Մանիտոլ

Մանիտոլ, ածխաջրատային ալկոհոլ, որն օգտագործվում է որպես քաղցրացուցիչ և դեղամիջոց^[1][2]։ Կիրառվում է որպես ցածր կալորիականությամբ քաղցրացուցիչ, քանի որ այն վատ է ներծծվում աղիքների կողմից^[1]։ Որպես դեղամիջոց՝ օգտագործվում է աչքերում ճնշումը նվազեցնելու համար՝ գլաուկոմայի դեպքում և ներգանգային ճնշումը ինջեցնելու նպատակով^[2][3]։ Կիրառվում է ներերակային ներմուծման և ինհալյացիայի միջոցով^[4][5]։ Ազդեցությունը սովորաբար սկսվում է 15 րոպեից և տևում մինչև 8 ժամ^[4]։

Մանիտոլ
Կլինիկական տվյալներ
Վաճառքային անվանումներ	Osmitrol, Bronchitol
Նույնացուցիչներ
CAS համար	69-65-8
PubChem CID	6251
DrugBank	DB00742
E number	E421 (thickeners, ...)
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID1023235
ECHA InfoCard	100.000.647
դ ք խ

Կողմնակի ազդեցություններից են էլեկտրոլիտային խանգարումները և դեհիդրատացիան (ջրազրկում)^[4]։ Այլ լուրջ խնդիրներից են սրտային և երիկամային անբավարարությունները^[2][4]։ Դեռ պարզ չէ հղիության ընթացքում կիրառությունը անվտանգ է թե ոչ^[4]։ Մանիտոլը պատկանում է օսմոտիկ միզամուղ դեղամիջոցների շարքին^[4]։

Մանիտոլը հայտնաբերել է Ջոզեֆ Լուի Պրուստին 1806 թվականին^[6]։ Առողջապահության համաշխարհային կազմակերպության հիմնական դեղամիջոցների ցանկում է^[7]։ Ի սկզբանե դեղորայքը պատրաստվում էր հացենի սպիտակից և կոչվում էր մանանա՝ աստվածաշնչյան սննդի հետ նմանության պատճառով^[8][9]։ Մանիտոլը ընդգրկվել է Համաշխարհային հակադոպինգային գործակալության արգելված դեղերի ցանկում․ մտավախություն կա, որ այն կարող է քողարկել այլ դեղամիջոցների կիրառումը^[10]։

Կիրառումներ

Մանիտոլի 15 %-ոց լուծույթը ներերակային օգտագործման համար։

Միացյալ Նահանգներում մանիտոլը կիրառվում է ներգանգային և ներակնային ճնշման նվազեցման, ինչպես նաև ուղեղի այտուցի ժամանակ։

Եվրոպական միությունում մանիտոլը ցուցված է 18 տարեկան և բարձր տարիքի մեծահասակների մոտ մուկովիսցիդոզի բուժման համար^[11]։

Մանիտոլն օգտագործվում է ներերակային տարբերակով սուր բարձրացած ներգանգային ճնշումը նվազեցնելու համար, օրինակ՝ գլխի վնասվածքի ժամանակ, մինչև այլ դեղամիջոցների կիրառումը^[12]։ Թեև մանիտոլի կիրառումը գլխուղեղի վնասվածքից հետո ներգանգային ճնշումը իջեցնելու հիմնական միջոցն է, սակայն հիպերտոնիկ ֆիզիոլոգիական լուծույթը համարվում է առաջին գծի դեղամիջոց։ Քանի որ բուժման կայուն դեպքերում հիպերտոնիկ ֆիզիոլոգիական լուծույթն ավելի լավ է գործում^[13]։ Մանիտոլի ներզարկերակային ներարկումները կարող են ժամանակավոր բացել արյուն-ուղեղային պատնեշը՝ խաթարելով ամուր հանգույցները^[14][15]։

Օգտագործվում է նաև այտուցների և երիկամային անբավարարության ժամանակ, որն ուղեկցվում է մեզի արտահոսքի նվազմամբ։ Մանիտոլը նվազեցնում է ներակնային ճնշումը և արագացնում է թունավոր նյութերի արտազատումը^[4]։

