Żel z białka, żelaza i złota zwalcza objawy i skutki spożycia alkoholu

Fot. Adobe Stock
Fot. Adobe Stock

Żel opracowany przez szwajcarskich naukowców zwalcza objawy i skutki spożycia alkoholu. Środek zapobiega wzrostowi poziomu alkoholu we krwi i uszkodzeniu organizmu przez aldehyd octowy – toksyczny produkt metabolizmu etanolu.

Eksperci są zgodni – nawet niewielkie ilości alkoholu upośledzają zdolność koncentracji, a regularne picie dużych ilości alkoholu jest bardzo szkodliwe dla zdrowia.

Naukowcy z Szwajcarskiego Federalnego Instytutu Technologii w Zurychu (Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, ETHZ) opracowali żel białkowy, który rozkłada alkohol w przewodzie pokarmowym. Wyniki badań opublikowane w czasopiśmie „Nature Nanotechnology” (https://www.nature.com/articles/s41565-024-01657-7) wskazały, że u myszy żel szybko i skutecznie przekształca alkohol w nieszkodliwy kwas octowy.

"Żel przenosi rozkład alkoholu z wątroby do przewodu pokarmowego. W przeciwieństwie do sytuacji, w której alkohol jest metabolizowany w wątrobie, szkodliwy aldehyd octowy nie jest wytwarzany jako produkt pośredni" - wyjaśnił prof. dr Raffaele Mezzenga, kierownik Laboratorium Żywności i Materiałów Miękkich (Labor für Lebensmittel und weiche Materialien) na ETHZ.

Aldehyd octowy, produkt pośredniej fermentacji alkoholowej, występuje w śladowych ilościach w różnych napojach alkoholowych. Ten związek chemiczny tworzy się również w przebiegu metabolizmu etanolu w wątrobie, czyli wówczas, gdy alkohol zaczyna się rozkładać w organizmie. Ulega kolejnym przekształceniom – do kwasu octowego, a w końcu do wody i dwutlenku węgla.

Aldehyd octowy jest substancją toksyczną. To on odpowiada głównie za kaca i wiele problemów zdrowotnych spowodowanych nadmiernym spożyciem alkoholu. Dlatego szwajcarscy badacze postawili sobie za cel opracowanie środka, który – przyjmowany doustnie przed lub w trakcie spożywania alkoholu – zapobiegałby wzrostowi poziomu alkoholu we krwi i uszkodzeniu organizmu przez jego szkodliwy metabolit.

Badania wykazały, że żel jest skuteczny tylko wówczas, gdy spożyty alkohol znajduje się jeszcze w przewodzie pokarmowym, a tylko w niewielkim stopniu działa, gdy alkohol przedostanie się już do krwiobiegu. Jak zaznaczają autorzy opracowania, substancja nie pomaga też w ograniczeniu spożycia alkoholu w ogóle.

"Zdrowiej jest w ogóle nie pić. Jednak żel może być szczególnie interesującym rozwiązaniem dla osób, które nie zamierzają całkowicie zrezygnować z alkoholu, ale nie chcą obciążać swojego organizmu i nie szukają odurzających efektów drinka" – mówił prof. Mezzenga.

Do produkcji żelu naukowcy wykorzystali białka serwatkowe. Najpierw gotowali je przez kilka godzin, aby utworzyć długie, cienkie włókna. Potem dodali sól i wodę – białkowe włókna przybrały wówczas postać żelu. Taki układ koloidalny o galaretowatej konsystencji ma w tym przypadku szczególną zaletę – jest trawiony bardzo powoli, długo więc przebywa w przewodzie pokarmowym i blokuje przedostawanie się z niego alkoholu do krwiobiegu.

Badacze stwierdzili, że aby substancja rozłożyła alkohol, trzeba do niej dodać kilka katalizatorów. Wykorzystali więc pojedyncze atomy żelaza, które rozprowadzili równomiernie na powierzchni długich włókien białkowych.

"Zanurzyliśmy fibryle w kąpieli żelaznej, aby mogły skutecznie reagować z alkoholem i przekształcać go w kwas octowy" - tłumaczyła dr Jiaqi Su, specjalistka w dziedzinie inżynierii z ETHZ i pierwsza autorka badania.

