El manitol es un tipo de alcohol de azúcar que se utiliza como edulcorante y medicamento. [5] [6] Se utiliza como edulcorante bajo en calorías, ya que se absorbe mal en los intestinos . [5] Como medicamento, se utiliza para disminuir la presión en los ojos, como en el glaucoma , y para reducir el aumento de la presión intracraneal . [7] [8] [6] Médicamente, se administra mediante inyección o inhalación. [9] [10] Los efectos suelen comenzar en 15 minutos y duran hasta 8 horas. [9]
Los efectos secundarios comunes del uso médico incluyen problemas de electrolitos y deshidratación . [9] Otros efectos secundarios graves pueden incluir empeoramiento de la insuficiencia cardíaca y problemas renales . [9] [6] No está claro si su uso es seguro durante el embarazo . [9] El manitol pertenece a la familia de medicamentos diuréticos osmóticos y actúa extrayendo líquido del cerebro y los ojos. [9]
El descubrimiento del manitol se atribuye a Joseph Louis Proust en 1806. [11] Está en la Lista de Medicamentos Esenciales de la Organización Mundial de la Salud . [12] Originalmente se elaboraba a partir del fresno en flor y se lo llamaba maná debido a su supuesto parecido con el alimento bíblico. [13] [14] El manitol está en la lista de drogas prohibidas de la Agencia Mundial Antidopaje debido a las preocupaciones de que pueda enmascarar otras drogas. [15]
En los Estados Unidos, el manitol está indicado para la reducción de la presión intracraneal y el tratamiento del edema cerebral y la presión intraocular elevada. [3]
En la Unión Europea, el manitol está indicado para el tratamiento de la fibrosis quística (FQ) en adultos mayores de 18 años como terapia complementaria al mejor estándar de atención. [4]
El manitol se utiliza por vía intravenosa para reducir la presión intracraneal agudamente elevada hasta que se pueda aplicar un tratamiento más definitivo, [16] por ejemplo, después de un traumatismo craneal . Si bien la inyección de manitol es la base para tratar la presión alta en el cráneo después de una lesión cerebral grave, no es mejor que la solución salina hipertónica como tratamiento de primera línea. En los casos resistentes al tratamiento, la solución salina hipertónica funciona mejor. [17] Las infusiones intraarteriales de manitol pueden abrir transitoriamente la barrera hematoencefálica al interrumpir las uniones estrechas . [18] [19]
También puede utilizarse en ciertos casos de insuficiencia renal con baja producción de orina , disminución de la presión en el ojo , para aumentar la eliminación de ciertas toxinas y para tratar la acumulación de líquido . [9]
Se ha demostrado que el manitol intraoperatorio antes de la liberación de la pinza vascular durante el trasplante renal reduce la lesión renal posterior al trasplante, pero no se ha demostrado que reduzca el rechazo del injerto. [ cita médica necesaria ]
El manitol actúa como un laxante osmótico [3] [20] en dosis orales superiores a 20 g, [21] y a veces se vende como laxante para niños. [ cita requerida ]
Se ha propuesto el uso de manitol, cuando se inhala, como irritante bronquial como método alternativo de diagnóstico del asma inducido por el ejercicio . Una revisión sistemática de 2013 concluyó que la evidencia para apoyar su uso con este fin en este momento es insuficiente. [22]
El manitol se utiliza habitualmente en el circuito de cebado de una máquina cardiopulmonar durante la derivación cardiopulmonar . La presencia de manitol preserva la función renal durante los períodos de bajo flujo sanguíneo y presión, mientras el paciente está en derivación. La solución evita la hinchazón de las células endoteliales en el riñón, que de otro modo podría haber reducido el flujo sanguíneo a esta área y provocado daño celular.
El manitol también se puede utilizar para encapsular temporalmente un objeto afilado (como una hélice en un cable de un marcapasos artificial ) mientras pasa por el sistema venoso. Debido a que el manitol se disuelve fácilmente en la sangre, la punta afilada queda expuesta en su destino.
