Upozornění pro čtenáře a uživatele této knihy
Všechna práva vyhrazena. Žádná část této tištěné či elektronické knihy nesmí být reprodukována a šířena v papírové, elektronické či jiné podobě bez předchozího písemného souhlasu nakladatele. Neoprávněné užití této knihy bude trestně stíháno.

RNDr. Ondřej Dvořák, CSc.

JÁ, DROGA

Vydala Grada Publishing, a. s.
U Průhonu 22, Praha 7
obchod@grada.cz, www.grada.cz
tel.: +420 234 264 401
jako svou 8729. publikaci

Odborná spolupráce RNDr. Eva Juláková, CSc.
Odpovědný redaktor Petr Somogyi
Grafická úprava a sazba Jakub Náprstek
Počet stran 200
První vydání, Praha 2023
Tisk Iva Vodáková – Durabo

© Grada Publishing, a. s., 2023
Cover Photo © Depositphotos/olla.davies

ISBN 978-80-271-6753-1 (ePub)
ISBN 978-80-271-6752-4 (pdf)
ISBN 978-80-271-3759-6 (print)

O DROGÁCH STRUČNĚ A OBECNĚ

Každého, kdo vystoupí na letišti v indonéské Jakartě z letadla, přivítá jako první nápis: „Welcome to Indonesia, death penalty to drug traffickers.“ Znamená to: „Vítejte v Indonésii, pašování drog se trestá smrtí“. Pokud tak významný stát, jakým Indonésie bezpochyby je, cítí potřebu na nejpřednějším letišti země vítat návštěvníky tímto způsobem, představují drogy jistě cosi významného.

Nejspíš každý intuitivně tuší, co to jsou drogy, i když s přesnou definicí to úplně snadné není. Na to, co činí drogu drogou, můžeme nahlížet z různých hledisek. Obecná intuitivní představa se nejspíš blíží tomu, že jde o ilegální psychoaktivní, omamné či návykové chemické sloučeniny. Psychoaktivní znamená, že působí na lidský mozek. V této knize se mimo jiné dočtete, jak to přesně dělají.

Nicméně ne všechny drogy jsou ilegální. Známe psychoaktivní, omamné a návykové sloučeniny, které zakázané nejsou. Označujeme je jako legální drogy. Ve spojitosti s drogami nám výraz „legální“ může připadat jako oxymóron neboli protimluv, protože o drogách zpravidla slýcháváme ve spojitosti s nejrozličnější kriminální aktivitou.

Legální nebo zákonné jsou proto, že neexistuje žádný předpis, který by je zakazoval. Můžeme jich na vlastní nebezpečí do svého těla naládovat tolik, kolik sneseme. Jde v první řadě o alkohol (ethanol) v lihovinách, nikotin v tabáku a kofein v kávě, čaji a energetických nápojích. Důvodem, proč jejich držení a užití není sankcionováno, ale nanejvýš omezováno, je příliš velké rozšíření. Užíváme je tak hojně, že zpravidla tvoří nedílnou součást našich životů. Setkáváme se s nimi naprosto běžně, přestože mají vlastnosti všech ostatních drog – jsou návykové, takže na ně může vzniknout závislost, a působí na lidský mozek. Závislostí míníme stav, kdy osoba opakuje sebepoškozující jednání a je jí to jedno.

Společnost legální drogy akceptuje – naučili jsme se s nimi prostě žít. Neznamená to ale, že by nevytvářely problémy. Jen s nimi prostě umíme či chceme žít. Srovnáme-li jejich oblibu s nelegálními substancemi, jde zdaleka o nejrozšířenější drogy. Například pokusy zakázat konzumaci alkoholu (zvané prohibice) skončily vždy nezdarem.

Mezi nelegální drogy patří i marihuana. Nicméně společnost ji z velké části toleruje a běžně se s ní setkáváme. Někteří lidé sice její užívání odsuzují, ale jiní zase odsuzují konzumaci alkoholu. Záleží na úhlu pohledu a způsobu definování. Příslušníci druhé nejbohatší církve světa, Církve Ježíše Krista svatých pozdních dní (The Church of Jesus Christ of Latter-day Saints), hovorově zvaní mormoni, pokládají za drogu i čaj – pijí jen ovocné nálevy.

DROGY JSOU S NÁMI OD NEPAMĚTI A JEŠTĚ DÉLE

Drogy nejsou vynálezem moderních časů, jsou s námi od nepaměti. I současnou válku proti drogám už vedeme dobrých padesát let, aniž bychom dosáhli něčeho významného. Zřejmě je potřeba užívání takovýchto sloučenin v nás příliš hluboko zakořeněna. Na užívání drog narazíme i u zvířat. Lemuři se rádi zdrogují obranným sekretem mnohonožek, které nutí k jeho vypouštění tím, že je různě okusují (Banerji, 2016). Z ne zcela jasných důvodů si jím pak potírají části těla. Snad jim slouží hlavně jako repelent proti hmyzu nebo parazitům, i když se lemuři po aplikaci mnohonožčího lektvaru tváří velmi blaženě. Nejspíš jsou rádi, že po nich nelezou komáři. Lemuři (Lemuriformes) patří mezi primáty a jejich čtyři současné čeledi žijí výhradně na Madagaskaru.

