Mannitol - Mannitol

Mannitol
Mannitol struktura.png
Mannitol-3D-balls.png
Klinické údaje
Obchodní názvy Osmitrol, Bronchitol, další
Ostatní jména d -Mannitol, mannit, mannový cukr
AHFS / Drugs.com Monografie
Licenční údaje

Kategorie těhotenství
Cesty
podání
Intravenózní , ústy
ATC kód
Právní status
Právní status
Farmakokinetické údaje
Biologická dostupnost ~ 7%
Metabolismus Játra , zanedbatelná
Poločas eliminace 100 minut
Vylučování Ledviny : 90%
Identifikátory
  • ( 2R , 3R , 4R , 5R ) -hexan-1,2,3,4,5,6-hexol
Číslo CAS
PubChem CID
DrugBank
ChemSpider
UNII
KEGG
ČEBI
CHEMBL
E číslo E421 (zahušťovadla, ...) Upravte to na Wikidata
CompTox Dashboard ( EPA )
Informační karta ECHA 100 000,647 Upravte to na Wikidata
Chemická a fyzikální data
Vzorec C 6 H 14 O 6
Molární hmotnost 182,172  g · mol −1
3D model ( 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 šekY
  • Klíč: FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N šekY
  (ověřit)

Mannitol je druh cukrového alkoholu používaného jako sladidlo a léky. Používá se jako nízkokalorické sladidlo, protože je špatně absorbováno střevy . Jako lék se používá ke snížení tlaku v očích, jako u glaukomu , a ke snížení zvýšeného nitrolebního tlaku . Lékařsky se podává injekcí. Účinky obvykle začínají do 15 minut a trvají až 8 hodin.

Mezi běžné vedlejší účinky lékařského použití patří problémy s elektrolyty a dehydratace . Mezi další závažné nežádoucí účinky může patřit zhoršení srdečního selhání a problémy s ledvinami . Není jasné, zda je použití v těhotenství bezpečné . Mannitol je v osmotické diuretické rodině léků a funguje tak, že vytáhne tekutinu z mozku a očí.

Objev mannitolu se připisuje Josephu Louisu Proustovi v roce 1806. Je na seznamu základních léků Světové zdravotnické organizace . Původně byl vyroben z kvetoucího popela a kvůli údajné podobnosti s biblickým jídlem se mu říkalo manna . Mannitol je na seznamu zakázaných léků Světové antidopingové agentury kvůli obavám, že může maskovat jiné drogy.

Využití

Mannitol 15% roztok pro intravenózní podání

Lékařské využití

Ve Spojených státech je mannitol indikován ke snížení nitrolebního tlaku a léčbě mozkového edému a zvýšeného nitroočního tlaku.

V Evropské unii je mannitol indikován k léčbě cystické fibrózy (CF) u dospělých ve věku 18 let a starších jako doplňková terapie k nejlepšímu standardu péče.

Mannitol se používá intravenózně ke snížení akutně zvýšeného nitrolebního tlaku, dokud nelze aplikovat definitivnější léčbu, např. Po traumatu hlavy . Intraarteriální infuze mannitolu mohou přechodně otevřít hematoencefalickou bariéru narušením těsných spojů .

Může být také použit v určitých případech selhání ledvin s nízkým výdejem moči , snižujícím se tlakem v oku , ke zvýšení eliminace určitých toxinů a k léčbě hromadění tekutin .

Bylo prokázáno, že intraoperační mannitol před uvolněním cévy během transplantace ledvin snižuje poškození ledvin po transplantaci, ale nebylo prokázáno, že snižuje rejekci štěpu.

Mannitol působí v orálních dávkách větších než 20 g jako osmotické projímadlo a někdy se prodává jako projímadlo pro děti.

Bylo navrženo použití mannitolu při inhalaci jako bronchiálního dráždidla jako alternativní metody diagnostiky astmatu vyvolaného cvičením . Systematický přezkum z roku 2013 dospěl k závěru, že důkazy na podporu jeho použití pro tento účel v současné době nejsou dostatečné.

Manitol se běžně používá v okruhu primárního plicního stroje během kardiopulmonálního bypassu . Přítomnost mannitolu zachovává funkci ledvin v době nízkého průtoku krve a tlaku, zatímco je pacient na bypassu. Řešení brání bobtnání endoteliálních buněk v ledvinách, které by jinak mohlo omezit průtok krve do této oblasti a mělo za následek poškození buněk.

Manitol lze také použít k dočasnému zapouzdření ostrého předmětu (například šroubovice na elektrodě pro umělý kardiostimulátor ), zatímco prochází žilním systémem. Protože se mannitol snadno rozpouští v krvi, ostrý bod se odhalí v místě určení.