Հետազոտությունների արդյունքում պարզ է դարձել, որ մանիտոլի օգտագործումը երիկամների փոխպատվաստման ժամանակ նվազեցնում է երիկամի վնասումը փոխպատվաստումից, բայց չի նվազեցնում փոխպատվաստված օրգանի մերժման հավանականությունը։

Մանիտոլը գործում է որպես օսմոտիկ լուծողական^[16] 20 գրամից ավել չափաբաժիններով^[17] և երբեմն վաճառվում է որպես լուծողական երեխաների համար։

Առաջարկվել է մանիտոլի օգտագործումը ասթմայի ժամանակ ինհալացիայի տարբերակով։ Սակայն, ըստ 2013 թվականի կատարած աշխատանքների, հաստատվել է, որ մանիտոլի օգտագործումն ասթմայի ժամանակ նպատակահարմար չէ^[18]։

Մանիտոլը սովորաբար օգտագործվում է արյան արհեստական շրջանառության ժամանակ։ Կարգավորում է երիկամային ֆունկցիան արյան քիչ հոսքի և ցածր ճնշման պայմաններում։ Լուծույթը կանխում է էնդոթելային բջիջների այտուցի առաջացումը երիկամներում։

Մանիտոլը նաև գլաուկոմայի բուժման առաջին ընտրված դեղամիջոցն է անասնաբուժության մեջ։ Կիրառվում է 20 %-ոց լուծույթը ներերակային տարբերակով։ Այն ջրազրկում է ապակենման մարմինը և հետևաբար նվազեցնում է ներակնային ճնշումը^[19]։

Սնունդ

Մանիտոլն ավելի քիչ է բարձրացնում արյան մեջ գլյուկոզան, քան սախարոզը (այդպիսով ունենալով համեմատաբար ավելի ցածր գլիկեմիկ ինդեքս), ուստի այն օգտագործվում է որպես քաղցրացուցիչ շաքարախտով հիվանդ մարդկանց համար։ Թեև մանիտոլն այլ ածխաջրատային սպիրտների հետ համեմատած ունի լուծելիության ավելի բարձր ջերմաստիճան, այն ունի սառեցնող էֆեկտ, որը սովորաբար հանդիպում է անանուխի կոնֆետներում և մաստակներում^[20]։ Նաև ունի շատ ցածր հիգրոսկոպիկություն (դա այն հատկությունն է, երբ որոշ նյութեր ստիպված են կլանել կամ դուրս մղել ջրի մոլեկուլները շրջակա միջավայրից կամ դրանցից դուրս), օդից ջուրը չի կլանում նույնիսկ 98 % խոնավության պայմաններում։ Այս հատկությունը մանիտոլին շատ կիրառելի է դարձնում որպես կոշտ կոնֆետների, չորացրած մրգերի և մաստակների ծածկույթների բաղադրիչ^[21]։ Մանիտոլը մաստակներում տարածված օժանդակ նյութ է^[22]։

Անալիտիկ քիմիա

Մանիտոլը կարող է օգտագործվել բորաթթվի հետ միասին։ Սա մեծացնում է բորաթթվի թթվային ուժը, ինչը թույլ է տալիս ավելի ճշգրիտ լինել թթվի ծավալային վերլուծության մեջ^[23]։

Այլ

Մանիտոլը մանիտոլային ագարի հիմնական բաղադրիչն է, որը բակտերիաների աճի միջավայր է հանդիսանում։

Մանիտոլի և ֆենտանիլի (կամ ֆենտանիլի անալոգների) խառնուրդը 1:10 հարաբերակցությամբ վաճառվում է «China white» անվամբ, որը հերոինի հայտնի փոխարինող է^[24]։

Հակացուցումներ

Մանիտոլը հակացուցված է ծանր հիպովոլեմիայով, անուրիայով (անմիզություն), նախկինում թոքային այտուցով հիվանդացած, գրգռված աղիքի համախտանիշով (IBS) և ներգանգային արյունահոսություն ունեցող մարդկանց։

Անբարենպաստ ազդեցություններից են հիպոնատրեմիան և շրջանառող արյան ծավալի նվազումը, ինչը հանգեցնում է մետաբոլիկ ացիդոզի^[6]։