Lemur kata (Lemur catta) je nejznámějším zástupcem tohoto druhu

Mnohonožka rodu Aphistogoniulus, doslova k nakousnutí. Máte chuť?

Na trip občas vyrazí i kočky. Milují asi 60 cm vysokou bylinu s názvem šanta kočičí (Nepeta cataria). Rády se v šantě porochní, vyválejí i pohoví, čímž se uvedou do stavu podobnému opilosti. Způsobuje to sloučenina nepetalakton, kterou kočky otíráním uvolňují do vzduchu. Nepetalakton vyvolává euforickou reakci i u větších kočiček jako jaguár, levhart nebo rys (Uenoyama a kol., 2021).

Kočka spí v porostu šanty kočičí

Nepetalakton

Pokud vás vzorce zatím děsí, klidně je přeskakujte. Postupně si povíme, co na nich vidíme a čím jsou zajímavé.

Psychoaktivní drogy používali naši předci odpradávna pro šamanské, léčebné nebo náboženské účely. Užití mohlo nabýt různých podob. Inčtí kněží využívali koku a ayahuascu pro zklidnění dětí určených k obětování (Sochaa, Sykutera, Reinhard, Chávez Peread, 2022). Po správně provedeném rituálním užití mohou mít lidé pocit, že jsou ve stavu, ve kterém mohou komunikovat s vyššími silami, božstvy, nalézat vyšší pravdu nebo předpovídat budoucnost.

Rituální užití poznenáhlu přecházelo v užití rekreační, pro zábavu. S ním ruku v ruce kráčí i nasazení drog jako nástroje pro povzbuzení mysli i těla, například při studiu nebo dlouhodobém fyzickém vypětí.

K udržování sociálního smíru a politické stability zase využívali drogy elity indiánského státu Huari, který ovládal přímořskou část Peru zhruba v letech 600 až 1100 n. l. Na rozsáhlých slavnostech se společně s plebsem opíjeli kvašeným alkoholickým nápojem z plodů stromu pepřovce obecného (Schinus molle). Podstatný byl ale přídavek halucinogenních plodů stromu Anadenanthera colubrina s psychoaktivní složkou N,N-dimethyltryptaminem (Biwer, Álvarez, Bautista, Jennings, 2022). Účinky plodů jsou místním známy dodnes (Aschero, Yacobaccio, 1998).

N,N-dimethyltryptamin

CHEMICKÁ STRUKTURA

Existují i další způsoby dělení drog kromě legálních a nelegálních. Evropská agentura EMCDDA (European Monitoring Centre for Drugs and Drug Addiction, Evropské monitorovací centrum pro drogy a drogovou závislost) sídlící v Lisabonu je rozděluje podle chemické struktury. Nenechte se následujícím seznamem vystrašit, jsou to většinou jména skupin podobných chemických sloučenin. Pokud je to na vás zatím moc, zavřete oči a krátký seznam přeskočte. Zkouška z toho nebude. EMCDDA dělí drogy na aminoindany, arylalkylaminy, arylcyklohexylaminy, benzodiazepiny, kanabinoidy, kathinony, indolalkylaminy neboli tryptaminy, opioidy, fenetylaminy, piperaziny, piperidiny a pyrrolidiny. Poslední dvě jmenované tvoří jednu skupinu. Někdy z opioidů vyčleňujeme jako samostatnou skupinu derivátů fentanylu.

Kromě tohoto seznamu, který trochu připomíná nějaké zaklínadlo, existují podle EMCDDA ještě dvě naprosto nechemicky (a tudíž pochopitelně) pojmenované skupiny drog, a to „rostliny a jejich extrakty“ a „jiné“.

Srdnatý čtenář si jistě povšiml, že v seznamu skupin drog velmi často narazíme na výraz „amin“. Znamená to, že ve struktuře drogy nacházíme aminoskupiny, které obsahují atom dusíku a většinou i vodíku. Výskyt není omezen pouze na sloučeniny s výrazem „amin“ v pojmenování. Kromě kanabinoidů najdeme aminoskupinu v různé podobě ve všech ostatních chemicky pojmenovaných skupinách drog.

Vraťme se ještě k elitám státu Huari, které drogovaly obyvatelstvo plody s obsahem N,N-dimethyltryptaminu. Jedna ze skupin drog podle EMCDDA nese pojmenování tryptaminy. Nepatří náhodou N,N-dimethyltryptamin do skupiny tryptaminů? Ano, správně, patří!

Hlavní a klíčovou část této knihy budou tvořit právě popisy chemické struktury psychoaktivních drog a jejich reakcí, včetně chemické analýzy a mechanismů působení.

