮酒者的思考和动作速度,让人思维混乱、吐字含糊、走路跌跌撞撞。

为什么酒鬼离不开酒?这是因为乙醇能让大脑的“奖励中心”释放大量快乐物质——多巴胺。通过提升大脑内多巴胺的水平,乙醇会让饮酒者产生虚假愉悦感:即便饮酒者正遭受不幸,也会觉得心情愉快,这就是许多人买酒浇愁的原因。多巴胺的这种快乐效果会随着饮酒次数增加而减弱。如果饮酒者想维持同样强度的快感,就必须不断增加饮酒量。同样起作用的物质还有内啡肽。有研究发现,长期酗酒者在口服低剂量乙醇后大脑内啡肽分泌量明显增加。垂体分泌的内啡肽能与吗啡受体结合,产生类似服用吗啡的快感,也能缓解疼痛。

乙醇让大脑分泌更多多巴胺,这是长期饮酒者难以戒酒的根本原因。

美酒迷人的秘密

乙醇能让大脑释放多巴胺和内啡肽等“快乐物质”,这是许多饮酒者成瘾的主要原因。但酒中还有酸、醛、酮、酚、酯、维生素和矿物质等物质,这些成分塑造了不同酒的独特味觉和嗅觉标签。

酒中的有机酸会让口感饱满,有机酸在赋予酒果香的同时也参与酯化反应,为酒带来水果、蜂蜜等气味。钙离子能让酒更为清冽爽口。双乙酰能让酒带有奶油香,但在酒中只能少量存在,稍多就会产生让人不快的气味。类似还有正丁醇,它有椰子味。少量乙醛让酒喝起来有绿茶味,多了则会有水果味。

饮酒没有安全剂量

科学家在2018年发布的一项研究结论中说,他们在分析了195个国家的总共近700个研究数据和近600份研究的基础上,得出乙醇的安全剂量为零的结论。也就是说,只要喝酒就会危害健康,不存在少量饮酒有益健康的说法。仅在2016年,全球就有约280万人因饮酒死亡。

2018年的另一项研究结果,揭示乙醇代谢中间产物——乙醛会破坏人体DNA,造成多种DNA损伤,从而大大提高癌症发生概率。乙醛也会损伤骨髓中的造血干细胞,影响人体造血功能。

长期饮酒对肝脏损伤巨大。肝脏是人体的重要解毒器官,也是能量代谢的重要场所。乙醇会损伤肝脏组织,而细胞在修复肝脏时会留下纤维状瘢痕。长期饮酒者的肝脏会反复遭到破坏并进行修复,本来柔软的肝脏因此被大量纤维代替,导致肝硬化。长期饮酒还会扰乱人体脂质代谢,造成饮酒者体重上升,大量积累内脏脂肪。

一次性喝太多酒也很危险。人在喝酒时会感觉温暖,这是因为酒精会加快血液流速,但这也会让人体散热速度加快,让人更容易散失热量。寒冷冬夜,醉倒在街边的人很容易因为低体温症丧命。更严重的是,血液中高含量的乙醇还会麻痹大脑的呼吸中枢,让人失去呼吸反射,从而窒息死亡。

醉酒后的人更容易散失热量。造成体温下降。健康的肝脏(左)和肝硬化肝脏(右)。

1000万年前的ADH4基因变异赋予了人类善饮的天赋,这个变异或许还促成了人类这个物种的崛起。即便如此,酒对人类依然有害。人类和酒的关系还在不断变化中。2018年。通过对四大洲20个人种超过2500名参与者进行基因分析,科学家发现乙醇脱氢酶基因的一个特殊变种在不同人群中的比例正在升高。这个基因变异将导致携带这些基因的人难以有效代谢乙醇,这让他们的醉酒反应比一般人更严重。更奇怪的是,这种变异在不同人群中的扩散并非由父母直接遗传给子女。这或许是个好消息,因为它可能预示着人类开始逐渐摆脱对酒的依赖。(责任编辑 王川)

喝酒脸红者酒量好吗?

许多东亚人喝酒容易脸红。这种现象在福建等中国东南部省份尤其常见。脸红是因为这些人携带ALDH2基因,他们虽然能高效地将乙醇代谢为乙醛,但無法快速将乙醛代谢为乙酸,造成乙醛在体内大量累积。乙醛对人毒性巨大,不仅会刺激毛细血管,造成充血脸红,还具有很强的肝毒性,因此,喝酒脸红的人并不适合饮酒。

版权声明:三分钟阅读 发表于 2021年10月31日 下午10:50。
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