Большая часть алкоголя попадает в кровь через слизистую оболочку желудка и кишечника. Сегодня последствия этого неоспоримы: даже небольшое количество алкоголя ухудшает способность людей концентрироваться и реагировать, увеличивая риск несчастных случаев.

Регулярное употребление большого количества вредно для здоровья: распространенные последствия включают заболевания печени , воспаления желудочно-кишечного тракта и рак. По данным Всемирной организации здравоохранения, ежегодно от чрезмерного употребления алкоголя умирают около 3 миллионов человек.

Исследователи из ETH Zurich разработали протеиновый гель, расщепляющий алкоголь в желудочно-кишечном тракте. В исследовании, недавно опубликованном в журнале Nature Nanotechnology , они показывают, что на мышах гель быстро, эффективно и напрямую превращает алкоголь в безвредную уксусную кислоту, прежде чем она попадет в кровоток, где обычно проявляется опьяняющее и вредное воздействие .

Снижение вреда здоровью, причиняемого алкоголем

«Гель переносит распад алкоголя из печени в пищеварительный тракт. В отличие от того, когда алкоголь метаболизируется в печени, вредный ацетальдегид не образуется в качестве промежуточного продукта», — объясняет профессор Раффаэле Меззенга из Лаборатории пищевых продуктов и мягких материалов. Ацетальдегид токсичен и является причиной многих проблем со здоровьем, вызванных чрезмерным употреблением алкоголя .

В будущем гель можно будет принимать перорально до или во время употребления алкоголя, чтобы предотвратить повышение уровня алкоголя в крови и повреждение организма ацетальдегидом. В отличие от многих продуктов, представленных на рынке, гель борется не только с симптомами вредного употребления алкоголя, но и с его причинами.

Однако гель эффективен только до тех пор, пока в желудочно-кишечном тракте еще есть алкоголь. Это означает, что он мало что может сделать, чтобы помочь при алкогольном отравлении, если алкоголь попал в кровоток. Это также не помогает снизить потребление алкоголя в целом.

«Полезнее вообще не употреблять алкоголь. Однако гель может представлять особый интерес для людей, которые не хотят полностью отказываться от алкоголя, но не хотят нагружать свой организм и не стремятся активно к нему». воздействие алкоголя», — говорит Меззенга.

Основные ингредиенты: сыворотка, железо и золото.

Для производства геля исследователи использовали обычные сывороточные белки. Они варили их несколько часов, чтобы образовались длинные тонкие фибриллы. Добавление соли и воды в качестве растворителя приводит к сшиванию фибрилл и образованию геля. Преимущество геля перед другими системами доставки в том, что он очень медленно переваривается. Но для расщепления алкоголя гелю необходимо несколько катализаторов.

В качестве основного катализатора исследователи использовали отдельные атомы железа, которые они равномерно распределили по поверхности длинных белковых фибрилл. «Мы погрузили фибриллы, так сказать, в железную ванну, чтобы они могли эффективно реагировать со спиртом и превращать его в уксусную кислоту», — говорит исследователь ETH Цзяци Су, первый автор исследования.

Для запуска этой реакции в кишечнике необходимы небольшие количества перекиси водорода. Они образуются в результате предшествующей реакции между глюкозой и наночастицами золота. Золото было выбрано в качестве катализатора перекиси водорода, поскольку драгоценный металл не переваривается и поэтому дольше сохраняет эффективность в пищеварительном тракте. Исследователи упаковали все эти вещества — железо, глюкозу и золото — в гель. Это привело к многоступенчатому каскаду ферментативных реакций, которые в конечном итоге превращают спирт в уксусную кислоту.

Гель действует на мышах

Исследователи проверили эффективность нового геля на мышах, которым давали алкоголь только один раз, а также на мышах, которым алкоголь давали регулярно в течение десяти дней.

Через тридцать минут после однократного приема алкоголя профилактическое применение геля снижало уровень алкоголя у мышей на 40%. Через пять часов после употребления алкоголя уровень алкоголя в их крови снизился на целых 56% по сравнению с контрольной группой. У этих мышей меньше накапливался вредный ацетальдегид, и у них значительно снижались стрессовые реакции в печени, что отражалось на улучшении показателей крови.

На мышах, которым давали алкоголь в течение десяти дней, исследователи смогли продемонстрировать не только более низкий уровень алкоголя, но и длительный терапевтический эффект геля: мыши, которым ежедневно давали гель в дополнение к алкоголю, показали значительно меньшую потерю веса. , меньшее повреждение печени и, следовательно, лучший жировой обмен в печени, а также лучшие показатели крови.

Другие органы мышей, такие как селезенка или кишечник, а также их ткани, также показали гораздо меньшие повреждения, вызванные алкоголем.

Ожидается получение патента

В более раннем исследовании введения железа через фибриллы сывороточного белка исследователи обнаружили, что железо реагирует с алкоголем с образованием уксусной кислоты. Поскольку в то время этот процесс был слишком медленным и неэффективным, они изменили форму, в которой железо прикреплялось к белковым фибриллам.

«Вместо использования наночастиц большего размера мы выбрали отдельные атомы железа, которые могут быть распределены более равномерно на поверхности фибрилл и, следовательно, более эффективно и быстро реагировать со спиртом», — говорит Меззенга.

Исследователи уже подали заявку на патент на гель. Хотя еще предстоит провести несколько клинических испытаний, прежде чем его можно будет разрешить для использования на людях, исследователи уверены, что этот шаг также будет успешным, поскольку они уже показали, что фибриллы сывороточного белка, входящие в состав геля, съедобны.