Wetenschap
Nieuwe gel breekt alcohol in het lichaam af
De meeste alcohol komt via de slijmvlieslaag van maag en darmen in de bloedbaan terecht. Tegenwoordig zijn de gevolgen hiervan onbetwist:zelfs kleine hoeveelheden alcohol verminderen het concentratie- en reactievermogen van mensen, waardoor het risico op ongelukken toeneemt.
Het regelmatig drinken van grote hoeveelheden is schadelijk voor de gezondheid:veelvoorkomende gevolgen zijn onder meer een leverziekte, ontsteking van het maag-darmkanaal en kanker. Volgens de Wereldgezondheidsorganisatie sterven jaarlijks ongeveer 3 miljoen mensen aan overmatig alcoholgebruik.
Onderzoekers van ETH Zürich hebben nu een eiwitgel ontwikkeld die alcohol in het maag-darmkanaal afbreekt. Dat blijkt uit een onderzoek dat onlangs is gepubliceerd in het tijdschrift Nature Nanotechnology , laten ze zien dat de gel bij muizen alcohol snel, efficiënt en direct omzet in onschadelijk azijnzuur voordat het in de bloedbaan terechtkomt, waar het normaal gesproken zijn bedwelmende en schadelijke effecten zou ontwikkelen.
Het verminderen van gezondheidsschade veroorzaakt door alcohol
“De gel verschuift de afbraak van alcohol van de lever naar het spijsverteringskanaal. In tegenstelling tot wanneer alcohol in de lever wordt gemetaboliseerd, wordt er als tussenproduct geen schadelijk aceetaldehyde geproduceerd”, legt professor Raffaele Mezzenga van het Laboratorium voor Voedsel &Zachte Materialen uit. bij ETH Zürich. Acetaldehyde is giftig en is verantwoordelijk voor veel gezondheidsproblemen veroorzaakt door overmatig alcoholgebruik.
In de toekomst zou de gel vóór of tijdens alcoholgebruik oraal kunnen worden ingenomen om te voorkomen dat het alcoholgehalte in het bloed stijgt en acetaldehyde het lichaam beschadigt. In tegenstelling tot veel producten die op de markt verkrijgbaar zijn, bestrijdt de gel niet alleen de symptomen van schadelijk alcoholgebruik, maar ook de oorzaken ervan.
Toch is de gel alleen effectief zolang er nog alcohol in het maag-darmkanaal aanwezig is. Dit betekent dat het heel weinig kan doen om te helpen bij alcoholvergiftiging, zodra de alcohol in de bloedbaan is terechtgekomen. Het helpt ook niet om het alcoholgebruik in het algemeen te verminderen.
"Het is gezonder om helemaal geen alcohol te drinken. De gel kan echter vooral interessant zijn voor mensen die de alcohol niet helemaal willen opgeven, maar hun lichaam niet willen belasten en niet actief op zoek zijn naar alcohol. de effecten van alcohol", zegt Mezzenga.
Hoofdingrediënten:wei, ijzer en goud
Voor de productie van de gel gebruikten de onderzoekers gewone wei-eiwitten. Ze kookten ze enkele uren om lange, dunne fibrillen te vormen. Het toevoegen van zout en water als oplosmiddel zorgt er vervolgens voor dat de fibrillen verknopen en een gel vormen. Het voordeel van een gel ten opzichte van andere toedieningssystemen is dat deze zeer langzaam wordt verteerd. Maar om de alcohol af te breken heeft de gel meerdere katalysatoren nodig.
De onderzoekers gebruikten individuele ijzeratomen als belangrijkste katalysator, die ze gelijkmatig over het oppervlak van de lange eiwitfibrillen verdeelden. "We hebben de fibrillen als het ware ondergedompeld in een ijzerbad, zodat ze effectief kunnen reageren met de alcohol en deze kunnen omzetten in azijnzuur", zegt ETH-onderzoeker Jiaqi Su, de eerste auteur van het onderzoek.
Er zijn kleine hoeveelheden waterstofperoxide nodig om deze reactie in de darm op gang te brengen. Deze worden gegenereerd door een stroomopwaartse reactie tussen glucose en gouden nanodeeltjes. Als katalysator voor waterstofperoxide is gekozen voor goud omdat het edelmetaal niet verteerd wordt en daardoor langer werkzaam blijft in het spijsverteringskanaal. De onderzoekers stopten al deze stoffen – ijzer, glucose en goud – in de gel. Dit resulteerde in een meerfasige cascade van enzymatische reacties die uiteindelijk alcohol omzet in azijnzuur.
Gel werkt bij muizen
De onderzoekers testten de effectiviteit van de nieuwe gel op muizen die slechts één keer alcohol kregen, maar ook op muizen die tien dagen lang regelmatig alcohol kregen.
Dertig minuten na de enkele dosis alcohol verminderde het profylactisch aanbrengen van de gel het alcoholniveau bij de muizen met 40%. Vijf uur na de alcoholinname was hun alcoholpromillage met maar liefst 56% gedaald vergeleken met de controlegroep. Het schadelijke acetaldehyde stapelde zich bij deze muizen minder op en ze vertoonden sterk verminderde stressreacties in hun lever, wat tot uiting kwam in betere bloedwaarden.
Bij de muizen die tien dagen alcohol kregen, konden de onderzoekers niet alleen een lager alcoholgehalte aantonen, maar ook een blijvend therapeutisch effect van de gel:de muizen die naast alcohol dagelijks de gel kregen, vertoonden significant minder gewichtsverlies , minder leverschade en dus een betere vetstofwisseling in de lever en betere bloedwaarden.
Ook andere organen van de muizen, zoals de milt of de darm, en hun weefsels vertoonden veel minder schade door alcohol.
Patent aangevraagd
In een eerder onderzoek naar de toediening van ijzer via wei-eiwitfibrillen hadden de onderzoekers ontdekt dat ijzer met alcohol reageert en azijnzuur vormt. Omdat dit proces destijds te langzaam en te ineffectief was, veranderden ze de vorm waarin ze het ijzer aan de eiwitfibrillen vastmaakten.
"In plaats van grotere nanodeeltjes te gebruiken, hebben we gekozen voor individuele ijzeratomen, die gelijkmatiger over het oppervlak van de fibrillen kunnen worden verdeeld en daardoor effectiever en sneller reageren met de alcohol", zegt Mezzenga.
De onderzoekers hebben al patent aangevraagd op de gel. Hoewel er nog verschillende klinische tests nodig zijn voordat het kan worden goedgekeurd voor menselijk gebruik, hebben de onderzoekers er vertrouwen in dat deze stap ook succesvol zal zijn, omdat ze al hebben aangetoond dat de wei-eiwitfibrillen waaruit de gel bestaat eetbaar zijn.