El manitol es también el fármaco de primera elección para tratar el glaucoma agudo en medicina veterinaria. Se administra en forma de solución al 20% por vía intravenosa. Deshidrata el humor vítreo y, por lo tanto, reduce la presión intraocular. Sin embargo, requiere una barrera hematoocular intacta para funcionar. [23]
El manitol aumenta la glucosa en sangre en menor medida que la sacarosa (por lo que tiene un índice glucémico relativamente bajo [24] ), por lo que se utiliza como edulcorante para personas con diabetes y en chicles . Aunque el manitol tiene un calor de disolución más alto que la mayoría de los alcoholes de azúcar, su solubilidad comparativamente baja reduce el efecto refrescante que se encuentra habitualmente en los caramelos de menta y chicles. Sin embargo, cuando el manitol se disuelve completamente en un producto, induce un fuerte efecto refrescante. [25] Además, tiene una higroscopicidad muy baja : no absorbe agua del aire hasta que el nivel de humedad es del 98%. Esto hace que el manitol sea muy útil como recubrimiento para caramelos duros, frutos secos y chicles, y a menudo se incluye como ingrediente en caramelos y chicles. [26] El agradable sabor y la sensación en boca del manitol también lo convierten en un excipiente popular para comprimidos masticables. [27]
El manitol se puede utilizar para formar un complejo con ácido bórico . Esto aumenta la fuerza ácida del ácido bórico, lo que permite una mayor precisión en el análisis volumétrico de este ácido. [28]
El manitol es el ingrediente principal del agar sal manitol , un medio de crecimiento bacteriano, y se utiliza en otros.
El manitol se utiliza como agente de corte [29] [30] en varias drogas que se consumen por vía intranasal ( inhaladas ), como la heroína y la cocaína . Una mezcla de manitol y fentanilo (o análogos del fentanilo ) en una proporción de 1:10 se etiqueta y se vende como "China white", un popular sustituto de la heroína. [ cita requerida ]
El manitol es un alcohol de azúcar que "tiene entre un 50 y un 70 por ciento del dulzor relativo del azúcar, lo que significa que se debe utilizar más para igualar el dulzor del azúcar. El manitol permanece en los intestinos durante mucho tiempo y, por lo tanto, a menudo causa hinchazón y diarrea". [31]
El manitol está contraindicado en personas con anuria , hipovolemia grave , congestión vascular pulmonar grave preexistente o edema pulmonar, síndrome del intestino irritable (SII) y sangrado intracraneal activo, excepto durante la craneotomía. [3]
Los efectos adversos incluyen hiponatremia y depleción de volumen que conducen a acidosis metabólica . [11]
El manitol es un isómero del sorbitol , otro alcohol de azúcar; los dos difieren solo en la orientación del grupo hidroxilo en el carbono 2. [25] Si bien son similares, los dos alcoholes de azúcar tienen fuentes en la naturaleza, puntos de fusión y usos muy diferentes.
El manitol se clasifica como un alcohol de azúcar , es decir, puede derivarse de un azúcar ( manosa ) por reducción. Otros alcoholes de azúcar incluyen el xilitol y el sorbitol .
El manitol se produce comúnmente a través de la hidrogenación de la fructosa, que se forma a partir del almidón o la sacarosa (azúcar de mesa común). Aunque el almidón es una fuente más barata que la sacarosa, la transformación del almidón es mucho más complicada. Finalmente, produce un jarabe que contiene aproximadamente un 42% de fructosa , un 52% de glucosa y un 6% de maltosa . La sacarosa simplemente se hidroliza en un jarabe de azúcar invertido , que contiene aproximadamente un 50% de fructosa. En ambos casos, los jarabes se purifican cromatográficamente para contener entre un 90 y un 95% de fructosa. Luego, la fructosa se hidrogena sobre un catalizador de níquel en una mezcla de isómeros sorbitol y manitol. El rendimiento es típicamente del 50%:50%, aunque las condiciones de reacción ligeramente alcalinas pueden aumentar ligeramente los rendimientos de manitol. [25]