VÝSLEDEK PŮSOBENÍ

Podle účinku, jaký psychoaktivní drogy vyvolávají, je dělíme do několika skupin:

1.drogy tlumivé, uklidňující, tišící,

2.drogy stimulační, povzbuzující,

3.drogy halucinogenní, psychedelika, přetvářející vnímání reality,

4.kanabinoidy,

5.opioidy,

6.inhalační drogy.

Psychoaktivních a návykových látek existuje velké množství. Encyklopedie návykových drog od R. L. Millera (Miller, 2002) obsahuje přes 130 položek, a to je jen zlomek jejich celkového počtu.

Uvedená klasifikace není jediná správná a všeobecně platná, mezi různými experty nepanuje naprostá shoda. My se jí ale budeme víceméně držet a v následujících kapitolách jednotlivé skupiny drog rozebereme podrobněji.

V knize najdete různé rámečky a odbočky, které obsahují rozšíření nebo zobecnění popisované problematiky. Pokud vás nezaujmou, můžete je přeskočit… ale připravíte se tím možná o další zajímavé souvislosti.

DROGY TLUMIVÉ

Tlumivé drogy obecně snižují aktivitu základních tělních funkcí včetně nervové soustavy. Výsledkem je například snížení tepové frekvence, reakční rychlosti nebo zpomalení myšlení. Od drog pocitově očekáváme, že nás nějak nakopnou, že nás budou stimulovat. Jak je tedy možné, že existují drogy tlumivé? Pocity, které vyvolávají, jsou itak příjemné ažádané. Když usínáme ve vyhřáté posteli, cítíme se velmi příjemně, ikdyž jsme utlumení. Mezi tlumivé drogy patří alkohol, nejrozšířenější droga vůbec.

ALKOHOL VŠECHNY RÁNY ZHOJÍ

Alkohol, zvaný též líh, chemicky ethanol nebo ethylalkohol, etanol, lidově „špiritus“, doprovází lidstvo od nepaměti. Onepřekonatelné oblibě jednoduché chemické sloučeniny svědčí ičetné odrazy vumění. Za všechny uveďme první sloku písně Alkohol rockové skupiny Alkehol:

Já mám bol aten bol mě bolí
Alkohol všechny rány zhojí
Kdybych já měl alkohol
Vožral bych se až na mol

Autor zde zřejmě chtěl umělecky vyjádřit, že ethanol patří mezi tlumivé drogy.

Ethanol je chemická sloučenina, jejíž požívání je pro zletilé zcela legální. Nicméně nemůžeme popřít, že jde onávykovou látku, která primárně působí na centrální nervovou soustavu. Způsobuje dočasné změny fungování mozku, které se projeví ve vnímání, náladě achování. Zhlediska působení je to tedy droga jak vyšitá. Těžko popřít, že sloučenina, která lidstvo přinutila vytvořit rozsáhlá průmyslová odvětví jako lihovarnictví, likérnictví, pivovarnictví avinařství, na naše mozky skutečně nějakým způsobem silně působí.

Ethanol je jednoduchá chemická sloučenina. Jeho molekulu tvoří propojené atomy uhlíku, vodíku akyslíku. Jako každou chemickou sloučeninu ji můžeme popsat nejen jedním, ale hned několika vzorci. Nejjednodušší vzorec, zvaný sumární, je C2H5OH. Říká nám, že molekula ethanolu obsahuje dva atomy uhlíku C, na ně navázaných pět atomů vodíků H ahydroxylovou skupinu −OH, tvořenou jedním atomem kyslíku ana něj připojeným jedním atomem vodíku.

C2H5OH = CH3CH2OH

Pokud ale chceme alespoň trochu naznačit strukturu molekuly, sáhneme po racionálním vzorci, který lépe naznačí uspořádání atomů. Molekulu rozdělíme na malé související celky akaždý znich popíšeme sumárním vzorcem. Pro molekulu alkoholu bude takový vzorec vypadat CH3CH2OH nebo CH3−CH2−OH. Jde orovnocenné zápisy. Pomocí úseček mezi některými atomy, které reprezentují chemické vazby, naznačíme strukturu molekuly.

COHN

Co je to za podivný název této odbočky? Nejde ojméno známého středověkého kabalisty aalchymisty, jak by se snad mohlo zdát. Jde ovzorce čtyř prvků, které vytvářejí naprostou většinu organických sloučenin. Jsou to chemické prvky uhlík C, kyslík O, vodík H adusík N. Chemických prvků najdeme na planetě Zemi 94, spolu stěmi uměle vytvořenými známe 118 prvků. Liší se počtem protonů vjádře. Nejlehčí vodík má jednu tuto elementární částici, ze čtyř výše uvedených nejtěžší kyslík jich má osm.

Základní prvky tvořící organické sloučeniny

Pojmenování prvku

Symbol

Počet protonů vjádře

uhlík

C

6

kyslík

O

8

vodík

H

1

dusík

N

7

Uvedené prvky vytvářejí naprostou většinu organických sloučenin. Osloučeninách hovoříme, pokud se dva nebo více atomů spojí dohromady avytvoří molekulu. Rozdíl mezi prvkem asloučeninou spočívá vtom, že sloučenina obsahuje minimálně dva navzájem spojené různé atomy. Molekula vodíku H2 není sloučenina, ale prvek. Obsahuje sice dva atomy, ale shodné. Molekula vody H2Oje sloučenina, ale molekula síry S8 je stále prvek.

