Ученые создали новый гель, который нейтрализует алкоголь в организме. Даже похмелья не будет

Исследователи из Высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) разработали белковый гель, который расщепляет алкоголь в желудочно-кишечном тракте, превращая его в безвредную уксусную кислоту до того, как он попадет в кровь. Данный гель снижает уровень алкоголя в крови и предотвращает повреждение печени.

Исследователи разработали гель из фибрилл сывороточного белка, в котором отдельные атомы железа преобразуют алкоголь в кишечнике в безвредную уксусную кислоту, прежде чем он попадет в кровь. В экспериментах на мышах они показали, что гель снижает уровень алкоголя в крови на 50% и защищает организм от повреждений.

Для тестирования геля на людях необходимы дополнительные испытания, но ученые уверены в их успехе и уже подали заявку на патентование геля.

Большая часть алкоголя попадает в кровь через слизистую оболочку желудка и кишечника. Даже небольшие дозы алкоголя ухудшают способность человека концентрироваться и реагировать, повышая риск несчастных случаев.

Регулярное употребление алкоголя в больших количествах пагубно сказывается на здоровье: распространенными последствиями являются заболевания печени, воспаления желудочно-кишечного тракта и рак. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), около 3 млн человек ежегодно умирают от чрезмерного употребления алкоголя.

Исследователи из ETH Zurich разработали белковый гель, который расщепляет алкоголь в желудочно-кишечном тракте. В исследовании, опубликованном в журнале Nature Nanotechnology, они показали, что в организме мышей гель быстро и эффективно превращает алкоголь в безвредную уксусную кислоту до того, как он попадает в кровь, где обычно развивается его опьяняющее и вредное воздействие.

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

В будущем гель можно будет принимать внутрь до или во время употребления алкоголя, чтобы предотвратить повышение уровня алкоголя в крови и разрушительное воздействие ацетальдегида на организм. 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 алкоголь остается в желудочно-кишечном тракте. Это означает, что он мало чем может помочь при алкогольном отравлении, когда алкоголь попадает в кровь. Также он не помогает снизить потребление алкоголя в целом.

«Здоровее вообще не употреблять алкоголь. Однако гель может быть особенно интересен людям, которые не хотят полностью отказываться от алкоголя, но не хотят нагружать свой организм и не стремятся к активному воздействию алкоголя», — говорит Меззенга.

Для производства геля исследователи использовали сывороточные белки. Они кипятили их в течение нескольких часов, чтобы сформировать длинные, тонкие фибриллы. Добавление соли и воды в качестве растворителя приводит к тому, что фибриллы сшиваются и образуют гель. Преимущество геля перед другими видами подачи в том, что он переваривается очень медленно. Но чтобы расщепить спирт, гель нуждается в нескольких катализаторах.

В качестве основного катализатора исследователи использовали отдельные атомы железа, которые 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 первый автор исследования Цзяци Су.

Для запуска этой реакции в кишечнике необходимо крошечное количество перекиси водорода. Она образуется в результате реакции между глюкозой и наночастицами золота. Золото было выбрано в качестве катализатора перекиси водорода, поскольку этот драгоценный металл не переваривается и поэтому дольше сохраняет свою эффективность в пищеварительном тракте.

Исследователи поместили 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.

Исследователи проверили эффективность нового геля на мышах, которым давали алкоголь один раз, а также на мышах, которым давали алкоголь регулярно в течение десяти дней. Через 30 минут после однократного приема алкоголя профилактическое применение геля снизило уровень алкоголя в крови мышей на 40%.

Через пять часов после приема алкоголя уровень алкоголя в их крови снизился на 56% по сравнению с контрольной группой. У этих мышей меньше накапливался вредный ацетальдегид, а в печени значительно уменьшились стрессовые реакции, что отразилось в улучшении показателей крови.

У мышей, которым давали алкоголь в течение десяти дней, исследователи смогли продемонстрировать не только снижение уровня алкоголя, но и продолжительный терапевтический эффект геля: у мышей, которым ежедневно давали гель в дополнение к алкоголю, наблюдалась значительно меньшая потеря 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 показали гораздо меньший ущерб, нанесенный алкоголем.

В ходе предыдущего исследования по введению железа через фибриллы сывороточного белка ученые обнаружили, что железо вступает в реакцию со спиртом, образуя уксусную кислоту. Поскольку в то время этот процесс был слишком медленным и неэффективным, они изменили форму, в которой железо прикреплялось к белковым фибриллам.

«Вместо того чтобы использовать крупные наночастицы, мы выбрали отдельные атомы железа, которые могут быть более равномерно распределены по поверхности фибрилл и, следовательно, более эффективно и быстро реагировать со спиртом», — говорит Меззенга.

Исследователи уже подали заявку на патент геля. Несмотря на то что для его использования человеком необходимо провести несколько клинических испытаний, исследователи уверены, что и этот шаг будет успешным, поскольку они уже доказали, что фибриллы сывороточного белка, из которых состоит гель, съедобны.

При этом сотни тысяч людей по всему миру принимают такие препараты, как «Оземпик», чтобы похудеть. Эксперты исследовали их происхождение, влияние и потенциальные последствия. В последнее время вырос интерес к еще одному возможному применению: для лечения алкогольной и наркотической зависимости.