Քիմիա

Մանիտոլը սորբիտոլի իզոմեր է, այս երկուսը տարբերվում են միայն ածխածնի 2-ի վրա հիդրօքսիլ խմբի տեղակայմամբ^[25]։ Չնայած այս երկու ածխաջրատային սպիրտները նման են, սակայն բնության մեջ ունեն տարբեր ծագում և հալման ջերմաստիճան։

Արտադրությունը

Մանիտոլը դասակարգվում է որպես ածխաջրատային ալկոհոլ, այսինքն այն ստացվում է ածխաջրատից (մանոզից)։ Այլ ածխաջրատային սպիրտներ ներառում են քսիլիտոլ և սորբիտոլ^[20]։

Արդյունաբերական սինթեզ

Մանիտոլը սովորաբար արտադրվում է ֆրուկտոզայի հիդրոգենացման միջոցով, որը ձևավորվում է օսլայից կամ սախարոզից։ Չնայած նրան, որ օսլան ավելի մատչելի աղբյուր է, քան սախարոզը, օսլայի փոխակերպումը շատ ավելի բարդ է։ Ի վերջո, ստացվում է օշարակ, որը պարունակում է մոտ 42% ֆրուկտոզա, 52% գլյուկոզա և 6% մալթոզա։ Իսկ սախարոզի դեպքում օշարակի մեջ պարունակվում է մոտ 50% ֆրուկտոզա։ Երկու դեպքում էլ օշարակները քրոմատոգրաֆիկորեն մաքրվում են՝ 90–95% ֆրուկտոզա պարունակելու համար։ Այնուհետև ֆրուկտոզան հիդրոգենացվում է նիկելի կատալիզատորի վրա և վերածվում սորբիտոլի և մանիտոլի խառնուրդի^[20]։

Կենսասինթեզ

Մանիտոլը բնության մեջ էներգիայի և ածխածնի կուտակման ամենաառատ նյութերից մեկն է, որն արտադրվում է բազմաթիվ օրգանիզմների կողմից՝ ինչպիսիք են բակտերիաները, խմորասնկերը, սնկերը, ջրիմուռները և շատ բույսեր^[26]։ Միկրոօրգանիզմների կողմից խմորումը արդյունաբերական սինթեզի այլընտրանք է։ Սնկերում ֆրուկտոզա-մանիտոլ նյութափոխանակության ուղին, որը հայտնի է որպես մանիտոլային ցիկլ, հայտնաբերվել է նաև կարմիր ջրիմուռներում՝ (Caloglossa leprieurii)^[27]։ Կաթնաթթվային բակտերիաների դասը բազմաթիվ ֆերմենտացման ուղիների պատճառով, փոխակերպում են կամ երեք ֆրուկտոզայի, կամ երկու ֆրուկտոզայի և մեկ գլյուկոզա, երկու մանիտոլ, և մեկական մոլեկուլ՝ կաթնաթթվի, քացախաթթվի և ածխաթթու գազի: Միջին և մեծ կոնցենտրացիաներով ֆրուկտոզա պարունակող հումքի օշարակները (օրինակ՝ հնդկական խնձորի հյութ, որը պարունակում է 55% ֆրուկտոզա, 45% գլյուկոզա) կարող են արտադրել 200 գ մանիտոլ մեկ լիտր հումքի համար։ Հետագա հետազոտությունները անցկացվում են՝ ուսումնասիրելով կաթնաթթվային բակտերիաներում մանիտոլի ավելի արդյունավետ ուղիներ ստեղծելու համար, ինչպես նաև այլ միկրոօրգանիզմների օգտագործումը՝ խմորասնկեր^[26] և աղիքային ցուպիկ^[27]։

Բնական արդյունահանում

Քանի որ մանիտոլը հայտնաբերված է մի շարք բնական հումքերում, ներառյալ գրեթե բոլոր բույսերը, այն կարելի է ուղղակիորեն արտադրել բնական հումքերից, այլ ոչ թե քիմիական կամ կենսաբանական նյութերից։ Փաստորեն, Չինաստանում մանիտոլի արտադրության ամենատարածված հումքը ջրիմուռներն են^[21]։ Բույսերում մանիտոլի կոնցենտրացիաները կարող են տատանվել 20%, ծովային ջրիմուռներում՝ մինչև 90%^[28]։

