Mannitol - Mannitol

Mannitol
Struktura mannitolu.png
Mannitol-3D-kulki.png
Dane kliniczne
Nazwy handlowe Osmitrol, Bronchitol, inne
Inne nazwy d -Mannitol, mannit, cukier manna
AHFS / Drugs.com Monografia
Dane licencyjne

Kategoria ciąży
Drogi
administracji
Dożylnie , Doustnie
Kod ATC
Status prawny
Status prawny
Dane farmakokinetyczne
Biodostępność ~7%
Metabolizm Wątroba , bez znaczenia
Okres półtrwania eliminacji 100 minut
Wydalanie Nerka : 90%
Identyfikatory
  • ( 2R , 3R , 4R , 5R )-Heksan-1,2,3,4,5,6-heksol
Numer CAS
Identyfikator klienta PubChem
DrugBank
ChemSpider
UNII
KEGG
CZEBI
CHEMBL
Numer E E421 (zagęszczacze, ...) Edytuj to na Wikidata
Pulpit nawigacyjny CompTox ( EPA )
Karta informacyjna ECHA 100.000.647 Edytuj to na Wikidata
Dane chemiczne i fizyczne
Formuła C 6 H 14 O 6
Masa cząsteczkowa 182,172  g·mol -1
Model 3D ( JSmol )
  • O[C@H]([C@H](O)CO)[C@H](O)[C@H](O)CO
  • InChI=1S/C6H14O6/c7-1-3(9)5(11)6(12)4(10)2-8/h3-12H,1-2H2/t3-,4-,5-,6-/ m1/s1 sprawdzaćTak
  • Klucz: FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N sprawdzaćTak
  (zweryfikować)

Mannitol to rodzaj alkoholu cukrowego używanego jako słodzik i lek. Jest używany jako słodzik niskokaloryczny, ponieważ jest słabo wchłaniany przez jelita . Jako lek stosuje się go w celu obniżenia ciśnienia w oczach, jak w jaskrze , oraz w celu obniżenia podwyższonego ciśnienia śródczaszkowego . Medycznie podaje się go w postaci zastrzyku. Efekty zwykle zaczynają się w ciągu 15 minut i trwają do 8 godzin.

Częste skutki uboczne stosowania medycznego obejmują problemy z elektrolitami i odwodnienie . Inne poważne działania niepożądane mogą obejmować zaostrzenie niewydolności serca i problemy z nerkami . Nie jest jasne, czy stosowanie w ciąży jest bezpieczne . Mannitol należy do rodziny leków moczopędnych osmotycznych i działa poprzez wyciąganie płynu z mózgu i oczu.

Odkrycie mannitolu przypisuje się Josephowi Louisowi Proustowi w 1806 roku. Znajduje się on na Liście Leków Podstawowych Światowej Organizacji Zdrowia . Pierwotnie był zrobiony z kwitnącego popiołu i nazwany manną ze względu na jego rzekome podobieństwo do biblijnego jedzenia. Mannitol znajduje się na liście zakazanych leków Światowej Agencji Antydopingowej z powodu obaw, że może maskować inne leki.

Zastosowania

Mannitol 15% roztwór do podawania dożylnego

Zastosowania medyczne

W Stanach Zjednoczonych mannitol jest wskazany do obniżania ciśnienia śródczaszkowego oraz leczenia obrzęku mózgu i podwyższonego ciśnienia śródgałkowego.

W Unii Europejskiej mannitol jest wskazany w leczeniu mukowiscydozy (CF) u osób dorosłych w wieku 18 lat i starszych jako terapia dodatkowa do najlepszego standardu opieki.

Mannitol stosuje się dożylnie w celu zmniejszenia gwałtownie podwyższonego ciśnienia śródczaszkowego do czasu, gdy będzie można zastosować bardziej zdecydowane leczenie, np. po urazie głowy . Dotętnicze wlewy mannitolu mogą przejściowo otworzyć barierę krew-mózg poprzez przerwanie ścisłych połączeń .

