Scienza del bere: etanolo deuterato e imitazioni di alcol biochimico

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Geber

2021-09-25 08:46

Mettere la D nelle bevande

Crediti: William Ludwig/C&EN/Shutterstock

Alternative all'alcol: I chimici cercano di mantenere le parti divertenti del bere ma lasciandosi dietro le sbronze e il danno agli organi.

L'etanolo è responsabile dei postumi di una sbornia e dei danni agli organi causati dall'alcol, ma il principale responsabile chimico è una molecola diversa. Come primo passo nel metabolizzare l'etanolo, il corpo utilizza un enzima epatico chiamato alcol deidrogenasi per convertirlo in acetaldeide, che è tossica. "Quell'acetaldeide è un pessimo attore", dice il chimico Tony Czarnik al Newscripts. "Si lega alle tue proteine, e ciò si traduce in risposte immunitarie" che possono causare infiammazione, cirrosi del fegato, cancro esofageo, e altri effetti negativi.

Un altro enzima, l'aldeide deidrogenasi, arriva subito dopo e converte l'acetaldeide in acetato, una molecola relativamente innocua che il corpo può bruciare come combustibile.

Il problema è che l'acetaldeide può accumularsi tra quelle due fasi catalizzate dagli enzimi, specialmente quando il bere pesantemente inonda l'intero sistema di metabolizzazione dell'alcool. Alcune persone possiedono anche fattori genetici che diminuiscono il tasso di reazione o di prevalenza di aldeide deidrogenasi. "Questo mi ha fatto pensare che se riesco a rallentare il ritmo di quel primo passaggio, posso diminuire la concentrazione di acetaldeide presente nel tuo corpo in qualsiasi momento", dice Czarnik. Ha subito pensato che l'etanolo deuterato avrebbe potuto fare al caso.

La recente ricerca di Czarnik si è concentrata sulle applicazioni mediche dell'effetto isotopico cinetico, ovvero quando un isotopo più pesante rallenta le trasformazioni chimiche rispetto ad un isotopo più leggero. Si vede un effetto solo quando l'isotopo pesante è coinvolto nella fase di determinazione della velocità di una reazione.

Così Czarnik ha studiato entrambi gli enzimi e ha scoperto che l'immissione di un atomo di deuterio, noto anche come idrogeno pesante, sul carbonio più vicino al gruppo OH nell'etanolo faccia in modo che l'alcol deidrogenasi funzioni 4,5 volte più lentamente rispetto a quanto accada con l'etanolo normale, un forte effetto isotopico cinetico. L'aldeide deidrogenasi, fortunatamente, non mostra alcun cambiamento di tasso di reazione.

Newscripts non può approvare il prossimo esperimento di Czarnik, ma in due giorni diversi ha mescolato e bevuto un https://cen.acs.org/food/Whiskey-made-DIY-AI/97/i39cocktail "molto grande"— uno screwdriver, per essere precisi. I due cocktail erano identici tranne per il fatto che in uno ha usato quello che lui chiama etanolo-D. Dice che la sbornia causata dal suo screwdriver preparato con etanolo-D era molto più blanda di quella causata della bevanda normale. Questa scoperta gli ha dato la sicurezza di provare a condividere l'etanolo-D con il mondo.

Da allora, l'azienda che ha fondato nel 2009 per commercializzare l'etanolo-D, Deuteria Beverages, ha ricevuto diversi brevetti sulla produzione di etanolo-D su scala tanker-truck e sul https://patents.google.com/patent/US8658236suo utilizzo per ridurre gli effetti negativi del consumo di alcol. La sua azienda sta anche lavorando su un altro, più economico modo per fare etanolo deuterato. Dopo tutto, quel primo screwdriver costò circa 5000 $, Czarnik dice.

È un'idea coraggiosa per un'azienda, ma Czarnik non è estraneo all'avvio di un'attività scientifica: ha co-fondato la società di tecnologia di sequenziamento genico Illumina e ha lavorato in altre start-up di successo. Czarnik dice che diverse grandi aziende di birra, vino e liquori hanno espresso interesse a lavorare con Deuteria se lui potrà ottenere che l'etanolo-D venga approvato dai regolatori in qualche parte del mondo.

Ottenere quella prima approvazione non è un compito da poco, ma Czarnik è impavido, avendo fatto un inter simile con i farmaci deuterati. "Metteremo sul mercato il primo prodotto alimentare arricchito di deuterio. Questo è decisamente fuori dagli schemi."

Andando oltre al GABA

Un altro approccio sarebbe quello di eludere completamente l'etanolo. Tutti gli effetti divertenti dell'alcol, secondo lo psichiatra e neuropsicofarmacologo David Nutt, derivano dalle sue interazioni col neurotrasmettitore acido γ-aminobutirrico, meglio conosciuto come GABA.

Nutt ha dedicato la sua carriera, tra cui incarichi di servizio pubblico negli Stati Uniti e nel Regno Unito, per ridurre gli effetti dannosi degli intossicanti sugli individui e sulla società. Il https://gabalabs.com/suo ultimo sforzo è una serie di ingredienti che agiscono direttamente sui recettori del GABA umano, inducendo la socievolezza e l'euforia dell'alcol senza realmente contenere alcol.

Il primo prodotto, https://sentiaspirits.com/Sentia, è confezionato come un whisky ed è già disponibile nel Regno Unito e in alcune parti d'Europa. Per quella bevanda, l'azienda di Nutt ha trovato estratti botanici alimentari che modulano il GABA. Lui e il suo team stanno ora lavorando su un insieme di tre molecole sintetiche chiamate Alcarelle che più precisamente bersagliano i siti dei recettori GABA, dando alle molecole la potenza di essere vendute come concentrati. "Sappiamo qual è il nostro modello molecolare, sappiamo qual è il nostro obiettivo molecolare farmacologicamente, e siamo in procinto di finalizzare la nostra serie chimica" in preparazione per i test di sicurezza nei primi mesi del 2022, Nutt dice.

"Se guardate i dati sulla sicurezza tossicologica, non c'è un livello sicuro di alcol," Nutt dice a Newscripts. "Se potessimo ridurre quel rischio trovando un'alternativa, qualcosa che permetta alle persone di godere davvero delle stesse esperienze sociali con l'alcol ma con rischi significativamente ridotti, allora questo dovrebbe essere vantaggioso per il mondo."

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Mercaptano

2021-09-25 23:04

Che figata l'enzimologia, è una delle mie branche preferite. L'effetto isotopico e le sue applicazioni alla determinazione dei meccanismi di reazione enzimatici è una delle più grandi pietre miliari di chimica e biologia. A parte questo poi, vorrei bere senza sbronzarmi e rischiare la cirrosi, quindi ben vengano ricerche del genere.

I seguenti utenti ringraziano Mercaptano per questo messaggio: Geber

Geber

2021-09-26 07:10

Nutt ha aperto un mondo che sarà forse il futuro. Vende un whisky che costa un botto ma pare figa come idea.

Il problema sarà farsi autorizzare dalle varie agenzie regolatorie ma già ci sono farmaci con atomi di deuterio nella loro struttura.

Certo avere gli effetti piacevoli dell'alcol etilico senza morire non è malvagia come cosa asd