El manitol es una de las moléculas de almacenamiento de energía y carbono más abundantes en la naturaleza, producida por una gran cantidad de organismos, entre los que se incluyen bacterias, levaduras, hongos, algas, líquenes y muchas plantas. [32] La fermentación por microorganismos es una alternativa a la síntesis industrial tradicional. Se ha descubierto una vía metabólica de fructosa a manitol , conocida como ciclo del manitol en hongos, en un tipo de alga roja ( Caloglossa leprieurii ), y es muy posible que otros microorganismos empleen vías similares. [33] Una clase de bacterias de ácido láctico , etiquetadas como heterofermentativas debido a sus múltiples vías de fermentación, convierten tres moléculas de fructosa o dos de fructosa y una de glucosa en dos moléculas de manitol y una molécula de ácido láctico , ácido acético y dióxido de carbono . Los jarabes de materia prima que contienen concentraciones medianas a grandes de fructosa (por ejemplo, jugo de anacardo , que contiene 55% de fructosa: 45% de glucosa ) pueden producir rendimientos de 200 g (7,1 oz) de manitol por litro de materia prima. Se están realizando más investigaciones, estudiando formas de diseñar vías de manitol aún más eficientes en bacterias de ácido láctico, así como el uso de otros microorganismos como levadura [32] y E. coli en la producción de manitol. Cuando se utilizan cepas de grado alimenticio de cualquiera de los microorganismos mencionados anteriormente, el manitol y el organismo en sí son directamente aplicables a los productos alimenticios, evitando la necesidad de una separación cuidadosa de los microorganismos y los cristales de manitol. Aunque este es un método prometedor, se necesitan pasos para ampliarlo a las cantidades necesarias a nivel industrial. [33]
Dado que el manitol se encuentra en una amplia variedad de productos naturales, incluidas casi todas las plantas, se puede extraer directamente de productos naturales, en lugar de síntesis químicas o biológicas. De hecho, en China, el aislamiento de las algas marinas es la forma más común de producción de manitol. [26] Las concentraciones de manitol en los exudados de las plantas pueden variar desde el 20% en las algas marinas hasta el 90% en el plátano . Es un componente de la palma enana americana ( Serenoa ). [34]
Tradicionalmente, el manitol se extrae mediante la extracción Soxhlet , utilizando etanol , agua y metanol para vaporizar y luego hidrólisis del material crudo. Luego, el manitol se recristaliza a partir del extracto, lo que generalmente da como resultado rendimientos de aproximadamente el 18% del producto natural original. Otro método de extracción es el uso de fluidos supercríticos y subcríticos . Estos fluidos se encuentran en una etapa tal que no existe diferencia entre las etapas líquida y gaseosa, por lo que son más difusivos que los fluidos normales. Se considera que esto los convierte en agentes de transferencia de masa mucho más efectivos que los líquidos normales. El fluido supercrítico o subcrítico se bombea a través del producto natural, y el producto, principalmente manitol, se separa fácilmente del solvente y de una cantidad mínima de subproducto.
Se ha demostrado que la extracción de hojas de olivo con dióxido de carbono supercrítico requiere menos disolvente por medida de hoja que una extracción tradicional: 141,7 g (5,00 oz) de CO2 frente a 194,4 g (6,86 oz) de etanol por 1 g (0,035 oz) de hoja de olivo. El agua subcrítica calentada y presurizada es incluso más barata y se ha demostrado que tiene resultados mucho mejores que la extracción tradicional. Requiere solo 4,01 g (0,141 oz) de agua por 1 g (0,035 oz) de hoja de olivo y da un rendimiento de 76,75% de manitol. Tanto las extracciones supercríticas como las subcríticas son más baratas, más rápidas, más puras y más respetuosas con el medio ambiente que la extracción tradicional. Sin embargo, las altas temperaturas y presiones de funcionamiento requeridas son motivo de vacilación en el uso industrial de esta técnica. [33]
A principios de la década de 1880, Julije Domac dilucidó la estructura del hexeno y el manitol obtenidos a partir del maná del Caspio . Determinó el lugar del doble enlace en el hexeno obtenido a partir del manitol y demostró que es un derivado de un hexeno normal. Esto también resolvió la estructura del manitol, que era desconocida hasta entonces. [35] [36] [37] [38]
Los tres estudios [39] [40] [41] que originalmente encontraron que el manitol en dosis altas era efectivo para tratar lesiones graves en la cabeza fueron objeto de una investigación. Publicada en 2007 después de la muerte del autor principal, el Dr. Julio Cruz, la investigación cuestionó si los estudios realmente se habían realizado. [42] Los coautores del artículo no pudieron confirmar la existencia de los pacientes del estudio, y la Universidad Federal de São Paulo, a la que Cruz se identificó como su afiliación, nunca lo había empleado. Como resultado de la duda en torno al trabajo de Cruz, una versión actualizada de la revisión Cochrane excluye todos los estudios de Julio Cruz, dejando solo cuatro estudios. [7] Debido a las diferencias en la selección de los grupos de control, no se ha llegado a una conclusión sobre el uso clínico del manitol.
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