В бъдеще гелът ще може да се приема през устата, за да се предотврати повишаването на нивото на алкохол в кръвта и увреждането на организма от ацеталдехид, като се ограничи причината за много здравословни проблеми, причинени от прекомерната консумация на алкохол.
По-голямата част от алкохола навлиза в кръвта през лигавицата на стомаха и червата. В наши дни последиците от това са безспорни: дори малки количества алкохол влошават способността на хората да се концентрират и да реагират, което увеличава риска от злополуки. Освен това редовното пиене на големи количества е вредно за здравето: често срещаните последици са чернодробни заболявания, възпаления на стомашно-чревния тракт и рак. По данни на Световната здравна организация (СЗО) около три милиона души умират всяка година от прекомерна консумация на алкохол.
Изследователи от ETH Цюрих вече са разработили протеинов гел, който разгражда алкохола в стомашно-чревния тракт. В проучване, публикувано наскоро в списание Nature Nanotechnology, те показват, че при мишки гелът превръща алкохола бързо, ефективно и директно в безвредна оцетна киселина, преди той да попадне в кръвния поток, където нормално би развил своето опияняващо и вредно действие.
„Гелът премества разграждането на алкохола от черния дроб в храносмилателния тракт. За разлика от метаболизирането на алкохола в черния дроб, при него не се образува вредният ацеталдехид като междинен продукт", обяснява професор Рафаеле Меценга от Лабораторията за храни и меки материали към ETH Цюрих. Ацеталдехидът е токсичен и е причина за много здравословни проблеми, причинени от прекомерната консумация на алкохол.
В бъдеще гелът ще може да се приема през устата преди или по време на консумация на алкохол, за да се предотврати повишаването на нивото на алкохол в кръвта и увреждането на организма от ацеталдехид. За разлика от много продукти, предлагани на пазара, гелът се бори не само със симптомите на вредната консумация на алкохол, но и с причините за нея. Въпреки това гелът е ефективен само докато в стомашно-чревния тракт все още има алкохол. Това означава, че той може да помогне много малко при алкохолно отравяне, след като алкохолът е преминал в кръвния поток. Той не помага и за намаляване на консумацията на алкохол като цяло.
„По-здравословно е изобщо да не се пие алкохол. Въпреки това гелът би могъл да бъде от особен интерес за хора, които не искат да се откажат напълно от алкохола, но не искат да натоварват организма си и не търсят активно ефекта на алкохола", казва Мезенга.
Изследователите използват обикновени суроватъчни протеини за производството на гела. Те ги варят в продължение на няколко часа, за да се образуват дълги, тънки фибрили. След това добавят сол и вода като разтворител, което кара фибрилите да се кръстосат и да образуват гел. Предимството на гела пред другите системи за доставка е, че той се усвоява много бавно. Но за да се разгради алкохолът, гелът се нуждае от няколко катализатора.
Изследователите използват отделни железни атоми като основен катализатор, които разпределят равномерно по повърхността на дългите протеинови фибрили. „Потопихме фибрилите в желязна баня, така да се каже, за да могат те да реагират ефективно с алкохола и да го превърнат в оцетна киселина“, казва изследователят от ETH Jiaqi Su, първи автор на изследването. За да се задейства тази реакция в червата, са необходими малки количества водороден пероксид. Те се генерират от предшестваща реакция между глюкоза и златни наночастици. Златото е избрано за катализатор на водородния пероксид, тъй като благородният метал не се усвоява и следователно остава ефективен за по-дълго време в храносмилателния тракт. Изследователите опаковат всички тези вещества - желязо, глюкоза и злато - в гел. В резултат на това се получава многостепенна каскада от ензимни реакции, която в крайна сметка превръща алкохола в оцетна киселина.
Изследователите тестват ефективността на новия гел върху мишки, на които е даден алкохол само веднъж, както и върху мишки, на които е даван редовно алкохол в продължение на 10 дни. Тридесет минути след еднократната доза алкохол профилактичното прилагане на гела намалило нивото на алкохол в мишките с 40 %. Пет часа след приема на алкохол нивото на алкохол в кръвта им е спаднало с цели 56 процента в сравнение с контролната група. Вредният ацеталдехид се натрупваше по-малко при тези мишки и те демонстрираха значително намалени стресови реакции в черния си дроб, което се отрази в по-добри стойности на кръвната картина.
При мишките, на които е бил даван алкохол в продължение на 10 дни, изследователите са успели да докажат не само по-ниско ниво на алкохол, но и траен терапевтичен ефект на гела: мишките, на които ежедневно е бил даван гелът в допълнение към алкохола, са показали значително по-малка загуба на тегло, по-малко чернодробни увреждания и следователно по-добър метаболизъм на мазнините в черния дроб, както и по-добри кръвни стойности. Други органи при мишките, като далака или червата, както и техните тъкани, също показаха много по-малко увреждания, причинени от алкохола.
В по-ранно проучване за прилагане на желязо чрез фибри от суроватъчен протеин изследователите са открили, че желязото реагира с алкохола, като образува оцетна киселина. Тъй като по онова време този процес е бил твърде бавен и неефективен, те са променили формата, под която са прикрепили желязото към протеиновите фибрили. „Вместо да използваме по-големи наночастици, избрахме отделни железни атоми, които могат да бъдат разпределени по-равномерно по повърхността на фибрилите и следователно да реагират по-ефективно и бързо с алкохола“, казва Меценга.
Изследователите вече са подали заявка за патент за гела. Макар че все още са необходими няколко клинични теста, преди да бъде разрешен за употреба от хора, изследователите са уверени, че и тази стъпка ще бъде успешна, тъй като вече са показали, че фибрилите на суроватъчния протеин, които изграждат гела, са годни за консумация.
