Neues Gel baut Alkohol im Körper ab

Alkohol gelangt gr?sstenteils ¨¹ber die Magenschleimhaut und den Darm ins Blut. Die Folgen davon sind heute unbestritten: Bereits geringe Mengen an Alkohol beintr?chtigen die Konzentrations- und Reaktionsf?higkeit und erh?hen das Unfallrisiko. Wer regelm?ssig gr?ssere Mengen trinkt, schadet seiner Gesundheit: Lebererkrankungen, Entz¨¹ndungen im Magen-Darm-Trakt oder Krebs sind h?ufige Folgen. Laut Weltgesundheitsorganisation sterben j?hrlich an die 3 Millionen Menschen an ¨¹berm?ssigen Alkoholkonsum.

ETH-Forschende haben nun ein Protein-Gel entwickelt, das Alkohol bereits im Magen-Darm-Trakt abbaut. In einer k¨¹rzlich in der Fachzeitschrift ?Nature Nanotechnology? erschienenen Studie zeigen sie an M?usen, dass das Gel Alkohol schnell, effizient und direkt in harmlose Essigs?ure umwandelt, bevor dieser ins Blut gelangt und dort seine berauschende und gesundheitssch?digende Wirkung entfaltet.

Gesundheitssch?den durch Alkohol verringern

?Das Gel verlagert den Alkoholabbau von der Leber in den Verdauungstrakt. Im Gegensatz zum Alkoholstoffwechsel in der Leber entsteht dabei aber nicht das sch?dliche Zwischenprodukt Acetaldehyd?, erkl?rt Raffaele Mezzenga, Professor f¨¹r Lebensmittel und weiche Materialien an der ETH Z¨¹rich. Acetaldehyd ist giftig und f¨¹r viele Gesundheitssch?den verantwortlich, die durch ¨¹berm?ssigen Alkoholkonsum entstehen.

Das Gel k?nnte daher in Zukunft vor oder w?hrend des Alkoholkonsums oral eingenommen werden, um zu verhindern, dass der Blutalkoholpegel steigt und Acetaldehyd den K?rper sch?digt. Im Unterschied zu vielen am Markt erh?ltlichen Produkten bek?mpft das Gel also nicht nur die Symptome des sch?dlichen Alkoholkonsums, sondern auch seine Ursachen. Das Gel ist aber nur wirksam, solange sich noch Alkohol im Magen-Darm-Trakt befindet und kann deshalb bei Alkoholvergiftungen nicht mehr helfen, wenn der Alkohol sich bereits im Blut befindet. Auch hilft es nicht dabei, den Alkoholkonsum generell zu reduzieren. ?Es ist ges¨¹nder gar keinen Alkohol zu trinken. Das Gel k?nnte aber vor allem f¨¹r Menschen interessant sein, die nicht ganz auf den Genuss verzichten m?chten, aber ihren K?rper nicht belasten wollen und nicht an der Wirkung des Alkohols interessiert sind?, h?lt Mezzenga fest.

Hauptbestandteile: Molke, Eisen und Gold

F¨¹r die Herstellung des Gels verwendeten die Forschenden gew?hnliche Molkenproteine. Diese wurden mehrere Stunden gekocht, sodass sich daraus lange, d¨¹nne Fasern bildeten. F¨¹gt man anschliessend Salz und Wasser als L?sungsmittel hinzu, vernetzen sich die Fasern zu einem Gel. Der Vorteil eines Gels gegen¨¹ber anderen Verabreichungsformen ist, dass es sehr langsam verdaut wird. Damit das Gel den Alkohol abbauen kann, braucht es aber noch mehrere Katalysatoren.

Als Hauptkatalysator setzten die Forschenden auf einzelne Eisenatome, die sie gleichm?ssig ¨¹ber die Oberfl?che der langen Proteinfasern verteilten. ?Wir tauchten die Fasern quasi in ein Eisenbad, sodass sie wirksam mit dem Alkohol reagieren und ihn in Essigs?ure verwandeln k?nnen?, sagt ETH-Forscherin Jiaqi Su, die Erstautorin der Studie. Um diese Reaktion im Magen auszul?sen, sind winzige Mengen an Wasserstoffperoxid n?tig. Diese werden durch eine vorgelagerte Reaktion zwischen Glucose und Goldnanopartikel erzeugt. Die Forschenden entschieden sich f¨¹r Gold als Katalysator f¨¹r Wasserstoffperoxid, da das Edelmetall nicht verdaut wird und daher l?nger im Verdauungstrakt wirksam ist. All diese Substanzen ¨C Eisen, Glukose und Gold ¨C packten die Forschenden in das Gel. Damit erm?glichten sie eine mehrstufige Kaskade aus enzymatischen Reaktionen, bei der am Ende Alkohol in Essigs?ure verwandelt wird.

Bei M?usen funktioniert das Gel

Die Forschenden testeten die Wirksamkeit des neuen Gels an M?usen, denen einmalig Alkohol verabreicht wurde und an M?usen, die zehn Tage lang regelm?ssig Alkohol erhielten. Dreissig Minuten nach der einmaligen Alkoholabgabe senkte die prophylaktische Anwendung des Gels den Alkoholpegel der M?use um vierzig Prozent. F¨¹nf Stunden nach Alkoholaufnahme war ihr Blutalkoholspiegel im Vergleich zur Kontrollgruppe gar um 56 Prozent gesunken. Dabei sammelte sich bei diesen M?usen das sch?dliche Acetaldehyd weniger an und die Stressreaktionen der Leber wurden deutlich gemildert, was sich in besseren Blutwerten widerspiegelte.

Bei den M?usen, die 10 Tage lang Alkohol erhielten, konnten die Forschenden neben einem niedrigeren Alkoholpegel zudem eine anhaltende, therapeutische Wirkung des Gels nachweisen: Die M?use, die zus?tzlich zum Alkohol t?glich das Gel bekamen, zeigten einen deutlich geringeren Gewichtsverlust, weniger Lebersch?den und damit einen besseren Fettstoffwechsel in der Leber sowie bessere Blutwerte. Auch andere Organe wie die Milz oder der Darm sowie das Gewebe der M?use wiesen deutlich weniger durch Alkohol verursachte Sch?den auf.

Zum Patent angemeldet

Dass Eisen mit Alkohol zu Essigs?ure reagierte, entdeckten die Forschenden bereits in einer fr¨¹heren Studie zur Verabreichung von Eisen durch Molkenproteinfasern. Da dieser Prozess damals zu langsam und zu schwach war, ?nderten sie die Form, mit der sie das Eisen an den Proteinfasern anbrachten. ?Anstatt gr?sserer Nanopartikel entschieden wir uns f¨¹r einzelne Eisenatome, die sich gleichm?ssiger auf der Oberfl?che der Fasern verteilen lassen und daher wirksamer und schneller mit dem Alkohol reagieren?, erkl?rt ETH-Professor Mezzenga.

Die Forschenden haben bereits ein Patent f¨¹r das Gel beantragt. Bis es f¨¹r Menschen zugelassen wird, sind aber noch einige klinische Tests notwendig. Da die Forschenden aber bereits belegt haben, dass Molkenproteinfasern aus denen das Gel besteht, essbar sind, sind sie zuversichtlich, dass auch dieser Schritt gelingen wird.