Do wywołania w jelitach reakcji żelu z alkoholem okazały się potrzebne również niewielkie ilości nadtlenku wodoru – uzyskano je w reakcji pomiędzy glukozą a nanocząsteczkami złota. Naukowcy wybrali złoto jako katalizator nadtlenku wodoru, ponieważ ten metal szlachetny nie jest trawiony, dlatego pozostaje skuteczny przez dłuższy czas w przewodzie pokarmowym.

Kiedy żelazo, glukoza i złoto zostały dodane do żelu, rozpoczęła się wieloetapowa kaskada reakcji enzymatycznych, w wyniku których alkohol jest przekształcany bezpośrednio w kwas octowy.

Badacze z Zurychu przetestowali skuteczność nowej substancji na kilku grupach myszy. Jednym gryzoniom podano alkohol tylko raz, inne „upijano” regularnie przez 10 dni. Po 30 minutach od podania pojedynczej dawki alkoholu zaaplikowany wcześniej żel obniżył poziom alkoholu we krwi myszy o 40 proc. Pięć godzin po spożyciu wyskokowego napoju gryzonie nakarmione żelem miały we krwi o 56 procent mniej alkoholu niż zwierzęta z grupy kontrolnej, które nie dostały preparatu. Aldehyd octowy gromadził się u gryzoni, którym podano środek białkowy, w mniejszym stopniu i wywoływał znacznie mniejsze niepożądane reakcje w wątrobie.

Z kolei u myszy, którym podawano alkohol przez dziesięć dni, naukowcy odnotowali nie tylko niższy poziom alkoholu, ale także trwały efekt terapeutyczny preparatu. Zwierzęta, którym codziennie podawano oprócz alkoholu także żel, wykazywały znacznie mniejszą utratę wagi, mniejsze uszkodzenie wątroby, a także lepsze wyniki badań krwi. Badacze zauważyli też mniejsze uszkodzenia alkoholowe w innych narządach myszy, np. śledzionie lub jelitach.

Pracownicy Laboratorium Żywności i Materiałów Miękkich ETHZ złożyli wniosek o opatentowanie żelu. Teraz trwają testy kliniczne substancji. Jej twórcy są przekonani, że i ten krok zakończy się sukcesem, ponieważ już udowodniono, że tworzące żel fibryle białka serwatkowego są jadalne.

Liczne badania potwierdzają, że częste picie dużych ilości alkoholu prowadzi do wielu poważnych chorób, m.in. stłuszczenia i marskości wątroby, stanów zapalnych przewodu pokarmowego i nowotworów, a także zaburzeń psychicznych i behawioralnych. Upojenie alkoholowe upośledza koncentrację i opóźnia czas reakcji, a to zwiększa ryzyko wypadków.

Z danych Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) wynika, że każdego roku na świecie z powodu spożywania alkoholu umiera ok. 3 mln osób – to ponad 5 proc. wszystkich zgonów. Eksperci wskazują również na duże negatywne społeczne i ekonomiczne skutki konsumpcji alkoholu dla jednostek i całych społeczeństw.

W raporcie "Szkodliwe używanie alkoholu" opublikowanym przez WHO w 2018 r. napisano, że każda osoba powyżej 15. roku życia na świecie spożywała rocznie średnio 6,4 l czystego alkoholu. Najwięcej pili Europejczycy (średnio 9,8 l) – mieszkańcy Mołdawii (15,2 l), Litwy (15 l) i Czech (14,4 l). Polska w tym zestawieniu znalazła się na 18. miejscu z 11,6 l czystego alkoholu na głowę.(PAP)

Anna Bugajska

abu/ agt/

Fundacja PAP zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: naukawpolsce.pl, a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - naukawpolsce.pl. Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów wideo.

Czytaj także

  • Źródło: CAMS/ECMWF

    W czwartek i piątek pył saharyjski może dotrzeć do Europy południowo-wschodniej

  • Wirus małpiej ospy, Adobe Stock

    RPA/ Pierwsza ofiara śmiertelna małpiej ospy

Przed dodaniem komentarza prosimy o zapoznanie z Regulaminem forum serwisu Nauka w Polsce.

newsletter

Zapraszamy do zapisania się do naszego newslettera