Może być również stosowany w niektórych przypadkach niewydolności nerek z niskim wydalaniem moczu , zmniejszającym się ciśnieniem w oku , w celu zwiększenia eliminacji niektórych toksyn oraz w leczeniu nagromadzenia płynów .

Wykazano, że śródoperacyjnie mannitol przed uwolnieniem zacisku naczynia podczas przeszczepu nerki zmniejsza uszkodzenie nerek po przeszczepie, ale nie wykazano, aby zmniejszał odrzucanie przeszczepu.

Mannitol działa jako osmotyczny środek przeczyszczający w dawkach doustnych większych niż 20 g, a czasami jest sprzedawany jako środek przeczyszczający dla dzieci.

Zaproponowano zastosowanie mannitolu w inhalacji jako środka drażniącego oskrzela jako alternatywnej metody diagnozowania astmy wysiłkowej . W przeglądzie systematycznym z 2013 r. stwierdzono, że obecnie dowody na poparcie jego stosowania w tym celu są niewystarczające.

Mannitol jest powszechnie stosowany w uzdatnianiu układu oddechowego płuc podczas krążenia pozaustrojowego . Obecność mannitolu pozwala zachować czynność nerek w okresach niskiego przepływu krwi i niskiego ciśnienia, gdy pacjent znajduje się na bajpasie. Roztwór zapobiega obrzękowi komórek śródbłonka w nerkach, który w przeciwnym razie mógłby zmniejszyć przepływ krwi do tego obszaru i spowodować uszkodzenie komórek.

Mannitol może być również używany do tymczasowego zamykania ostrych przedmiotów (takich jak spirala na smyczy do sztucznego rozrusznika ) podczas przechodzenia przez układ żylny. Ponieważ mannitol łatwo rozpuszcza się we krwi, ostry czubek zostaje odsłonięty w miejscu przeznaczenia.

Mannitol jest również pierwszym lekiem z wyboru w leczeniu ostrej jaskry w weterynarii. Jest podawany dożylnie w postaci 20% roztworu. Odwadnia ciało szkliste, a tym samym obniża ciśnienie wewnątrzgałkowe. Jednak do działania wymaga nienaruszonej bariery krew-oko.

Żywność

Mannitol w mniejszym stopniu zwiększa poziom glukozy we krwi niż sacharoza (dzięki czemu ma stosunkowo niski indeks glikemiczny ), dlatego stosowany jest jako słodzik dla osób z cukrzycą oraz w gumach do żucia . Chociaż mannitol ma wyższe ciepło rozpuszczania niż większość alkoholi cukrowych, jego stosunkowo niska rozpuszczalność zmniejsza efekt chłodzenia zwykle występujący w miętowych cukierkach i gumach. Jednak całkowite rozpuszczenie mannitolu w produkcie powoduje silne działanie chłodzące. Ma też bardzo niską higroskopijność – nie zbiera wody z powietrza, dopóki wilgotność nie osiągnie 98%. To sprawia, że ​​mannitol jest bardzo przydatny jako powłoka do twardych cukierków, suszonych owoców i gum do żucia i często jest dodawany jako składnik cukierków i gumy do żucia. Przyjemny smak i odczucie w ustach mannitolu sprawia, że ​​jest on również popularną substancją pomocniczą w tabletkach do żucia.

Chemia analityczna

Mannitol może być używany do tworzenia kompleksu z kwasem borowym . Zwiększa to moc kwasu borowego, umożliwiając lepszą precyzję analizy objętościowej tego kwasu.

Inne

Mannitol jest podstawowym składnikiem agaru z solą mannitolu , pożywki do wzrostu bakterii i jest stosowany w innych.

Mannitol jest używany jako środek tnący w różnych lekach stosowanych donosowo ( wciąganie ), takich jak kokaina . Mieszanina mannitolu i fentanylu (lub analogów fentanylu ) w stosunku 1:10 jest oznaczona i sprzedawana jako „China white”, popularny substytut heroiny.

