Введение

Химическое соединение

К распространенным побочным эффектам при медицинском применении относятся нарушения электролитного баланса и обезвоживание. Входит в Список основных лекарственных средств Всемирной организации здравоохранения. Изначально его получали из цветущей ясеня и называли манной из-за предполагаемого сходства с библейской пищей. Маннитол включен в список запрещенных препаратов Всемирного антидопингового агентства в связи с опасениями, что он может маскировать другие препараты.

Медицинское применение

В Соединенных Штатах маннитол показан к применению для снижения внутричерепного давления и лечения отека головного мозга и повышенного внутриглазного давления. Маннитол вводят внутривенно для снижения остро возросшего внутричерепного давления до применения более радикальных методов лечения, например, после черепно-мозговой травмы. Хотя инъекция маннитола является основным методом лечения высокого давления в черепе после тяжелой травмы мозга, она не превосходит гипертонический раствор в качестве терапии первой линии. В случаях, устойчивых к лечению, гипертонический раствор действует эффективнее. Внутриартериальные инфузии маннитола могут временно открывать гематоэнцефалический барьер, нарушая плотные соединения. Его также можно использовать при некоторых случаях почечной недостаточности с низким диурезом, для снижения давления в глазу, увеличения выведения определенных токсинов и лечения задержки жидкости. Маннитол принимают внутрь в дозах более 20 г, и иногда его продают как слабительное для детей. Предлагалось использовать маннитол в ингаляциях в качестве бронхиального раздражителя как альтернативный метод диагностики астмы, вызванной физической нагрузкой. Систематический обзор 2013 года показал, что в настоящее время недостаточно доказательств для подтверждения его использования в этих целях. Маннитол обычно используется для заполнения контура аппарата искусственного кровообращения во время кардиопульмонального шунтирования. Присутствие маннитола поддерживает функцию почек в периоды низкого кровотока и давления, когда пациент находится на шунтировании. Раствор предотвращает отек эндотелиальных клеток почек, что в противном случае могло бы снизить кровоток в этой области и привести к повреждению клеток. Маннитол также можно использовать для временной изоляции острых предметов (например, спирали на электроде искусственного кардиостимулятора) во время их прохождения через венозную систему. Поскольку маннитол легко растворяется в крови, острый конец обнажается в месте назначения. Маннитол также является препаратом выбора для лечения острой глаукомы в ветеринарной медицине. Его вводят внутривенно в виде 20% раствора. Он обезвоживает стекловидное тело и, следовательно, снижает внутриглазное давление. Однако для его действия необходим неповрежденный гемоокулярный барьер.

Еда

Маннитол повышает уровень глюкозы в крови в меньшей степени, чем сахароза (имея относительно низкий гликемический индекс), поэтому используется в качестве подсластителя для людей с диабетом и в жевательных резинках. Хотя маннитол обладает большей теплотой растворения, чем большинство сахарных спиртов, его сравнительно низкая растворимость снижает охлаждающий эффект, обычно ощущаемый в мятных конфетах и жвачках. Однако, при полном растворении маннитола в продукте, он вызывает выраженный охлаждающий эффект. Приятный вкус и ощущение во рту, создаваемое маннитолом, также делает его популярным вспомогательным веществом для жевательных таблеток.

Аналитическая химия

Маннит может быть использован для образования комплекса с борной кислотой. Это повышает силу кислоты борной кислоты, обеспечивая более высокую точность при объемном анализе этой кислоты.

Другое

Маннит является основным ингредиентом маннитоловой солевой агара, среды для выращивания бактерий, и используется в других средах. Маннит используется как наполнитель в различных наркотических препаратах, употребляемых интраназально (вдыхаемых), таких как кокаин. Смесь маннита и фентанила (или аналогов фентанила) в соотношении 1:10 маркируется и продается как "Китайский белый" – популярный заменитель героина. Маннит – это сахарный спирт. Он обладает 50-70% относительной сладости сахара, что означает, что для достижения той же сладости, что и у сахара, требуется большее количество. Маннит долго задерживается в кишечнике и поэтому часто вызывает вздутие живота и диарею.