Մանիտոլն արտադրվում է Սոքսլետի արդյունահանմամբ՝ օգտագործելով էթանոլ, ջուր և մեթանոլ՝ գոլորշու համար։ Այնուհետև մանիտոլը վերաբյուրեղացվում է էքստրակտից, ինչը սովորաբար կազմում է սկզբնական բնական արտադրանքի մոտ 18%-ը։ Արտադրման մեկ այլ եղանակ է գերկրիտիկական և ենթակրիտիկական հեղուկների օգտագործումը։ Այս հեղուկներն այնպիսի փուլում են, որ ոչ մի տարբերություն չկա հեղուկի և գազային փուլերի միջև, ուստի ավելի դիֆուզիոն են, քան սովորական հեղուկները։ Համարվում է, որ դա նրանց զանգվածային փոխանցումը շատ ավելի արդյունավետ է դարձնում, քան սովորական հեղուկներինը։

Ձիթապտղի տերևների գերկրիտիկական ածխածնի երկօքսիդի արդյունահանումը պահանջում է ավելի քիչ լուծիչ յուրաքանչյուր տերևի համար, քան ավանդական արդյունահանումը` 141,7 գ, CO2՝ 194,4 գ, էթանոլ՝ 1 գ։ Ենթակրիտիկական ջուրն ավելի մատչելի է, և ցույց է տրված, որ այն ունի ավելի մեծ արդյունքներ, քան ավանդական արդյունահանումը։ Այն պահանջում է ընդամենը 4,01 գ ջուր, ձիթապտղի տերևի 1 գ համար և տալիս է 76,75% մանիտոլ։ Ե՛վ գերկրիտիկական, և՛ ենթակրիտիկական արդյունահանումները ավելի մատչելի են, արագ, մաքուր և էկոլոգիապես մաքուր, քան ավանդական արդյունահանումը։ Այնուամենայնիվ, պահանջվող բարձր աշխատանքային ջերմաստիճանները և ճնշումներն այս տեխնիկայի արդյունաբերական կիրառման մեջ տատանվելու պատճառ են հանդիսանում^[27]։

Պատմություն

Ջուլիե Դոմակը պարզաբանել է հացենի սպիտակից ստացված հեքսենի և մանիտոլի կառուցվածքը։ Նա որոշել է կրկնակի կապի տեղակայումը մանիտոլից ստացված հեքսենում և ապացուցել, որ այն նորմալ հեքսենի ածանցյալ է։ Դրանով լուծվել է նաև մանիտոլի կառուցվածքը, որը մինչ այդ անհայտ էր^{[29][30][31][32]}։

Հակասություն

Երեք ուսումնասիրությունները, որոնք ի սկզբանե գտել էին մանիտոլի բարձր չափաբաժինների արդյունավետությունը գլխի ծանր վնասվածքների բուժման համար, հետազոտության հիմք էին հանդիսանում։ Քանի որ 2007 թվականին գլխավոր հեղինակ դոկտոր Խուլիո Կրուզի մահից հետո հետաքննությունը կասկածի տակ էր դրել՝ արդյոք ուսումնասիրություններն իրականում տեղի են ունեցել, թե ոչ^{[3][33][34][35][36]}։

