化合物
デキストランは、もともと ワイン 由来の 複雑な分岐 グルカン ( グルコース の縮合から得られる 多糖類)です。IUPAC は デキストランを「主にC-1→C-6のグリコシド結合を持つ、微生物由来の分岐ポリ-α-D-グルコシド」と定義しています 。 [1] デキストラン鎖の長さは様々です(3キロダルトンから2000 キロダルトン )。
ポリマー主鎖は、グルコースモノマー間のα-1,6 グリコシド 結合と、α-1,3結合からの分岐で構成されています。この特徴的な分岐により、 デキストラン は、α-1,4またはα-1,6結合でつながれた直鎖グルコースポリマーであるデキストリンと区別されます。 [2]
発生
デキストランはルイ・パスツール によって ワインの微生物産物として発見されましたが [3] 、大量生産が可能になったのは アレン・ジーンズによる 細菌 を用いたプロセスの 開発後でした [4] 。 歯垢に はデキストランが豊富に含まれています [5] 。デキストランは ショ糖 溶液の粘度を高め、配管を汚染する ため、砂糖の精製において厄介な汚染物質です [6] 。
デキストランは現在、乳酸菌科の特定の 乳酸菌 によってショ糖から生産されています。その種には、 Leuconostoc mesenteroides や Streptococcus mutans などがあります。生産されるデキストランの構造は、細菌の科や種だけでなく、菌株にも依存します。それらは、エタノール を用いた無タンパク質抽出物からの分別沈殿によって分離されます 。一部の細菌は フルクタン を共生産するため、デキストランの分離が複雑になることがあります。 [6]
用途
デキストラン70は、 WHO必須医薬品モデルリスト に掲載されており、 医療制度 に必要な最も重要な医薬品です 。 [7]
医療的には、抗血栓薬 (抗 血小板薬)、血液 粘度の 低下 、および血液量 減少症 の増量剤として使用されます 。 [8]
顕微手術
これらの薬剤は、血管血栓症を 軽減するために顕微外科医によって一般的に使用されています。デキストランの抗血栓作用は、 赤血球 、 血小板 、血管 内皮細胞 との結合によって媒介され、それらの 電気陰性度 を高め 、 赤血球 凝集と 血小板 粘着性を低下させます。デキストランはまた、第VIII因子Agフォン ・ヴィレブランド因子を減少させ、それによって血小板機能を低下させます。デキストラン投与後に形成された血栓は、血栓構造の変化(より粗い フィブリンを持つより均一に分布した血小板 [ 要出典 ] )により、より容易に溶解されます。α-2抗プラスミンを阻害することにより、デキストランは プラスミノーゲン 活性化因子として機能し 、 血栓溶解 特性
を有します
これらの特徴に加え、血管外に排出されない大きなデキストランは強力な浸透圧剤であるため、血液 量減少症の治療に緊急に使用されています [ 要出典 ] 。デキストランの使用による体液量増加によって引き起こされる血液希釈は血流を改善し、微小吻合部の開存性をさらに向上させ、血栓症を軽減します。しかしながら、デキストランの動脈内投与および静脈内投与と比較して、抗血栓効果に差は認められていません。
デキストランは、3kDaから2MDaまでの様々な分子量で入手可能です。より大きなデキストラン(60,000Da超)は腎臓からの排泄が悪く、代謝されるまで数週間も血液中に残留します。その結果、抗血栓作用と コロイド作用が持続します。このファミリーの中で、デキストラン40(分子量:40,000Da)は 抗凝固 療法で最も人気のある成分です 。デキストラン40の約70%は静脈内注入後24時間以内に尿中に排泄され、残りの30%はさらに数日間保持されます。
その他の医療用途
デキストランは、一部の 点眼薬 では潤滑剤として使用されます。 [9] また、特定の静脈内輸液では、鉄などの他の因子を可溶化するために使用されます(鉄デキストランとして知られる溶液)。
デキストランを含む 静脈内液は、 体積増量剤としても、また 経腸栄養剤 としても機能します 。このような溶液は浸透圧的に中性の液体を提供し、体内に入ると細胞によってグルコースと自由水に消化されます。緊急時に補充血液が入手できない場合、失血を補うために使用されることが あり ますが [4] [10] 、必要な電解質を供給せず、 低ナトリウム 血症やその他の 電解 質異常を引き起こす可能性があるため、注意して使用する必要があります。
デキストランは 血糖 値も上昇させます。 [ 要出典 ]
デキストランは、 PEG化 のための ATPS で使用できます。
実験室での使用
副作用
デキストランの使用に伴う副作用は比較的少ないですが、これらの副作用は非常に深刻になる可能性があります。これらには 、 アナフィラキシー [14] 、体液量過剰、 肺水腫 、 脳浮腫 、または血小板機能不全
が含まれます
デキストラン浸透圧効果のまれではあるものの重大な合併症として、 急性腎障害 があります。 [15] この腎不全の病因は多くの議論の対象となっており、尿細管と 糸球体 への直接的な毒性作用と管腔内過粘稠化が提唱されているメカニズムの一部です。 [ 要出典 ] 糖尿病 、 慢性腎臓病 、または血管障害の既往歴のある患者が 最もリスクが高いです。ブルックスらは、慢性腎臓病患者におけるデキストラン療法の回避を推奨しています。
