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 los intestinos lo absorben mal . [5] Como medicamento, se usa para disminuir la presión en los ojos, como en el glaucoma , y para disminuir el aumento de la presión intracraneal . [7] [6] Médicamente, se administra mediante inyección o inhalación. [8] [9] Los efectos suelen comenzar en 15 minutos y duran hasta 8 horas. [8]
Los efectos secundarios comunes del uso médico incluyen problemas de electrolitos y deshidratación . [8] Otros efectos secundarios graves pueden incluir empeoramiento de la insuficiencia cardíaca y problemas renales . [8] [6] No está claro si su uso es seguro durante el embarazo . [8] El manitol pertenece a la familia de medicamentos diuréticos osmóticos y actúa extrayendo líquido del cerebro y los ojos. [8]
El descubrimiento del manitol se atribuye a Joseph Louis Proust en 1806. [10] Está en la Lista de medicamentos esenciales de la Organización Mundial de la Salud . [11] Originalmente se elaboraba a partir de la ceniza en flor y se llamaba maná debido a su supuesto parecido con el alimento bíblico. [12] [13] El manitol está en la lista de drogas prohibidas de la Agencia Mundial Antidopaje debido a la preocupación de que pueda enmascarar otras drogas. [14]
En 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 de 18 años o más como terapia complementaria al mejor estándar de atención. [4]
El manitol se usa por vía intravenosa para reducir el aumento agudo de la presión intracraneal hasta que se pueda aplicar un tratamiento más definitivo, [15] por ejemplo, después de un traumatismo craneoencefálico . 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. [16] Las infusiones intraarteriales de manitol pueden abrir transitoriamente la barrera hematoencefálica al alterar las uniones estrechas . [17] [18]
También puede usarse para 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 . [8]
Se ha demostrado que el manitol intraoperatorio antes de la liberación de la pinza vascular durante el trasplante renal reduce la lesión renal postrasplante, pero no se ha demostrado que reduzca el rechazo del injerto. [ cita médica necesaria ]
El manitol actúa como laxante osmótico [3] [19] en dosis orales superiores a 20 g, [20] y en ocasiones se vende como laxante para niños. [ cita necesaria ]
Se ha propuesto el uso de manitol, cuando se inhala, como irritante bronquial como método alternativo de diagnóstico del asma inducida por el ejercicio . Una revisión sistemática de 2013 concluyó que la evidencia que respalda su uso para este propósito en este momento es insuficiente. [21]
El manitol se utiliza comúnmente en el circuito principal de una máquina de circulación extracorpórea durante la circulación extracorpórea . La presencia de manitol preserva la función renal durante los momentos de bajo flujo sanguíneo y presión, mientras el paciente está en bypass. La solución previene la inflamación de las células endoteliales en el riñón, que de otro modo podrían haber reducido el flujo sanguíneo a esta área y provocar daño celular.
El manitol también se puede utilizar para encapsular temporalmente un objeto punzante (como una hélice en un cable de un marcapasos artificial ) mientras pasa a través del 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 primer fármaco de elección para tratar el glaucoma agudo en medicina veterinaria. Se administra como solución al 20% por vía intravenosa. Deshidrata el humor vítreo y, por tanto, disminuye la presión intraocular. Sin embargo, requiere una barrera hemato-ocular intacta para funcionar. [22]
El manitol aumenta la glucosa en sangre en menor medida que la sacarosa (por lo que tiene un índice glucémico relativamente bajo [23] ), por lo que se utiliza como edulcorante para personas con diabetes y en chicles . Aunque el manitol tiene un calor de solución más alto que la mayoría de los alcoholes de azúcar, su solubilidad comparativamente baja reduce el efecto refrescante que generalmente se encuentra en los caramelos y chicles de menta. Sin embargo, cuando el manitol se disuelve completamente en un producto, induce un fuerte efecto refrescante. [24] Además, tiene una higroscopicidad muy baja : no recoge 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. [25] El agradable sabor y sensación en la boca del manitol también lo convierte en un excipiente popular para las tabletas masticables. [26]
El manitol se puede utilizar para formar un complejo con el ácido bórico . Esto aumenta la fuerza ácida del ácido bórico, lo que permite una mayor precisión en el análisis volumétrico de este ácido. [27]
El manitol es el ingrediente principal del agar manitol con sal , un medio de crecimiento bacteriano, y se utiliza en otros.