Ծանոթագրություններ

1. Varzakas T, Labropoulos A, Anestis S (2012). Sweeteners: Nutritional Aspects, Applications, and Production Technology (անգլերեն). CRC Press. էջեր 59–60. ISBN 9781439876732. Արխիվացված օրիգինալից 2017 թ․ սեպտեմբերի 10-ին.
2. World Health Organization (2009). Stuart MC, Kouimtzi M, Hill SR (eds.). WHO Model Formulary 2008. World Health Organization. էջ 332. hdl:10665/44053. ISBN 9789241547659.
3. Wakai A, McCabe A, Roberts I, Schierhout G (2013 թ․ օգոստոս). «Mannitol for acute traumatic brain injury». The Cochrane Database of Systematic Reviews. 2013 (8): CD001049. doi:10.1002/14651858.CD001049.pub5. PMC 7050611. PMID 23918314.
4. «Mannitol». The American Society of Health-System Pharmacists. Արխիվացված օրիգինալից 2015 թ․ մայիսի 26-ին. Վերցված է 2015 թ․ հունվարի 8-ին.
5. «BRONCHITOL® (mannitol) inhalation powder Patient Site». bronchitol.com.
6. Kremers E, Sonnedecker G (1986). Kremers and Urdang's History of Pharmacy (անգլերեն). Amer. Inst. History of Pharmacy. էջ 360. ISBN 9780931292170. Արխիվացված օրիգինալից 2017 թ․ սեպտեմբերի 10-ին.
7. World Health Organization (2019). World Health Organization model list of essential medicines: 21st list 2019. Geneva: World Health Organization. hdl:10665/325771. WHO/MVP/EMP/IAU/2019.06. License: CC BY-NC-SA 3.0 IGO.
8. Cottrell JE, Patel P (2016). Cottrell and Patel's Neuroanesthesia (անգլերեն). Elsevier Health Sciences. էջ 160. ISBN 9780323461122.
9. Bardal S, Waechter J, Martin D (2010). Applied Pharmacology (անգլերեն). Elsevier Health Sciences. էջ 411. ISBN 978-1437735789.
10. «THE 2017 PROHIBITED LIST INTERNATIONAL STANDARD» (PDF). 2017 թ․ հունվար. էջ 5. Վերցված է 2018 թ․ հուլիսի 7-ին.
11. «Bronchitol EPAR». European Medicines Agency (EMA). 2018 թ․ սեպտեմբերի 17. Վերցված է 2020 թ․ հոկտեմբերի 28-ին. Text was copied from this source which is © European Medicines Agency. Reproduction is authorized provided the source is acknowledged.
12. «Mannitol (Intravenous Route)». Mayo Clinic.
13. Gu, J., Huang, H., Huang, Y. et al. Hypertonic saline or mannitol for treating elevated intracranial pressure in traumatic brain injury: a meta-analysis of randomized controlled trials. Neurosurg Rev 42, 499–509 (2019). https://doi.org/10.1007/s10143-018-0991-8
14. Rapoport SI (2000 թ․ ապրիլ). «Osmotic opening of the blood-brain barrier: principles, mechanism, and therapeutic applications». Cellular and Molecular Neurobiology. 20 (2): 217–230. doi:10.1023/a:1007049806660. PMID 10696511. S2CID 20258642.
15. Linville RM, DeStefano JG, Sklar MB, Chu C, Walczak P, Searson PC (2020 թ․ հուլիս). «Modeling hyperosmotic blood-brain barrier opening within human tissue-engineered in vitro brain microvessels». Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 40 (7): 1517–1532. doi:10.1177/0271678X19867980. PMC 7308510. PMID 31394959. S2CID 199507024.
16. «Select Committee on GRAS Substances (SCOGS) Opinion: Mannitol». FDA.gov. 2013 թ․ ապրիլ. Արխիվացված է օրիգինալից 2014 թ․ հոկտեմբերի 22-ին.
17. Ellis FW, Krantz JC (1941). «Sugar alcohols: XXII. Metabolism and toxicity studies with mannitol and sorbitol in man and animals». J. Biol. Chem. 141: 147–154. doi:10.1016/S0021-9258(18)72829-9. Արխիվացված օրիգինալից 2017 թ․ սեպտեմբերի 10-ին.
18. Stickland MK, Rowe BH, Spooner CH, Vandermeer B, Dryden DM (2011 թ․ սեպտեմբեր). «Accuracy of eucapnic hyperpnea or mannitol to diagnose exercise-induced bronchoconstriction: a systematic review». Annals of Allergy, Asthma & Immunology. 107 (3): 229–34.e8. doi:10.1016/j.anai.2011.06.013. PMID 21875541.
