Посмотрим, какие последствия от соотношения скоростей этих реакций. Если у человека плохо работает алкоголь-дегидрогеназа, это значит, что этанол медленно распадается, и человека развозит от совсем небольшой дозы спиртного.
А если алкоголь-дегидрогеназа работает хорошо, а альдегид-дегидрогеназа не работает - это значит, что у человека будет накапливаться ацетальдегид, а это именно он ответственен за интоксикацию, в просторечье именуемую похмельем.
В действительности всё, конечно, гораздо сложнее. Алкоголь-дегидрогеназ много разных, альдегид-дегигрогеназ также несколько. Они могут разлагать не только этиловый спирт и ацетальдегид, но и всякие другие спирты. Например, токсичность метанола определяется в первую очередь токсичностью муравьиной кислоты - продуктом тех же двух реакций.
Всем известно, что питейные способности и склонность к алкоголизму различаются у разных народов. На основе многих исследований с близнецами известно, что гены вносят в это значительный вклад. Однако какие именно гены отвечают за алкоголизм - вопрос не такой уж простой. Судя по всему, ответ на него разный в разных популяциях. За последние несколько лет появилось много интересных работ на эту тему, нашли несколько интересных генов, имеющих отношение к нервной системе, а не к метаболизму этанола [1, 2, 3]. Здесь я не хочу сейчас останавливаться на этой, еще не вполне понятной, теме, а хочу ограничиться только генами, имеющими отношение к метаболизму.
Примерно у 40% китайцев и их соседей - мутантная форма альдегид-дегидрогеназы 2 (ALDH2*504Lys). ALDH2 - главный фермент, который может разлагать ацетальдегид в низких концентрациях. Более того, эта мутация - доминантно-негативная, то есть у гетерозигота, у которого одна копия гена мутантная, а другая - нормальная, общая активность фермента будет не выше 25%. Если такой человек выпьет - от совсем небольшой дозы он весь покраснеет - это называют Oriental flushing reaction - и будет ему очень хреново.
Среди носителей этой мутации почти не бывает алкоголиков. А если всё-таки они пьют - у них сильно повышена вероятность получить рак пищевода.
Независимо от этого, примерно у 50% китайцев есть мутация в гене одной из алкоголь-дегидрогеназ (ADH1b*47His). Это мутация интересная: мутантный фермент работает намного лучше нормального.
При больших дозах следствие может быть то же самое, что и при первой: образуется много ацетальдегида, покраснеет лицо, и у человека будет тяжелое похмелье.А при небольших - просто этанол будет быстро распадаться, и человек будет нечувствителен к небольшим дозам.
Обе мутации распространены среди китайцев неравномерно: есть районы, где мутантов >90%, а есть - где не больше 40%.
Недавно в нескольких работах построили подробную карту распределения ALDH2*504Lys [4] и ADH1b*47His [5] по Китаю и сопредельным странам. Они очень похожи: максимальная встречаемость мутантных аллелей немного южнее устья Янцзы.
Есть такой статистический тест - extended haplotype homozygosity test. Он может показать, что частота данной аллели резко увеличилась в течение короткого времени (<10,000 лет). Положительный результат по такому тесту говорит о том, что, вероятно, у носителей этого гена было репродуктивное преимущество.
Так вот, для ADH1b*47His показано, что такое преимущество есть: носители этого гена получили репродуктивное преимущество 7-10 тыс. лет тому назад.
В одной из недавних статей [5] связали распространение ADH1b*47His с началом разведения риса. Они сопоставили распространенность ADH1b*47His и возраст древнейших археологических образцов риса в соответствующей провинции. Получили неплохую корреляцию.
В Китае, действительно, очень давно (возможно, раньше всех) начали делать спиртные напитки. Но: все-таки не 7, а 3-3.5 тыс. лет назад; на севере Китая; из пшена, а не из риса.
Таким образом, преимущество, похоже, связано именно с разведением риса, а не с изобретением спиртных напитков.
Может, они его готовили как-то так, что он бродил? Никто же не сказал, что они сразу научились его варить. Кроме того, говорят, в кишечнике у человека образуется некоторое количество этанола. Количество зависит от диеты и состава кишечной микрофлоры. С появлением риса - и, стало быть, углеводной диеты - продукция этанола, наверное, должна была вырасти.
Интересно, что помимо восточной Азии, есть еще один очаг, где ADH1b*47His распространен - не так, как в Китае, но довольно-таки - 20-30%. Это приблизительно район Плодородного полумесяца [6].
То есть именно там, где примерно тогда же одомашнили пшеницу. Одно время спорили [7], не монголы ли занесли на Ближний восток. Но, вроде, показали, что ближневосточный вариант происходит от независимых мутаций [8]. Кстати, его довольно много у евреев: и ашкенази, и сефардов, и йеменцев, и у палестинцев и друзов. И очень мало в Европе, и Восточной, и Западной.