研究
修飾デキストランポリマーの開発が進められてきました。その1つは、 アセタール 修飾された ヒドロキシル 基を有しています。これは水には 不溶 ですが、有機 溶媒には可溶です。そのため、 ポリ(乳酸-グリコール酸) 共重合体などの多くの ポリエステル と同様に 、溶媒蒸発や 乳化 などのプロセスで加工することができます。 アセタール化デキストランは、 アセチル化 デキストランとは構造が異なります 。2017年現在、 薬物送達のためのいくつかの用途が in vitroで 研究されており 、いくつかは動物モデルで試験されています。 [16]
参照
参考文献
^ 「デキストラン」。IUPAC 化学用語集 。2014年 。doi :10.1351/goldbook.D01655
^ Thomas Heinze、Tim Liebert、Brigitte Heublein、Stephanie Hornig (2006). 「デキストランをベースとした機能性ポリマー」. Adv. Polym. Sci . Advances in Polymer Science. 205 : 199–291 . doi :10.1007/12_100. ISBN 978-3-540-37102-1 .
^ Pasteur, L. ( 1861). 「粘性発酵と酪酸発酵について」. Bull. Soc. Chim. Paris (フランス語). 11 : 30–31 . ISSN 0037-8968
^ ab "Allene Rosalind Jeanes". Human Touch of Chemistry. 2014年5月14日時点のオリジナルよりアーカイブ 。 2014年 5月13日 閲覧。
^ Staat RH, Gawronski TH, Schachtele CF (1973). 「ヒト歯垢からのデキストラナーゼ産 生 微生物の検出と予備研究」. Infect. Immun . 8 (6): 1009–16 . doi :10.1128/IAI.8.6.1009-1016.1973. PMC 422963. PMID 4594114
^ ab Sidebotham, RL (1974). 「デキストラン」. Adv. Carbohydr. Chem. Biochem . Advances in Carbohydrate Chemistry and Biochemistry. 30 : 371–444 . doi :10.1016/s0065-2318(08)60268-1. ISBN 9780120072309 . PMID 4157174.
^ 「第19回WHO必須医薬品モデルリスト(2015年4月)」 (PDF) . WHO. 2015年4月. 2015年 5月10日 閲覧 .
^ Lewis, Sharon L. (2010). Medical Surgical Nursing (第8版). Elsevier - Health Sciences Division. ISBN 978-0323079150 .
^ 「ティアーズ・ナチュラーレ - 製品特性概要(SmPC)-(eMC)」 www.medicines.org.uk
^ マリリン・オギルビー 、 ジョイ ・ハーヴェイ (2000年)。 科学界の女性史辞典 。ニューヨーク:ラウトレッジ。654ページ。ISBN 0-415-92038-8 .
^ ワンら。「生体毛細血管網と内皮細胞ライニングマイクロ流体チャネル間の吻合工学」、 ラボ・オン・ア・チップ(ジャーナル) 、2016年、16、282
^ Murthyら「デキストラン硫酸ナトリウム誘発マウス大腸炎の結腸内シクロスポリンによる治療」、 Digestive Diseases and Sciences 、1993年、38、1722ページ
^ Guggi, Davide; Bernkop-Schnürch, Andreas (2005年1月). 「異なる種類の透過促進剤の組み合わせによる傍細胞への取り込みの改善」 . International Journal of Pharmaceutics . 288 (1): 141–150 . doi :10.1016/j.ijpharm.2004.09.023.
^ 「CosmoFer - 製品特性概要 (SmPC) - (eMC)」 . www.medicines.org.uk
^ Feest, TG (1976). 「低分子量デキストラン:急性腎不全の継続的な原因」. British Medical Journal . 2 (6047): 1300. doi :10.1136/bmj.2.6047.1300. PMC 1689992. PMID 1000202.
^ Bachelder, EM; Pino, EN; Ainslie, KM (2017年2月). 「アセタール化デキストラン:容易な合成と幅広い用途を持つ、調整可能で酸に不安定なバイオポリマー」. Chem Rev. 117 ( 3): 1915– 1926. doi :10.1021/acs.chemrev.6b00532. PMID 28032507.
外部リンク