Mannitol je také prvním lékem první volby k léčbě akutního glaukomu ve veterinární medicíně. Podává se jako 20% roztok intravenózně. Dehydratuje sklivcový humor, a proto snižuje nitrooční tlak. Ke svému fungování však vyžaduje neporušenou hematoencefalickou bariéru.

Jídlo

Mannitol zvyšuje hladinu glukózy v krvi v menší míře než sacharóza (má tedy relativně nízký glykemický index ), proto se používá jako sladidlo pro lidi s diabetem a ve žvýkačkách . Ačkoli mannitol má vyšší teplo roztoku než většina cukerných alkoholů, jeho relativně nízká rozpustnost snižuje chladicí účinek, který se obvykle vyskytuje v mátových bonbónech a gumách. Když je však mannitol v produktu zcela rozpuštěn, vyvolává silný chladivý účinek. Má také velmi nízkou hygroskopicitu - nesbírá vodu ze vzduchu, dokud není vlhkost vzduchu 98%. Díky tomu je mannitol velmi užitečný jako povlak na tvrdé bonbóny, sušené ovoce a žvýkačky a často je součástí přísad do bonbónů a žvýkaček. Díky příjemné chuti a pocitu v ústech je mannitol také oblíbenou pomocnou látkou pro žvýkací tablety.

Analytická chemie

Mannitol lze použít k vytvoření komplexu s kyselinou boritou . To zvyšuje kyselost kyseliny borité, což umožňuje lepší přesnost v objemové analýze této kyseliny.

jiný

Mannitol je primární složkou agaru se solí mannitolu , bakteriálního růstového média, a používá se i v jiných.

Mannitol se používá jako řezné činidlo v různých lécích, které se používají intranazálně ( šňupají ), jako je kokain . Směs mannitolu a fentanylu (nebo analogů fentanylu ) v poměru 1:10 je označena a prodávána jako „China white“, oblíbená náhražka heroinu.

Kontraindikace

Mannitol je kontraindikován u lidí s anurií , těžkou hypovolémií , již existujícím závažným plicním vaskulárním přetížením nebo plicním edémem a aktivním intrakraniálním krvácením kromě kraniotomie.

K nežádoucím účinkům patří hyponatrémie a deplece objemu vedoucí k metabolické acidóze .

Chemie

Mannitol je izomer ze sorbitolu , jiný cukerný alkohol; ty dva se liší pouze v orientaci hydroxylové skupiny na uhlíku 2. Přestože jsou si oba cukerné alkoholy velmi podobné, mají povahu, teplotu tání i použití.

Výroba

Mannitol je klasifikován jako cukerný alkohol ; to znamená, že může být odvozeno z cukru ( manózy ) redukcí. Mezi další cukerné alkoholy patří xylitol a sorbitol . Mannitol a sorbitol jsou izomery , jediným rozdílem je orientace hydroxylové skupiny na uhlík 2.

Průmyslová syntéza

Mannitol se běžně vyrábí hydrogenací fruktózy, která se tvoří buď ze škrobu, nebo ze sacharózy (běžný stolní cukr). Přestože je škrob levnějším zdrojem než sacharóza, transformace škrobu je mnohem komplikovanější. Nakonec se získá sirup obsahující asi 42% fruktózy , 52% glukózy a 6% maltózy . Sacharóza se jednoduše hydrolyzuje na invertní cukrový sirup , který obsahuje asi 50% fruktózy. V obou případech jsou sirupy chromatograficky čištěny tak, aby obsahovaly 90–95% fruktózy. Fruktóza se poté hydrogenuje přes niklový katalyzátor na směs izomerů sorbitolu a mannitolu. Výtěžek je typicky 50%: 50%, i když mírně zásadité reakční podmínky mohou mírně zvýšit výtěžky mannitolu.