Jako organické sloučeniny označujeme sloučeniny uhlíku (kromě několika těch nejjednodušších). Uhlík má mezi prvky zcela jedinečnou schopnost vytvářet velké struktury ze zřetězených atomů −C−C−C−C− spojených za sebou nebo do kruhu. Jsou ijiné prvky, které vytvářejí řetězce (například síra nebo fosfor), ale žádné nejsou tak pevné, stabilní adlouhé. Existují molekuly, ve kterých jsou vjednom jediném nepřerušeném řetězci tisíce atomů uhlíku. Veškerý nám známý život je založen na organických sloučeninách. Nepřekvapí proto, že idrogy patří mezi organické sloučeniny. Aby mohly působit, musí nějakým způsobem interagovat sjinými organickými molekulami, které tvoří naše těla.

Existuje řada organických sloučenin, jež obsahují ijiné prvky. Vmolekulách některých drog najdeme ifosfor P, fluor F nebo chlor (někdy se píše „chlór“ sdlouhým ó). Má symbol Cl, čteno „cé el“. Druhé písmeno je malé el, nikoliv velké I. Vjádře atomu fosforu najdeme 15 protonů, vjádře fluoru 9 achloru 17 protonů.

Kromě organických sloučenin známe isloučeniny anorganické – to jsou všechny ostatní.

Proč je ethanol tak oblíbený?

Protože nám chutná! Vkoncentrované podobě jde okapalinu ostrého, nepříjemného zápachu, ale po zředění vodou získá příjemnou alkoholickou vůni itypickou chuť, která způsobuje nejen oblibu alkoholických nápojů, ale ipomerančového džusu (Morad, 1980). Na jeho chuti se ale podílí vnepatrném množství, spíše jako koření.

Výrazného rozdílu mezi vjemy, jaké způsobuje ethanol při vysoké anízké koncentraci,1 leckdy využívají likérky při ochutnávkách během nejrůznějších exkurzí. Nejprve vám předloží silný neochucený koncentrát, ze kterého vycházejí při výrobě. Jeho silné výpary vám vženou slzy do očí. Chuť je zajímavá, ale hlavně příliš výrazná. Zájem ochutnat mnohem zajímavější adražší konečné produkty vás po ochutnání koncentrátu přejde, takže podnik ušetří.

Kromě chuti konzumujeme ethanol kvůli příjemným pocitům, které vyvolává. Vmalých dávkách způsobuje euforii, pocit uvolnění aztrátu zábran. Stejně jako ostatní psychoaktivní drogy působí na části mozku zvané bazální ganglia, amygdala aprefrontální kortex.

Místa působení ethanolu vlidském mozku

Alkohol je snámi odpradávna

Alkohol představuje nejrozšířenější drogu vůbec, vprostoru ičase (U.S. Department of Health and Human Services). Zředěný vpodobě alkoholických nápojů ho konzumujeme již desetitisíce let amožná déle. Vzhledem ktomu, že sužíváním drog se setkáme iu zvířat, jeho počátky jsou zřejmě skutečně pradávné. Schopnost savců metabolizovat alkohol se objevila před miliony let. Leckteré zvířátko, například sloni nebo opice, soblibou vyhledává zkvašené ovoce.

Naprostá většina lidských společenství disponuje nějakou technologií výroby kvašených nápojů. Kukuřice se vMexiku pěstuje přes 6000 let (Flora, Wiley, 1974), zpočátku zřejmě kvůli obsahu zkvasitelných cukrů, znichž se vyráběl alkohol.

Zbytečky organických látek zachycených na vnitřních stěnách neolitických nádob zpálené hlíny ze severní Číny ukazují, že její tehdejší obyvatelé znali zkvašené nápoje zrýže, medu arozmanitého ovoce před 9000 roky (Roach, 2005) (McGovern, 2004). Zřejmě je tedy nějaká šikovná droga, která pomáhá lidem snášet útrapy života, nezbytná azrovna alkohol se ktomu jeví jako obzvlášť vhodný. Vývoji, vylepšování, výrobě aspotřebě alkoholických nápojů věnuje lidské společenství enormní úsilí, sotva porovnatelné sněčím podobným.

„Nenuť se pít vodu, ale kvůli svému žaludku akvůli svým častým nemocem mírně užívej vína,“ stojí vPrvním listu Timoteovi (5:23) vNovém Zákoně (Bible, 1984). Rovněž tam stojí, že biskup by neměl být pijan ani rváč. Ve středověku bylo pití piva avína rozšířenější než dnes. Lidé se pití vody vyhýbali, pokud mohli. Pokládali ji za nezdravou, což vpodmínkách nedostatečné hygieny byla pravda. Přítomnost alkoholu aoxidu uhličitého vkvasící směsi zajišťuje, že se vní kromě kvasinek nejspíš jiné potenciálně škodlivé mikroorganismy nenamnoží. Tehdejší lidé tedy prožívali své životy znašeho pohledu vneustálé lehké opilosti.

