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Alkoholtest

Herstellung und Physiologische Wirkung von Ethanol

Herstellung von Ethanol durch alkoholische Gärung

In Deutschland darf Ethanol, der zum Verzehr bestimmt ist, nur durch alkoholische Gärung gewonnen werden. Bei der alkoholischen Gärung werden vorwiegend Einfachzucker wie Glucose oder Fructose (aus Trauben, Beeren, Obst oder Abfällen der Zuckerproduktion) in Gegenwart von Hefepilzen zu Ethanol und Kohlendioxid abgebaut. Die Enzyme der Hefepilze ermöglichen den biochemischen Gärungsprozess, der auch als Fermentation bezeichnet wird:

Abb.1
Alkoholische Gärung (formale Reaktionsgleichung)
Abb.2
Alkoholische Gärung im Labor

Die Gärungsgleichung stellt nur eine grobe Zusammenfassung einer komplexen Reaktionsfolge dar. In einer als Glycolyse bezeichneten Reaktionsfolge wird zunächst Glucose durch Reaktion mit ADP (Adenosindiphosphat) in Gegenwart des Enzyms Hexokinase zum Glucose-6-phospat phosphoryliert. Durch weitere Reaktionen mit verschiedenen weiteren Enzymen wird letztendlich Ethanol gebildet und von der Hefezelle in die Lösung abgegeben. Die Gesamtbilanz kann durch die "idealisierte Gärungsgleichung" beschrieben werden:

Abb.3
Idealisierte Gärungsgleichung

Physiologische Wirkung

Ethanol ist für alle Organismen stark giftig, da es toxisch auf das zentrale Nervensystem wirkt. Wird Ethanol über alkoholische Getränke aufgenommen, gelangt es über die Verdauungsorgane in den Blutkreislauf. Es wirkt schmerzlindernd, setzt das Reaktionsvermögen herab und führt zu Selbstüberschätzung. Die akute Alkoholvergiftung (Alkoholrausch) ist gekennzeichnet durch zunehmende psychische Enthemmung, herabgesetzte Denkfähigkeit, Gang- und Sprachstörungen. Häufig bleibt eine Erinnerungslücke für die Zeit der Vergiftung zurück. Bei schwerer Vergiftung wird der Betroffene bewusstlos, es droht eine Atemlähmung. Aus der akuten Alkoholvergiftung kann sich schnell ein so genannter pathologischer Rausch entwickeln, der lebensbedrohlich ist. Er äußert sich in gewalttätigen Erregungszuständen, Halluzinationen, Delirium oder Dämmerzuständen. Eine weitere Gefahr ist die Unterkühlung, da der Alkohol zu einer Weitung der Blutgefäße führt. Der länger andauernde Genuss von Alkohol in höheren Konzentrationen kann zur Sucht führen. Da Alkohol in Leber und Nieren abgebaut wird, führt Alkoholsucht zu schweren Leber- und Nierenschäden. Die Leber verfettet, die Nieren schrumpfen; darüber hinaus werden Nervenzellen im Gehirn und periphere Nerven geschädigt (Polyneuropathie).

In der Leber wird Ethanol mit Hilfe des Enzyms Alkohol-Dehydrogenase zu Acetaldehyd und dann weiter enzymatisch zu Acetat oxidiert. Erfolgt der letzte Schritt zum unschädlichen Acetat zu langsam, reichert sich Acetaldehyd im Körper an. Acetaldehyd ist vor allem für die unangenehmen Nebenwirkungen (Kater) des Alkoholkonsums verantwortlich (vermehrte Ausschüttung von Histaminen). Die Fähigkeit zum Abbau von Acetaldehyd ist genetisch sehr verschieden; folglich gilt dies auch für die Alkoholverträglichkeit.

Weitere Informationen zur Wirkung von Alkohol finden sich auf folgender Seite in der Lerneinheit Quellen toxischer Substanzen im Alltag.

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