Većina alkohola ulazi u krvotok preko sluzokože želuca i creva. Ovih dana posledice ovoga su nesporne: čak i male količine alkohola narušavaju sposobnost ljudi da se koncentrišu i reaguju, povećavajući rizik od nesreća.
Redovno konzumiranje velikih količina štetno je za zdravlje: uobičajene posledice uključuju bolest jetre, zapaljenje gastrointestinalnog trakta i rak. Prema podacima Svetske zdravstvene organizacije, oko 3 miliona ljudi svake godine umre od prekomerne konzumacije alkohola.
Istraživači sa ETH u Cirihu su sada razvili proteinski gel koji razlaže alkohol u gastrointestinalnom traktu. U studiji koja je nedavno objavljena u časopisu Nature Nanotechnology, oni pokazuju da kod miševa gel brzo, efikasno i direktno pretvara alkohol u bezopasnu sirćetnu kiselinu pre nego što uđe u krvotok, gde bi normalno razvijao svoje opojno i štetno dejstvo.
„Gel pomera razgradnju alkohola iz jetre u digestivni trakt. Za razliku od kada se alkohol metaboliše u jetri, ne stvara se štetni acetaldehid kao međuproizvod“, objašnjava profesor Rafaele Mezenga iz Laboratorije za hranu i meke materijale. na ETH Cirihu. Acetaldehid je toksičan i odgovoran je za mnoge zdravstvene probleme uzrokovane prekomernom konzumacijom alkohola.
U budućnosti, gel bi se mogao uzimati oralno pre ili tokom konzumiranja alkohola kako bi se sprečio porast nivoa alkohola u krvi i oštećenje organizma acetaldehidom. Za razliku od mnogih proizvoda dostupnih na tržištu, gel se bori ne samo sa simptomima štetnog konzumiranja alkohola, već i sa njegovim uzrocima.
Ipak, gel je efikasan samo sve dok još uvek postoji alkohol u gastrointestinalnom traktu. To znači da može vrlo malo pomoći kod trovanja alkoholom, nakon što alkohol pređe u krvotok. Niti pomaže u smanjenju potrošnje alkohola uopšte.
„Zdravije je uopšte ne piti alkohol. Međutim, gel bi mogao biti od posebnog interesa za ljude koji ne žele potpuno da se odreknu alkohola, ali ne žele da opterećuju svoje telo i ne traže aktivno efekte alkohola“, kaže Mezenga.
Istraživači su koristili obične proteine surutke za proizvodnju gela. Kuvali su ih nekoliko sati da bi se formirale dugačke, tanke fibrile. Dodavanje soli i vode kao rastvarača dovodi do toga da se fibrile ukrste i formiraju gel. Prednost gela u odnosu na druge sisteme za isporuku je u tome što se veoma sporo vari. Ali da bi razbio alkohol, gelu je potrebno nekoliko katalizatora.
Istraživači su koristili pojedinačne atome gvožđa kao glavni katalizator, koji su ravnomerno raspodelili po površini dugih proteinskih fibrila. „Potopili smo fibrile u gvozdenu kupku, da tako kažem, tako da mogu efikasno da reaguju sa alkoholom i pretvore ga u sirćetnu kiselinu“, kaže istraživač ETH Jiaki Su, prvi autor studije.
Male količine vodonik peroksida su potrebne da bi se pokrenula ova reakcija u crevima. One nastaju uzvodnom reakcijom između nanočestica glukoze i zlata. Zlato je izabrano kao katalizator za vodonik-peroksid jer se plemeniti metal ne vari i zbog toga duže ostaje efikasan u digestivnom traktu. Istraživači su sve ove supstance – gvožđe, glukozu i zlato – spakovali u gel. Ovo je rezultiralo višestepenom kaskadom enzimskih reakcija koje na kraju pretvaraju alkohol u sirćetnu kiselinu.
Istraživači su testirali efikasnost novog gela na miševima koji su uzimali alkohol samo jednom, kao i na miševima kojima je alkohol davan redovno deset dana.
Trideset minuta nakon pojedinačne doze alkohola, profilaktička primena gela smanjila je nivo alkohola kod miševa za 40%. Pet sati nakon uzimanja alkohola, nivo alkohola u krvi im je opao za čak 56% u odnosu na kontrolnu grupu. Štetni acetaldehid se manje akumulirao kod ovih miševa, a kod njih su ispoljile znatno smanjene stresne reakcije u jetri, što se odrazilo na bolje vrednosti u krvi.
Kod miševa koji su uzimali alkohol tokom deset dana, istraživači su uspeli da pokažu ne samo niži nivo alkohola, već i trajni terapeutski efekat gela: miševi kojima je gel davan dnevno pored alkohola pokazali su znatno manji gubitak težine. , manje oštećenja jetre i samim tim bolji metabolizam masti u jetri kao i bolje vrednosti u krvi.
Drugi organi kod miševa, kao što su slezina ili creva, kao i njihova tkiva takođe su pokazali mnogo manje oštećenja izazvana alkoholom.
U ranijoj studiji davanja gvožđa kroz vlakna proteina surutke, istraživači su otkrili da gvožđe reaguje sa alkoholom i formira sirćetnu kiselinu. Pošto je ovaj proces bio suviše spor i previše neefikasan u to vreme, oni su promenili oblik u kome su vezivali gvožđe za proteinske fibrile.
„Umesto da koristimo veće nanočestice, odlučili smo se za pojedinačne atome gvožđa, koji se mogu ravnomernije rasporediti na površini vlakana i stoga efikasnije i brže reagovati sa alkoholom“, kaže Mezenga.
Istraživači su se već prijavili za patent za gel. Iako je još potrebno nekoliko kliničkih testova pre nego što se može odobriti za ljudsku upotrebu, istraživači su uvereni da će i ovaj korak biti uspešan, jer su već pokazali da su vlakna proteina surutke koja čine gel jestiva.