Od dávných dob až do dneška připravujeme ethanol alkoholovým kvašením jednoduchých rostlinných sacharidů (cukrů) pomocí kvasinek Saccharomyces cerevisiae.

C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2

Kromě ethanolu C2H5OH vzniká rovněž oxid uhličitý CO2. Pokud jste někdy viděli kvasící směs, tak to jsou ty bublinky. Ikdyž nyní umíme vyrobit ethanol ijinak, čistě chemickou cestou, stále ho nejvíce získáváme kvašením.

Něco málo oanatomii afunkci mozku

Prefrontální kortex neboli kůru najdeme hned za očima ačelem. Jde opřední část čelního laloku koncového mozku člověka, která znás dělá to, čím jsme. Její úkoly jsou mnohočetné. Odpovídá za soustředění, chápání, rozhodování, ovládání, vzpomínání, dlouhodobou ipracovní paměť, plánování, snění, imaginaci asociální chování. Vidíme, že prefrontální kortex toho má na starosti opravdu hodně. Ateď mu do toho hodíme sethanolem vidle!

Bazální ganglia představují nevelkou část koncového mozku, ale mají složitou strukturu ifunkci. Hrají významnou roli při vytváření pozitivní motivace apříjemných účinků základních aktivit, jako je jídlo, socializace asex. Podílejí se ina vzniku návyků. Ethanol iostatní drogy tuto oblast nadměrně aktivují avyvolávají euforii. Ale při opakované expozici se nervové buňky přítomnosti drogy přizpůsobují. Klesá účinnost jejího působení. Citlivost bazálních ganglií se snižuje, takže se zmenšuje pocit potěšení zčehokoliv kromě drogy.

Amygdalu najdeme vmozku obratlovců (tedy iv našem), ato ve střední části spánkového laloku. Jde opárovou mozkovou strukturu, což znamená, že vkaždé polovině mozku je jedna. Propojení amygdaly nervovými vlákny sostatními částmi mozku, zejména sprefrontální kůrou, je mnohočetné. Silně ovlivňuje chování při prožívání strachu aradosti amá klíčové postavení při formování auchovávání paměti spojené semočními prožitky.

Utlumení amygdaly ethanolem má za následek ztrátu zábran, takže se nebojíme říci něco, co ve střízlivosti neřekneme. Jak se říká, ve víně je pravda neboli učeně po latinsku in vino veritas. Později toho ale leckdy hořce litujeme.

Amygdala, bazální ganglia aprefrontální kortex nejsou jediné části mozku, na které ethanol působí. Má vliv ina hypofýzu, avšak se zcela jiným výsledkem. Inhibuje vznik hormonu, který reguluje hospodaření svodou. Způsobuje tak zvýšenou produkci moči, atím dehydrataci. Známé hospodské pravidlo říká: „Po druhém pivu akaždém dalším.“ Chce tím říci, že po druhém pivu akaždém dalším je třeba jít na toaletu. Pití piva nebo podobných nápojů snevysokým obsahem alkoholu vyvolá žízeň, kterou hasíme dalším pivem. Pro pivovarníky skvělá zpráva!

Umístění hypofýzy neboli podvěsku mozkového

Hypofýza neboli podvěsek mozkový je klíčová tělní žláza, která vylučuje významné hormony. Jako hormony označujeme sloučeniny, které svou přítomností přenášejí informace mezi buňkami těl organismů.

Působení ethanolu na mozek je skutečně rozsáhlé. Protože ovlivňuje oblasti, které mají na starosti vyšší funkce mozku, nelze se divit mnohočetným arozdílným příznakům opilosti. Oněkom se říká, že má opičku smutnou, jiný veselou. Výsledky působení ethanolu na náš mozek závisí na různých okolnostech ajsou notně individuální. Důležitou roli hraje tělesná hmotnost azvyk, ale imomentální stav, například únava nebo vyčerpání. Po příjemných pocitech při malých dávkách přichází po větší dávce ztráta koordinace, snížení vnímavosti, prodloužení reakční doby iutlumení rozumových schopností. Může se objevit iagresivita nebo deprese či naprostý útlum.

Jak to přesně dělá aco je dvojná vazba?

Přestože alkohol patří knejstarším inejrozšířenějším drogám, je překvapující, že opřesném mechanismu jeho působení na náš organismus nepanuje doposud shoda. Nejpravděpodobnější je, že molekuly alkoholu působí vmozku na receptory pro kyselinu γ-aminomáselnou. Pojmenování γ-aminomáselná kyselina se prakticky nepoužívá. Hovoříme oní jen jako oGABA ao příslušném receptoru jako oGABA receptoru, což je zkratka zanglického pojmenování gamma-aminobutyric acid.