Przeciwwskazania

Mannitol jest przeciwwskazany u osób z bezmoczem , ciężką hipowolemią , istniejącym wcześniej ciężkim przekrwieniem naczyń płucnych lub obrzękiem płuc oraz czynnym krwawieniem śródczaszkowym, z wyjątkiem kraniotomii.

Działania niepożądane obejmują hiponatremię i zmniejszenie objętości krwi prowadzące do kwasicy metabolicznej .

Chemia

Mannitol jest izomer o sorbitolu , inny alkohol cukrowy; te dwa różnią się jedynie orientacją grupy hydroksylowej na węglu 2. Chociaż są podobne, dwa alkohole cukrowe mają bardzo różne źródła natury, temperatury topnienia i zastosowania.

Produkcja

Mannitol jest sklasyfikowany jako alkohol cukrowy ; to znaczy, że może pochodzić z cukru ( mannozy ) przez redukcję. Inne alkohole cukrowe obejmują ksylitol i sorbitol . Mannitol i sorbitol są izomerami , jedyną różnicą jest orientacja grupy hydroksylowej na węglu 2.

Synteza przemysłowa

Mannitol jest powszechnie wytwarzany poprzez uwodornienie fruktozy, która powstaje ze skrobi lub sacharozy (zwykłego cukru stołowego). Chociaż skrobia jest tańszym źródłem niż sacharoza, przemiana skrobi jest znacznie bardziej skomplikowana. W końcu daje syrop zawierający około 42% fruktozy , 52% glukozy i 6% maltozy . Sacharoza jest po prostu hydrolizowana do syropu cukru inwertowanego , który zawiera około 50% fruktozy. W obu przypadkach syropy są oczyszczane chromatograficznie, aby zawierały 90-95% fruktozy. Fruktozę następnie uwodornia się na katalizatorze niklowym do mieszaniny izomerów sorbitolu i mannitolu. Wydajność wynosi zazwyczaj 50%:50%, chociaż lekko zasadowe warunki reakcji mogą nieznacznie zwiększyć wydajność mannitolu.

Biosyntezy

Mannitol jest jedną z najobficiej występujących w przyrodzie cząsteczek magazynujących energię i węgiel, wytwarzaną przez mnóstwo organizmów, w tym bakterie, drożdże, grzyby, glony, porosty i wiele roślin. Fermentacja przez mikroorganizmy jest alternatywą dla tradycyjnej syntezy przemysłowej. Szlak metaboliczny fruktozy do mannitolu , znany jako cykl mannitolowy u grzybów, został odkryty w rodzaju czerwonych alg ( Caloglossa leprieurii ) i jest wysoce prawdopodobne, że inne mikroorganizmy wykorzystują podobne szlaki. Klasa bakterii kwasu mlekowego , oznaczony heterofermentive powodu ich różnych ścieżek fermentacji, konwersja albo trzech cząsteczek fruktozy lub fruktozy i dwa jedną cząsteczkę glukozy, do dwóch cząsteczek mannitol i jednej cząsteczki każdy z kwasu mlekowego , kwasu octowego i dwutlenku węgla . Syropy surowcowe zawierające średnie i duże stężenia fruktozy (na przykład sok jabłkowy z orzechów nerkowca , zawierający 55% fruktozy: 45% glukozy ) mogą dawać 200 g (7,1 uncji) mannitolu na litr surowca. Prowadzone są dalsze badania nad sposobami opracowywania jeszcze wydajniejszych ścieżek mannitolu w bakteriach kwasu mlekowego, a także nad wykorzystaniem innych mikroorganizmów, takich jak drożdże i E. coli w produkcji mannitolu. Gdy stosuje się szczepy spożywcze dowolnego z wyżej wymienionych mikroorganizmów, mannitol i sam organizm można bezpośrednio stosować w produktach spożywczych, unikając potrzeby starannego oddzielania mikroorganizmów i kryształów mannitolu. Chociaż jest to obiecująca metoda, konieczne są kroki, aby zwiększyć skalę do potrzebnych przemysłowo ilości.