El manitol se utiliza como agente cortante [28] en diversas drogas que se utilizan por vía intranasal ( inhaladas ), como la cocaína . Una mezcla de manitol y fentanilo (o análogos de fentanilo ) en una proporción de 1:10 se etiqueta y se vende como "blanco chino", un popular sustituto de la heroína. [ cita necesaria ]
El manitol es un alcohol de azúcar. "El manitol tiene entre un 50 y un 70 por ciento del dulzor relativo del azúcar, lo que significa que se debe usar 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". <https://www.ynhh.org/services/nutrition/sugar-alcohol#:~:text=Mannitol%20has%2050%2D70%20percent,naturally%20in%20fruits%20and%20vegetables.>
El manitol está contraindicado en personas con anuria , hipovolemia grave , congestión vascular pulmonar grave preexistente o edema pulmonar, síndrome del intestino irritable (SII) y hemorragia intracraneal activa, excepto durante la craneotomía. [3]
Los efectos adversos incluyen hiponatremia y depleción de volumen que conducen a acidosis metabólica . [10]
El manitol es un isómero del sorbitol , otro alcohol de azúcar; los dos difieren sólo en la orientación del grupo hidroxilo en el carbono 2. [29] Si bien son similares, los dos alcoholes de azúcar tienen fuentes de 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 ) mediante reducción. Otros alcoholes de azúcar incluyen el xilitol y el sorbitol . Manitol y sorbitol son isómeros , la única diferencia es la orientación del grupo hidroxilo en el carbono 2. [24]
El manitol se produce comúnmente mediante la hidrogenación de fructosa, que se forma a partir de almidón o 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, se obtiene 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 para obtener una mezcla de isómeros sorbitol y manitol. El rendimiento suele ser del 50%:50%, aunque las condiciones de reacción ligeramente alcalinas pueden aumentar ligeramente los rendimientos de manitol. [24]
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, incluidas bacterias, levaduras, hongos, algas, líquenes y muchas plantas. [30] 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 los hongos, en un tipo de alga roja ( Caloglossa leprieurii ), y es muy posible que otros microorganismos empleen vías similares. [31] Una clase de bacterias del ácido láctico , denominadas 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 , otra de ácido acético y otra de dióxido de carbono. . Los jarabes de materia prima que contienen concentraciones medias 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 del ácido láctico, así como el uso de otros microorganismos como la levadura [30] y E. coli en la producción de manitol. Cuando se utilizan cepas de calidad alimentaria de cualquiera de los microorganismos antes mencionados, el manitol y el propio organismo son directamente aplicables a los productos alimenticios, evitando la necesidad de una separación cuidadosa de los cristales de microorganismos y manitol. Aunque se trata de un método prometedor, se necesitan medidas para ampliarlo hasta las cantidades necesarias a nivel industrial. [31]
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. [25] Las concentraciones de manitol en los exudados de las plantas pueden variar desde el 20% en las algas hasta el 90% en el plátano . Es un constituyente de la palma enana americana ( Serenoa ). [32]
Tradicionalmente, el manitol se extrae mediante extracción Soxhlet , utilizando etanol , agua y metanol para vaporizar y luego hidrólisis del material crudo. Luego se recristaliza el manitol 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 difusos que los fluidos normales. Se considera que esto los convierte en agentes de transferencia de masa mucho más eficaces 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 disolvente y de la mínima cantidad de subproducto.
Se ha demostrado que la extracción supercrítica de hojas de olivo con dióxido de carbono requiere menos disolvente por medida de hoja que una extracción tradicional: 141,7 g (5,00 oz) de CO 2 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 dramáticamente mejores que la extracción tradicional. Requiere sólo 4,01 g (0,141 oz) de agua por 1 g (0,035 oz) de hoja de olivo y da un rendimiento del 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 motivos de dudas en el uso industrial de esta técnica. [31]
Julije Domac aclaró la estructura del hexeno y el manitol obtenidos del maná del Caspio . Determinó el lugar del doble enlace en el hexeno obtenido del manitol y demostró que es un derivado de un hexeno normal. Esto también resolvió la estructura del manitol, que hasta entonces era desconocida. [33] [34] [35] [36]
Los tres estudios [37] [38] [39] que originalmente encontraron que el manitol en dosis altas era eficaz en el tratamiento de 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 llevado a cabo. [40] 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 dio como su afiliación, nunca lo había contratado. Como resultado de las dudas que rodean el trabajo de Cruz, una versión actualizada de la revisión Cochrane excluye todos los estudios de Julio Cruz, dejando solo cuatro estudios. [7] Debido a 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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Medios relacionados con el manitol en Wikimedia Commons