GABA

Co tedy je receptor pro GABA, okterém jsme se před chvílí stručně zmínili? Jako receptor obecně označujeme složitý komplex molekul bílkovin, který vytváří místo, na něž se může vázat určitá molekula nebo jí podobné. Nacházejí se na povrchu iuvnitř buněk. Fungují jako přijímač, přenašeč či transformátor informace na chemickém základě. Pokud se na jedné straně naváže určitá molekula, způsobí změny struktury receptoru. Může to vést ke vzniku póru skrz receptor, kterým začnou proudit kromě vody zpravidla anorganické ionty. Druhou možností je, že receptor uvolní zopačného konce jinou molekulu.

Chemická vazba

Na obrázku receptoru GABA máme mezi jedním atomem uhlíku C aatomem kyslíku Omísto jedné čárky dvě. Co to znamená? Jednoduchou čárkou označujeme chemickou vazbu. Jak taková chemická vazba vypadá? Tvoří ji dva záporně nabité elektrony mezi kladně nabitými atomovými jádry, například C−C. Záporný náboj elektronů odstíní kladné náboje jader, takže se neodpuzují. Zároveň přitahuje jádra ksobě, takže jde ostabilnější uspořádání, než kdyby byl každý atom samostatný. Pomocí viditelných nabitých předmětů žádné takové uspořádání nevytvoříme. Jde vysloveně ozáležitost kvantového mikrosvěta, kde taková struktura tvořená extrémně nepatrnými elementárními částicemi zůstává stabilní. Tento typ vazby nazýváme kovalentní. Kromě kovalentní existuje iiontová vazba založená na přitahování kladného azáporného náboje. Vtéto knize mnoho příkladů iontových vazeb nenajdeme.

Atomy vmolekule drží pohromadě chemické vazby. Chemickou vazbu tvořenou dvěma elektrony označujeme jako jednoduchou. Kromě ní známe vorganické chemii ještě vazbu dvojnou atrojnou. Dvojná vazba má podobu dvou jednoduchých vazeb vedle sebe. Tvoří ji čtyři elektrony, dva krát dva. Dvojnou vazbu najdeme na předchozím obrázku GABA mezi atomem uhlíku C akyslíku O. Totéž analogicky platí ipro vazbu trojnou, tvořenou šesti elektrony.

Zleva doprava vazba jednoduchá, dvojná atrojná ve sloučeninách ethan, ethen aethin (acetylén)

Není náhoda, že na obrázku je dvojná vazba oněco kratší než jednoduchá atrojná je kratší než dvojná. Skutečnost tomu odpovídá, ikdyž ve vzorcích to ne vždy dodržujeme. Ijednoduché vazby mezi uhlíkem C avodíkem H můžeme znázornit čárkami, jak vidíme na dalším obrázku.

Ethen

Vazby kvodíkovým atomům znázorňujeme vorganických sloučeninách jen tehdy, pokud vysloveně potřebujeme znázornit celou strukturu, jinak symboly H prostě připojíme ksymbolu C amlčky předpokládáme, že tam taková vazba je.

Násobné (tedy dvojné atrojné vazby) znázorňujeme vtextu takto: −CH=C<. Po řadě zleva doprava to označuje jednoduchou vazbu katomu uhlíku. Zněj dále napravo vede dvojná vazba kdalšímu atomu uhlíku. Zposledního atomu uhlíku napravo vedou dvě jednoduché vazby, označené takto <. Způsob, jak vtextu znázorníme trojnou vazbu, si ukážeme na molekule acetylenu HC CH.

Kdo si myslí, že GABA receptor se jmenuje podle toho, že reaguje na molekuly GABA, tak má pravdu. Mění se GABA receptor při navázání molekuly kyseliny γ-aminomáselné na iontový kanál, nebo funguje druhým popsaným způsobem? Oboje je správně, existují dva typy GABA receptorů: GABAA aGABAB. Ten sdolním indexem Ase mění na iontový kanál, kterým procházejí chloridové anionty Cl−. Protože nesou záporný náboj, změní se tímto rozložení náboje kolem buněčné membrány atím inapětí přes ni. Tyto změny sníží schopnost excitace buňky.

Receptor siontovým kanálem můžeme připodobnit kminiaturnímu vodovodnímu kohoutu. Pokud je uzavřen, voda neteče. Po otevření začne proudit.

Receptor GABAA, což je ono namodralé monstrum uprostřed obrázku, tvoří pětice velkých molekul bílkoviny. Po navázání molekuly ethanolu se změní jejich struktura. Dojde kotevření iontového kanálu, kterým začnou proudit chloridové anionty Cl−

Na obrázku vidíme, že obdobně jako ethanol působí sloučeniny benzodiazepiny, byť na jiném místě. Řadíme je rovněž mezi tlumivé drogy adostaneme se knim oněco později.

Receptor GABAB žádný kanál nevytváří. Jde odruhý zmíněný typ, který zopačného konce uvolňuje jinou molekulu. Oba typy působí inhibičně: spouští děje, které organismus utlumují. Nepřekvapí proto, že tlumivá droga ethanol působí právě jejich prostřednictvím.