Ekstrakcja naturalna

Ponieważ mannitol znajduje się w szerokiej gamie produktów naturalnych, w tym prawie we wszystkich roślinach, można go bezpośrednio pozyskiwać z produktów naturalnych, a nie z syntez chemicznych lub biologicznych. W rzeczywistości w Chinach izolacja od wodorostów jest najczęstszą formą produkcji mannitolu. Stężenie mannitolu w wysiękach roślinnych może wynosić od 20% w wodorostach do 90% w platanie . Jest składnikiem palmy sabałowej ( Serenoa ).

Tradycyjnie mannitol jest ekstrahowany przez ekstrakcję Soxhleta , przy użyciu etanolu , wody i metanolu do pary, a następnie hydrolizy surowego materiału. Mannitol jest następnie rekrystalizowany z ekstraktu, co na ogół daje wydajność około 18% oryginalnego produktu naturalnego. Inną metodą ekstrakcji jest użycie płynów nadkrytycznych i podkrytycznych . Płyny te są na takim etapie, że nie ma różnicy między etapem cieczy i gazu, więc są bardziej dyfuzyjne niż normalne płyny. Uważa się, że dzięki temu są one znacznie skuteczniejszymi środkami przenoszenia masy niż zwykłe płyny. Płyn w stanie nadkrytycznym lub podkrytycznym jest pompowany przez produkt naturalny, a głównie produkt mannitolowy jest łatwo oddzielany od rozpuszczalnika i niewielkiej ilości produktu ubocznego.

Wykazano, że ekstrakcja liści oliwnych dwutlenkiem węgla w stanie nadkrytycznym wymaga mniej rozpuszczalnika na miarkę liścia niż tradycyjna ekstrakcja — 141,7 g (5,00 uncji) CO 2 w porównaniu do 194,4 g (6,86 uncji) etanolu na 1 g (0,035 uncji) liścia oliwnego. Podgrzana, pod ciśnieniem woda podkrytyczna jest jeszcze tańsza i wykazuje znacznie lepsze wyniki niż tradycyjna ekstrakcja. Wymaga tylko 4,01 g (0,141 uncji) wody na 1 g (0,035 uncji) liścia oliwnego i daje wydajność 76,75% mannitolu. Zarówno ekstrakcje nad-, jak i podkrytyczne są tańsze, szybsze, czystsze i bardziej przyjazne dla środowiska niż ekstrakcja tradycyjna. Jednak wymagane wysokie temperatury i ciśnienia robocze są powodem wahań w przemysłowym zastosowaniu tej techniki.

Historia

Julije Domac wyjaśnił strukturę heksenu i mannitolu otrzymywanego z manny kaspijskiej . Wyznaczył miejsce wiązania podwójnego w heksenie otrzymanym z mannitolu i udowodnił, że jest to pochodna normalnego heksenu . To również rozwiązało nieznaną do tej pory strukturę mannitolu.

Spór

Trzy badania, które początkowo wykazały, że wysokie dawki mannitolu były skuteczne w przypadkach ciężkiego urazu głowy, były przedmiotem dochodzenia opublikowanego w 2007 roku. pacjenci zostali zrekrutowani. Co więcej, Uniwersytet Federalny w São Paulo, który dr Cruz podał jako swoją afiliację, nigdy go nie zatrudnił. W wyniku wątpliwości dotyczących pracy Cruza, zaktualizowana wersja przeglądu Cochrane wyklucza wszystkie badania Julio Cruza, pozostawiając tylko 4 badania. Ze względu na różnice w doborze grup kontrolnych nie można było wyciągnąć wniosków na temat klinicznego zastosowania mannitolu.

Status komplementarny

Zobacz też

Bibliografia

Linki zewnętrzne

  • Multimedia związane z Mannitolem w Wikimedia Commons
  • „Mannitol” . Portal informacyjny o narkotykach . Narodowa Biblioteka Medyczna Stanów Zjednoczonych.