Большая часть алкоголя всасывается в кровь через слизистую оболочку желудка и кишечника. Последствия этого очевидны: даже небольшое количество алкоголя ухудшает концентрацию и реакцию, повышая риск несчастных случаев. Регулярное употребление больших доз алкоголя наносит вред здоровью, вызывая заболевания печени, воспаления желудочно-кишечного тракта и рак. По данным Всемирной организации здравоохранения, около 3 миллионов человек ежегодно умирают от чрезмерного употребления алкоголя.
Исследователи из ETH Zurich разработали протеиновый гель, который расщепляет алкоголь в желудочно-кишечном тракте. В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Nature Nanotechnology, показано, что у мышей гель быстро и эффективно превращает алкоголь в безвредную уксусную кислоту до того, как он попадет в кровоток и начнет проявлять свои опьяняющие и вредные эффекты.
В будущем этот 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 существующих на рынке продуктов, гель не только борется с симптомами вредного употребления алкоголя, но и устраняет его причины. Однако гель эффективен только в том случае, если алкоголь еще находится в желудочно-кишечном тракте. Это значит, что он малоэффективен при алкогольном отравлении, когда алкоголь уже попал в кровоток, и не помогает снизить общее потребление алкоголя.
Для создания геля исследователи использовали обычные сывороточные белки. Они варили их несколько часов, чтобы образовались длинные тонкие фибриллы. Добавление соли и воды привело к сшивке фибрилл и образованию геля. Преимущество геля в том, что он медленно переваривается, но для расщепления алкоголя ему необходимы несколько катализаторов.
Основным катализатором исследователи выбрали отдельные атомы железа, равномерно распределенные по поверхности белковых фибрилл. «Мы погрузили фибриллы в железную ванну, чтобы они могли эффективно реагировать со спиртом и превращать его в уксусную кислоту», — объясняет исследователь ETH Цзяци Су, первый автор исследования. Для запуска этой реакции в кишечнике необходимы небольшие количества перекиси водорода, которые образуются в результате реакции между глюкозой и наночастицами золота. Золото выбрано в качестве катализатора перекиси водорода, поскольку оно не переваривается и сохраняет эффективность в пищеварительном тракте. Исследователи упаковали железо, глюкозу и золото в гель, что привело к многоступенчатому каскаду ферментативных реакций, в итоге превращающих спирт в уксусную кислоту.
Эффективность нового геля была проверена на мышах, которым давали алкоголь одноразово и регулярно в течение десяти дней. Через тридцать минут после однократного приема алкоголя профилактическое применение геля снижало уровень алкоголя в крови мышей на 40%. Через пять часов уровень алкоголя снижался на 56% по сравнению с контрольной группой. У этих мышей также было меньше ацетальдегида и снизились стрессовые реакции в печени, что улучшило показатели крови.
Мыши, которым давали алкоголь в течение десяти дней, демонстрировали не только более низкий уровень алкоголя, но и длительный терапевтический эффект геля: у них наблюдалось меньшее повреждение печени, лучший жировой обмен и улучшенные показатели крови. Другие органы, такие как селезенка и кишечник, также показывали меньше повреждений.
Исследователи уже подали заявку на патент на гель. Хотя еще предстоит провести несколько клинических испытаний, прежде чем его можно будет использовать на людях, исследователи уверены в успехе, поскольку они уже доказали, что фибриллы сывороточного белка, входящие в состав геля, съедобны.