Opilá vosa

Ethanol ovlivňuje idalší receptorové systémy: dopaminové, noradrenalinové, opioidní, acetylcholinové, serotoninové iglycinové. Glycinové receptory reagují na sloučeninu glycin NH2−CH2−COOH. Najdeme je po celé centrální nervové soustavě, kde se podílí na řízení řady procesů. Ke všem receptorům se ještě dostaneme.

Hlava vosy zepředu

Někdo připisuje účinky ethanolu prostému rozpouštění vmembránách nervových buněk, čímž může ovlivnit fungování nervové soustavy jako celku, nikoliv pouze prostřednictvím některých receptorů. Obdobně možná působí některé látky sanestetickým účinkem jako prvek xenon. Každopádně musí jít opůsobení na vývojově staré struktury, protože ethanol působí ina členovce. Osobně jsem pozoroval výraznou ztrátu koordinace pohybů uvosy obecné (Vespula vulgaris), právě vylovené zkalíšku dobře prokvašené medoviny.

Jak vidíme, účinky ethanolu amožnosti jeho působení jsou četné. Výsledek nejspíše určuje kombinace všech cest.

Co se stane, když se napijeme?

Malá molekula ethanolu proniká bez problémů do celého těla včetně centrální nervové soustavy, kde může působit na všechny existující receptory. To by vysvětlovalo souběh psychických imotorických účinků. Motorické účinky ethanolu znamenají, že opilec se motá amá problémy schůzí. Oproti naprosté většině ostatních drog je molekula ethanolu malá, takže se dostane itam, kam větší molekuly neproniknou. Možná proto jsou účinky ethanolu tak mnohočetné.

Ethanol se po požití vstřebává vcelé trávicí soustavě, vmalém množství již vústní dutině. Hlavně se ale vstřebává vtenkém střevu (Bigelow aEdgar, 2006). Jde odosti rychlý proces, zhruba polovina se ho vstřebá během prvních patnácti minut. Znápojů sobsahem oxidu uhličitého CO2 (jako jsou šumivá vína apivo) az nápojů teplých se vstřebává rychleji. Přítomnost potravy, zejména tučné, vstřebávání zpomaluje.

Ethanol přechází do krve, odkud ho až desetinu vydýcháme plícemi nebo vyloučíme potem či močí (Šustková-Fišerová, s.d.). Zbytek se vjátrech pomocí enzymu alkoholdehydrogenasy přeměňuje na acetaldehyd CH3CHO. Dále přechází pomocí aldehyddehydrogenasy na kyselinu octovou CH3COOH.

Enzymy, katalyzátory chemických reakcí vorganismu, tvoří obrovská molekula bílkoviny nebo několik spojených molekul. Jako katalyzátory označujeme sloučeniny, které urychlují chemické reakce, aniž by se při tom nějak změnily. Pojmenování enzymů zakončuje koncovka -asa. Venzymu molekulu bílkoviny často doplňuje kofaktor, kation kovu nebo malá organická molekula. Odhaduje se, že enzymů, které pro zdárné fungování potřebují kofaktor, je asi 60 % (Vodrážka, Rausch, Káš, 1998). Bez kofaktorů tyto enzymy nepracují.

Za hodinu zpracují enzymy vnašem organismu zhruba 10 gramů alkoholu, tedy velmi přibližně decilitr vína nebo třetinku piva. Záleží samozřejmě na obsahu alkoholu vtěchto nápojích.

Oxidace ethanolu na acetaldehyd akyselinu octovou pomocí enzymů alkoholdehydrogenasy aaldehyddehdrogenasy

Vmolekule acetaldehydu (na obrázku uprostřed) vidíme seskupení atomů uhlíku, vodíku akyslíku, které nazýváme aldehydická skupina −CHO. Na atom uhlíku se váže dvojnou vazbou atom kyslíku ajednoduchou vazbou atom vodíku. Vmolekule kyseliny octové úplně vpravo vidíme karboxylovou skupinu −COOH tvořenou týmiž atomy. Na atom uhlíku se váže dvojnou vazbou atom kyslíku ajednoduchou vazbou hydroxylová skupina −OH.

Většina mužů má vžaludku nezanedbatelné množství zmíněného enzymu alkoholdehydrogenasy. Část alkoholu vžaludku rozloží, takže nepronikne do krve. Muži proto odbourávají alkohol rychleji než ženy, jež alkoholdehydrogenasu vžaludku nemívají. Tato informace se týká bělochů ačernochů. Zhruba polovina mongoloidní populace má enzymu alkoholdehydrogenasy tak málo, že bez následků mohou požít jen velmi malé množství ethanolu. Nepřekvapí proto, že Číňané vás často po dvou pivech začnou zvědavě pozorovat, kdy se na vás projeví známky silné opilosti. Ničivé důsledky ohnivé vody na indiánskou populaci mají shodnou příčinu, protože geneticky indiáni pocházejí zasijské mongoloidní populace. Jako mongoloidní populaci označujeme původní obyvatele většiny Asie.