Противопоказания

Маннитол противопоказан людям с анурией, тяжелой гиповолемией, выраженной предсуществующей пульмональной сосудистой конгестией или отеком легких, синдромом раздраженного кишечника (СРК) и активным внутричерепным кровоизлиянием, за исключением случаев краниотомии. Хотя эти два сахарных спирта схожи, они имеют совершенно разные источники в природе, температуры плавления и области применения.

Производство

Маннит классифицируется как сахарный спирт, то есть он может быть получен из сахара (маннозы) путем восстановления. К другим сахарным спиртам относятся ксилит и сорбит. Маннит и сорбит – изомеры, отличающиеся лишь ориентацией гидроксильной группы у второго атома углерода.

Промышленный синтез

Маннит обычно получают путем гидрогенизации фруктозы, которая образуется из крахмала или сахарозы (обычного столового сахара). Хотя крахмал является более дешевым источником, чем сахароза, превращение крахмала намного сложнее. В итоге получается сироп, содержащий около 42% фруктозы, 52% глюкозы и 6% мальтозы. Сахарозу просто гидролизуют до инвертного сахарного сиропа, содержащего около 50% фруктозы. В обоих случаях сиропы хроматографически очищают до содержания 90–95% фруктозы. Затем фруктозу гидрогенизируют в присутствии никелевого катализатора до смеси изомеров сорбитола и маннитола. Выход обычно составляет 50%:50%, хотя слабощелочные условия реакции могут незначительно увеличить выход маннитола. Ферментация микроорганизмами является альтернативой традиционному промышленному синтезу. Метаболический путь от фруктозы к маннитолу, известный как цикл маннитола у грибов, был обнаружен у одного вида красных водорослей (Caloglossa leprieurii), и вполне возможно, что другие микроорганизмы используют аналогичные пути. Класс молочнокислых бактерий, классифицируемых как гетероферментативные из-за их множественных путей ферментации, превращают либо три молекулы фруктозы, либо две молекулы фруктозы и одну молекулу глюкозы в две молекулы маннитола и по одной молекуле молочной, уксусной кислот и углекислого газа. Сырьевые сиропы, содержащие средние или высокие концентрации фруктозы (например, сок из плодов кешью, содержащий 55% фруктозы и 45% глюкозы), могут давать выход маннитола на литр сырья. Ведутся дальнейшие исследования, направленные на разработку более эффективных путей синтеза маннитола в молочнокислых бактериях, а также на использование других микроорганизмов, таких как дрожжи.

Традиционно маннит извлекают экстракцией по Сокслету с использованием этанола, воды и метанола для паровой дистилляции, а затем гидролиза сырого материала. Затем маннит перекристаллизовывают из экстракта, что обычно дает выход около 18% от исходного природного продукта. Другой метод экстракции – использование сверхкритических и субкритических жидкостей. Эти жидкости находятся в состоянии, когда нет различий между жидкой и газовой фазами, поэтому они более диффузионноспособны, чем обычные жидкости. Считается, что это делает их гораздо более эффективными агентами массопереноса, чем обычные жидкости. Сверх- или субкритическая жидкость прокачивается через природный продукт, и продукт, состоящий в основном из маннитола, легко отделяется от растворителя и незначительного количества побочных продуктов. Показано, что сверхкритическая экстракция диоксидом углерода из оливковых листьев требует меньше растворителя на единицу массы листьев, чем традиционная экстракция – CO2 против этанола на один оливковый лист. Нагретая и находящаяся под давлением субкритическая вода еще дешевле и демонстрирует значительно лучшие результаты, чем традиционная экстракция. Для этого требуется всего вода на оливковый лист, и выход составляет 76,75% маннитола. Как сверхкритическая, так и субкритическая экстракция дешевле, быстрее, чище и экологичнее традиционной экстракции. Однако высокие рабочие температуры и давления, необходимые для этих процессов, вызывают опасения в отношении их промышленного применения.