新的凝胶可以分解体内的酒精

【字体: 时间:2024年05月16日 来源:AAAS

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  苏黎世联邦理工学院的研究人员已经开发出一种基于蛋白质的凝胶,可以分解胃肠道中的酒精而不伤害身体。在未来,人们服用这种凝胶可以减少酒精的有害和令人陶醉的影响。

  

大多数酒精通过胃和肠的粘膜层进入血液。如今,这样做的后果是无可争议的:即使是少量的酒精也会损害人们的注意力和反应能力,增加事故的风险。经常大量饮酒对健康有害:常见的后果包括肝病、胃肠道炎症和癌症。根据世界卫生组织的数据,每年约有300万人死于过度饮酒。

苏黎世联邦理工学院的研究人员现在已经开发出一种蛋白质凝胶,可以分解胃肠道中的酒精。在最近发表在《自然纳米技术》杂志上的一项研究中,他们表明,在小鼠身上,凝胶在酒精进入血液之前,迅速、有效、直接地将其转化为无害的醋酸,而醋酸通常会在血液中产生醉人和有害的影响。

减少酒精对健康造成的损害

这种凝胶将酒精的分解从肝脏转移到消化道。与酒精在肝脏中代谢相反,不会产生有害的乙醛作为中间产物,”苏黎世联邦理工学院食品与软材料实验室的Raffaele Mezzenga教授解释说。乙醛是有毒的,过量饮酒会导致许多健康问题。

将来,这种凝胶可以在饮酒前或饮酒期间口服,以防止血液中酒精含量上升和乙醛损害身体。与市面上的许多产品不同,这种凝胶不仅可以对抗有害饮酒的症状,还可以对抗其原因。然而,这种凝胶只有在胃肠道中仍有酒精时才有效。这意味着一旦酒精进入血液,它对酒精中毒的帮助微乎其微。总的来说,它也无助于减少酒精消费量。“根本不喝酒更健康。然而,这种凝胶可能对那些不想完全戒酒,但又不想给自己的身体带来压力,也不想积极寻求酒精影响的人特别感兴趣,”Mezzenga说。

主要成份:乳清、铁、金

研究人员使用普通的乳清蛋白来制造凝胶。他们把它们煮上几个小时,形成又长又细的原纤维。然后加入盐和水作为溶剂,使原纤维交联并形成凝胶。凝胶相对于其他输送系统的优势在于它的消化速度非常慢。但要分解酒精,凝胶需要几种催化剂。

研究人员使用单个铁原子作为主要催化剂,它们均匀地分布在长蛋白原纤维的表面。“可以说,我们将纤维浸入铁浴中,这样它们就能与酒精有效反应,并将其转化为乙酸,”该研究的第一作者、ETH研究员苏佳奇(音译)说。需要少量的过氧化氢来触发肠道内的这种反应。它们是由葡萄糖和金纳米颗粒之间的上游反应产生的。之所以选择黄金作为过氧化氢的催化剂,是因为这种贵金属不易被消化,因此在消化道中有效的时间更长。研究人员将所有这些物质——铁、葡萄糖和金——装入凝胶中。这导致了多阶段的酶反应级联,最终将酒精转化为乙酸。

凝胶对小鼠有效

研究人员在只喝一次酒的老鼠和连续10天定期喝一次酒的老鼠身上测试了这种新凝胶的有效性。在单次饮酒30分钟后,预防性使用凝胶将小鼠体内的酒精含量降低了40%。饮酒5小时后,与对照组相比,他们的血液酒精含量下降了56%。有害的乙醛在这些小鼠体内积累较少,它们的肝脏表现出大大减少的应激反应,这反映在更好的血液值上。

在连续10天给予酒精的小鼠中,研究人员不仅证明了较低的酒精水平,而且证明了凝胶的持久治疗效果:每天给予凝胶的小鼠在酒精的基础上,体重明显减轻,肝脏损伤更少,因此肝脏脂肪代谢更好,血液值也更好。小鼠的其他器官,如脾脏或肠道,以及它们的组织也显示出酒精造成的损伤要小得多。

专利申请中

在一项早期通过乳清蛋白原纤维给铁的研究中,研究人员发现铁与酒精反应形成醋酸。由于这个过程在当时过于缓慢和无效,他们改变了将铁连接到蛋白质原纤维上的形式。“我们没有使用更大的纳米颗粒,而是选择了单个的铁原子,它们可以更均匀地分布在原纤维表面,因此与酒精的反应更有效、更迅速,”Mezzenga说。

研究人员已经为这种凝胶申请了专利。虽然在被批准用于人类使用之前还需要进行几项临床试验,但研究人员相信这一步也会成功,因为他们已经证明,构成这种凝胶的乳清蛋白原纤维是可以食用的。

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