19. Veterinary Class Notes, Ophthalmology, The Ohio State University, provided by David Wilkie, DVM, DACVO
20. Kearsley MW, Deis RC (2006). «Sorbitol and Mannitol». Sweeteners and Sugar Alternatives in Food Technology. Wiley-Blackwell. էջեր 249–261. ISBN 0470659688.
21. Lawson P (2007). Mannitol. Blackwell Publishing Ltd. էջեր 219–225.
22. Weiner ML, Kotkoskie LA (1999). Excipient Toxicity and Safety. էջեր 370. ISBN 9780824782108.
23. Belcher R, Nutten AJ (1960). Quantitative Inorganic Analysis (2nd ed.). London, UK: Butterworths. էջ 194.
24. «Cut the Shit». 2005 թ․ դեկտեմբեր. Արխիվացված օրիգինալից 2016 թ․ սեպտեմբերի 27-ին. Վերցված է 2017 թ․ սեպտեմբերի 4-ին.
25. Kearsley MW, Deis RC (2006). «Sorbitol and Mannitol». Sweeteners and Sugar Alternatives in Food Technology. Ames: Oxford. էջեր 249–261.{{cite book}}: CS1 սպաս․ location missing publisher (link)
26. Song SH, Vieille C (2009 թ․ օգոստոս). «Recent advances in the biological production of mannitol». Applied Microbiology and Biotechnology. 84 (1): 55–62. doi:10.1007/s00253-009-2086-5. PMID 19578847. S2CID 42103028.
27. Ghoreishi SM, Shahrestani RG (2009). «Innovative strategies for engineering mannitol production». Trends in Food Science & Technology. 20 (6–7): 263–270. doi:10.1016/j.tifs.2009.03.006.
28. Wagner H, Flachsbarth H, Vogel G (1981 թ․ մարտ). «[A New Antiphlogistic Principle from Sabal serrulata, II]». Planta Medica. 41 (3): 252–8. doi:10.1055/s-2007-971711. PMID 17401849.
29. Inić S, Kujundžić N (2011). «The first independent pharmacognosy institute in the world and its founder Julije Domac (1853–1928)». Die Pharmazie (գերմաներեն). 66 (6): 720–726. PMID 22026131.
30. Domac J (1881). «Über das Hexylen aus Mannit». Sitzungsberichte der Kaiserlichen Akademie der Wissenschaften, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Classe (գերմաներեն). 23: 1038–1051.
31. Domac J (1881). «Über das Hexylen aus Mannit». Monatshefte für Chemie (գերմաներեն). 2: 309–322. doi:10.1007/BF01516516. S2CID 94940823.
32. Domac J (1882). «II. Ueber die Einwirkung der Unterchlorsäure auf Hexylen». Justus Liebig's Annalen der Chemie (գերմաներեն). 213: 124–132. doi:10.1002/jlac.18822130107.
33. Cruz J, Minoja G, Okuchi K (2001 թ․ հոկտեմբեր). «Improving clinical outcomes from acute subdural hematomas with the emergency preoperative administration of high doses of mannitol: a randomized trial». Neurosurgery. 49 (4): 864–71. doi:10.1097/00006123-200110000-00016. PMID 11564247. S2CID 43880412.
34. Cruz J, Minoja G, Okuchi K (2002 թ․ սեպտեմբեր). «Major clinical and physiological benefits of early high doses of mannitol for intraparenchymal temporal lobe hemorrhages with abnormal pupillary widening: a randomized trial». Neurosurgery. 51 (3): 628–37, discussion 637–8. doi:10.1097/00006123-200209000-00006. PMID 12188940. S2CID 20678448.
35. Cruz J, Minoja G, Okuchi K, Facco E (2004 թ․ մարտ). «Successful use of the new high-dose mannitol treatment in patients with Glasgow Coma Scale scores of 3 and bilateral abnormal pupillary widening: a randomized trial». Journal of Neurosurgery. 100 (3): 376–83. doi:10.3171/jns.2004.100.3.0376. PMID 15035271.
36. Roberts I, Smith R, Evans S (2007 թ․ փետրվար). «Doubts over head injury studies». BMJ. 334 (7590): 392–4. doi:10.1136/bmj.39118.480023.BE. PMC 1804156. PMID 17322250.