Kofaktor alkoholdehydrogenasy je kation zinečnatý Zn2+. Pokud bychom neslýchaně zvětšili2 molekulu enzymu alkoholdehydrogenasy, uviděli bychom něco takového jako na následujícím obrázku.

Molekula enzymu lidské alkoholdehydrogenasy

Nevelké množství ethanolu (asi do 0,1 promile) máme vkrvi, ikdyž žádný nepozřeme. Je to normální meziprodukt našeho metabolismu. Hovoříme ofyziologické hladině ethanolu vkrvi. Přesáhne-li hladina ethanolu vkrvi mezní hranici 0,3 promile, museli jsme pozřít nějaký alkoholický nápoj. Akutní otravy alkoholem dosáhneme, překročí-li koncentrace vkrvi 3,0 ‰.3

Trocha algebry

Koncentraci ethanolu vkrvi c0 vpromile vzávislosti na pozřeném množství vgramech atělesné hmotnosti mt popisuje tato empirická rovnice (Šustková-Fišerová, s.d.):

Koncentraci c0 píšeme sdolním indexem 0, protože jde okoncentraci počáteční, před odbouráním byť malého množství ethanolu. Konstanta k nabývá hodnoty 0,68 pro muže a0,55 pro ženy. Je menší než jedna, protože jde okorekci toho, že ethanol nemá kdispozici celý objem našeho těla, aby se vněm rozptýlil. Nejvíce proniká do nejrůznějších tělních tekutin. Roli tu může sehrát izmíněná přítomnost nebo nepřítomnost enzymu alkoholdehydrogenasy vžaludku. Tisícovka včitateli je nutná, abychom výsledek obdrželi vpromile.

Proveďme jednoduchý výpočet. Za m dosadíme 70 gramů, což je zhruba obsah alkoholu vjedné sedmičce vína. Jako mt vezměme hmotnost urostlého muže, takových 85 kg. Pro muže k = 0,68. Pokud dosadíme tyto hodnoty, získáme 1 211,07266. Zjevný nesmysl. Proč? Musíme pracovat se shodnými jednotkami. Hmotnost ethanolu jsme dosadili vgramech, zatímco hmotnost konzumenta vkilogramech. 70 gramů odpovídá 0,07 kg, což je hodnota, kterou dosadíme. Získáme c0 = 1,21 ‰, tedy mírnou opilost.

Podle předchozí rovnice jsme určili počáteční koncentraci ethanolu vkrvi c0. Ethanol se vtěle odbourává, takže jeho množství klesá. Zkusme si tento proces popsat trochu podrobněji apřesněji. Jde ozajímavý případ chemické reakce, jejíž rychlost neobvykle nezávisí na koncentraci. Hovoříme okinetice nultého řádu. Setkáváme se sní ukatalyzovaných reakcí, což je právě náš případ. Velkých bílkovinných molekul enzymu alkoholdehydrogenasy, které vtomto případě hrají roli katalyzátoru, je mnohem, mnohem méně než drobných molekul alkoholu. Přeměňují je na aldehyd smaximální možnou rychlostí. Rychlost reakce (množství přeměněného ethanolu za jednotku času) závisí na koncentraci tohoto enzymu, nikoliv ethanolu, který je ve výrazném nadbytku. Množství enzymu se nemění, protože žádný reakcí neubývá. Pro závislost koncentrace ethanolu c na čase t můžeme sestrojit diferenciální rovnici:

kde K je konstanta – jiná než vdřívější rovnici, ve které jsme počítali koncentraci ethanolu c0. Proto ji označujeme velkým písmenem K. Rovnice −dc/dt = K nám zjednodušeně říká, že extrémně malá změna koncentrace ethanolu za velmi, velmi malý čas je neměnná, konstantní. Za jednotku času ubude stejně ethanolu, protože enzymu, který ho zpracovává, je stále stejně. Znaménko minus značí, že látky ubývá. Jako diferenciální rovnice označujeme takové matematické rovnice, jejichž proměnnými jsou funkce. Velmi často se užívají kpopisu nejrůznějších přírodních procesů. Právě písmeno d před symbolem c pro koncentraci asymbolem t pro čas nám říká, že jde oextrémně až nekonečně malou změnu. Podle toho poznáme, že jde odiferenciální rovnici.

dc = −K dt

c = −Kt + C

c0 = −K · 0 + C

t = 5,33

Ethanol zdraví prospěšný iškodlivý

Akdyž pijeme pořád víc avíc?

Alkohol představuje větší hrozbu než ilegální drogy

Ethanol ajeho menší bratr methanol

Tak nám, pane řidiči, dýchněte

PRCHAJÍCÍ MUCHOMŮRKOVÍ MUŽÍCI

BARBITURÁTY

Jak dokážeme přítomnost barbiturátů?

BENZODIAZEPINY

Zimmermannův test

OMÁMIT AZNÁSILNIT

GHB

Zolpidem

DROGY JSOU SLOUČENINY VSEZNAMU NÁVYKOVÝCH LÁTEK

Věčný nekonečný závod

Mohou za to legální drogy