通过跨学科的合作与交流,我们能够突破传统思维的边界,开拓新的研究领域。

——院长致词

首页 > 科学研究 > 前沿信息

新型凝胶能分解体内的酒精

本站发布时间:2024-05-15 16:49:52

大多数酒精通过胃和肠的粘膜层进入血液。如今,这种情况的后果是无可争议的:即使是少量饮酒也会削弱人们的注意力和反应能力,增加事故风险

经常大量饮酒对健康有害:常见的后果包括肝脏疾病、胃肠道炎症和癌症。根据世界卫生组织的数据,每年约有300万人死于过量饮酒

苏黎世联邦理工学院的研究人员现在开发了一种蛋白质凝胶,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,这种凝胶在酒精进入血液之前,会迅速、有效地直接将其转化为无害的乙酸,通常会在血液中产生令人陶醉和有害的影响

减少酒精对健康的损害

“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比,不会产生有害的乙醛作为中间产物,”食品与药物实验室的Raffaele Mezzenga教授解释道;苏黎世联邦理工学院的软材料。乙醛是有毒的,是过量饮酒引起的许多健康问题的原因

未来,该凝胶可以在饮酒前或饮酒期间口服,以防止血液酒精水平上升和乙醛对身体的损害。与市场上的许多产品相比,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的情况下才有效。这意味着一旦酒精进入血液,它对酒精中毒几乎没有帮助。这也无助于减少总体饮酒量

Mezzenga说:“完全不喝酒更健康。然而,这种凝胶可能会引起那些不想完全戒酒,但又不想给身体带来压力,也不积极寻求酒精影响的人的特别兴趣。”

主要成分:乳清、铁和黄金研究人员使用普通乳清蛋白生产凝胶。他们把它们煮了几个小时,形成细长的原纤维。加入盐和水作为溶剂,然后使原纤维交联并形成凝胶。与其他输送系统相比,凝胶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,将其均匀分布在长蛋白质原纤维的表面。该研究的第一作者、ETH研究员苏佳琪说:“可以说,我们将原纤维浸泡在铁浴中,这样它们就可以与酒精有效反应,并将其转化为乙酸。”

需要微量的过氧化氢才能在肠道中引发这种反应。这些是由葡萄糖和金纳米粒子之间的上游反应产生的。之所以选择金作为过氧化氢的催化剂,是因为贵金属不会被消化,因此在消化道中的有效时间更长。研究人员包装了所有这些物质—铁、葡萄糖和黄金—进入凝胶中。这导致了多阶段的酶促反应,最终将酒精转化为乙酸

凝胶在小鼠身上起作用

研究人员在只给一次酒精的小鼠和定期给十天酒精的小鼠身上测试了新凝胶的有效性

单次饮酒30分钟后,预防性应用凝胶可使小鼠的酒精水平降低40%。饮酒5小时后,与对照组相比,他们的血液酒精水平下降了56%。有害的乙醛在这些小鼠体内积累较少,肝脏中的应激反应大大减少,这反映在更好的血液值上

在服用10天酒精的小鼠中,研究人员不仅能够证明该凝胶的酒精水平较低,而且还能证明其持久的治疗效果:除了酒精之外,每天服用该凝胶的小鼠体重减轻明显减少,肝脏损伤减少,因此肝脏中的脂肪代谢更好,血液值也更好

小鼠的其他器官,如脾脏或肠道及其组织,也显示出酒精造成的损伤要小得多

正在申请专利

在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乙酸。由于这个过程在当时太慢、太无效,他们改变了将铁附着在蛋白质原纤维上的形式

Mezzenga说:“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的表面,因此与醇的反应更有效、更快。”

研究人员已经为这种凝胶申请了专利。虽然在授权供人类使用之前还需要进行几项临床测试,但研究人员相信这一步骤也会成功,因为他们已经证明,构成凝胶的乳清蛋白原纤维是可食用的

More information: Jiaqi Su, Single-site iron-anchored amyloid hydrogels as catalytic platforms for alcohol detoxification, Nature Nanotechnology (2024). DOI: 10.1038/s41565-024-01657-7. www.nature.com/articles/s41565-024-01657-7

Journal information: Nature Nanotechnology

Provided by ETH Zurich

排行榜

备案号:京ICP备2023036195号-1

地址:北京市丰台区南三环西路16号2号楼

地址:山东省济南市历城区唐冶绿地汇中心36号楼

电话: 400-635-0567

备案号:京ICP备2023036195号-1

地址:北京市丰台区南三环西路16号2号楼

地址:山东省济南市历城区唐冶绿地汇中心36号楼

电话: 400-635-0567

备案号:京ICP备2023036195号-1

地址:北京市丰台区南三环西路16号2号楼

地址:山东省济南市历城区唐冶绿地汇中心36号楼

电话: 400-635-0567