Biosyntéza

Mannitol je jednou z nejrozšířenějších molekul uchovávání energie a uhlíku v přírodě, kterou produkuje mnoho organismů, včetně bakterií, kvasinek, hub, řas, lišejníků a mnoha rostlin. Fermentace mikroorganismy je alternativou k tradiční průmyslové syntéze. V druhu červených řas ( Caloglossa leprieurii ) byla objevena metabolická cesta mezi fruktózou a mannitolem , známá jako mannitolový cyklus , a je vysoce možné, že podobné cesty využívají i jiné mikroorganismy. Třída bakterií mléčného kvašení , označená jako heterofermentivní díky svým mnohonásobným fermentačním cestám, převádí buď tři molekuly fruktózy, nebo dvě molekuly fruktózy a jednu molekulu glukózy na dvě molekuly mannitolu a jednu molekulu kyseliny mléčné , kyseliny octové a oxidu uhličitého . Surové sirupy obsahující střední až velké koncentrace fruktózy (například kešu jablečný džus , obsahující 55% fruktózy: 45% glukózy ) mohou poskytnout výtěžek 200 g (7,1 oz) mannitolu na litr suroviny. Provádí se další výzkum, který zkoumá způsoby, jak zkonstruovat ještě účinnější dráhy mannitolu v bakteriích mléčného kvašení, a také použití dalších mikroorganismů, jako jsou kvasinky a E. coli, při výrobě mannitolu. Když se použijí potravinářské kmeny kteréhokoli z výše uvedených mikroorganismů, mannitol a samotný organismus jsou přímo použitelné na potravinářské produkty, čímž se vyhýbá potřebě pečlivé separace krystalů mikroorganismu a mannitolu. Přestože se jedná o slibnou metodu, je třeba učinit kroky k jejímu rozšíření na průmyslově potřebná množství.

Přírodní extrakce

Protože se mannitol nachází v široké škále přírodních produktů, včetně téměř všech rostlin, lze jej přímo extrahovat z přírodních produktů, nikoli z chemických nebo biologických syntéz. Ve skutečnosti je v Číně izolace od mořských řas nejběžnější formou produkce mannitolu. Koncentrace mannitolu v rostlinných exsudátech se mohou pohybovat od 20% v mořských řasách do 90% v platanu . Je součástí saw palmetto ( Serenoa ).

Mannitol se tradičně extrahuje Soxhletovou extrakcí za použití ethanolu , vody a methanolu k páře a poté hydrolýzou surového materiálu. Manitol se pak rekrystalizuje z extraktu, což obecně vede k výtěžkům asi 18% původního přírodního produktu. Dalším způsobem extrakce je použití nadkritických a podkritických tekutin. Tyto tekutiny jsou v takovém stádiu, že mezi kapalným a plynovým stupněm neexistuje žádný rozdíl, takže jsou difuzivnější než normální tekutiny. To je považováno za to, že jsou mnohem účinnějšími prostředky pro přenos hmoty než normální kapaliny. Super- nebo subkritická tekutina se čerpá přírodním produktem a převážně mannitolový produkt se snadno oddělí od rozpouštědla a nepatrného množství vedlejšího produktu.

Ukázalo se, že superkritická extrakce olivových listů oxidem uhličitým vyžaduje méně rozpouštědla na dávku listu než tradiční extrakce - 141,7 g (5,00 oz) CO 2 oproti 194,4 g (6,86 oz) ethanolu na 1 g (0,035 oz) olivového listu. Ohřívaná, tlaková a podkritická voda je ještě levnější a ukazuje se, že má výrazně lepší výsledky než tradiční extrakce. Vyžaduje pouze 4,01 g (0,141 oz) vody na 1 g (0,035 oz) olivového listu a dává výtěžek 76,75% mannitolu. Super- i subkritické extrakce jsou levnější, rychlejší, čistší a šetrnější k životnímu prostředí než tradiční extrakce. Požadované vysoké provozní teploty a tlaky jsou však příčinou váhavosti v průmyslovém použití této techniky.

Dějiny

Julije Domac objasnila strukturu hexenu a mannitolu získaného z kaspické many . Určil místo dvojné vazby v hexenu získaném z mannitolu a dokázal, že se jedná o derivát normálního hexenu . Tím se také vyřešila do té doby neznámá struktura mannitolu.

Kontroverze

Tyto tři studie, které zpočátku zjistily, že vysokodávkovaný mannitol je účinný v případech vážného poranění hlavy, byly předmětem šetření zveřejněného v roce 2007. Přestože je u Dr. Julia Cruze uvedeno několik autorů, není jasné, zda autoři měli znalosti o tom, jak byli přijati pacienti. Federální univerzita v São Paulu, kterou dr. Cruz uvedl jako svou příslušnost, ho však nikdy nezaměstnala. V důsledku pochybností týkajících se Cruzovy práce, aktualizovaná verze Cochraneovy recenze vylučuje všechny studie Julia Cruze, takže zůstaly pouze 4 studie. Vzhledem k rozdílům ve výběru kontrolních skupin nebylo možné dospět k závěru o klinickém použití mannitolu.

Srovnávací stav

Viz také

Reference

externí odkazy

  • Média související s Mannitolem na Wikimedia Commons
  • "Mannitol" . Informační portál o drogách . Americká národní lékařská knihovna.