D-манноза: свойства и применение¶

D-манноза — моносахарид (гексоза) из группы альдогексоз, эпимер глюкозы по положению C2. В природе встречается преимущественно в составе полисахаридов, гликопротеинов и растительных смол; в свободном виде присутствует в некоторых фруктах и ягодах. Наибольшую известность получила как вещество, применяемое в урологии для профилактики рецидивирующих инфекций мочевыводящих путей, поскольку избирательно связывает лектины бактерий Escherichia coli и препятствует их прикреплению к эпителию мочевого пузыря.

¶Химические свойства и источники

D-манноза имеет брутто-формулу C₆H₁₂O₆ и молекулярную массу 180,16 г/моль. От глюкозы она отличается пространственным расположением гидроксильной группы при втором углеродном атоме: у маннозы она ориентирована в противоположную сторону. Это единственное отличие существенно меняет биологическую роль молекулы — маннозные остатки узнаются специфическими лектинами (маннозосвязывающими), участвующими в иммунном распознавании.

В водных растворах D-манноза существует в виде равновесной смеси циклических форм (α- и β-пираноза) и небольшой доли открытой карбонильной формы. Кристаллическая манноза — белый порошок сладкого вкуса, умеренно растворимый в воде, малорастворимый в этаноле.

Природные источники:

• плоды и ягоды — клюква, черника, брусника, яблоки, апельсины, персики;
• растительные камеди и смолы (например, камедь рожкового дерева, гуаровая камедь) — в составе маннанов и галактоманнанов;
• дрожжевые и грибные клеточные стенки — в виде маннанов;
• гликопротеины животных тканей, где маннозные остатки входят в состав N-гликанов.

Промышленно D-маннозу получают гидролизом растительных полисахаридов (в частности, коньяк-маннана, или глюкоманнана) либо ферментативным путём с использованием маннозоизомеразы, превращающей фруктозу в маннозу.

¶Механизм действия

Основной механизм, ради которого D-маннозу применяют в медицине, — антиадгезивный. Уропатогенные штаммы Escherichia coli (около 80–90 % случаев неосложнённых инфекций мочевыводящих путей) несут на поверхности фимбрии типа 1, оканчивающиеся лектином FimH. Этот лектин распознаёт и связывает остатки маннозы на гликопротеинах уротелия, что обеспечивает фиксацию бактерии на стенке мочевого пузыря — необходимое условие для колонизации и развития воспаления.

Если в просвете мочевого пузыря присутствует свободная D-манноза, лектин FimH связывается с ней, а не с рецепторами эпителия. Насыщенные маннозой бактерии теряют способность к адгезии и выводятся с мочой при мочеиспускании, не успевая закрепиться. Такой механизм называют конкурентным ингибированием адгезии.

Важные особенности действия:

• эффект не является бактерицидным — манноза не убивает бактерии, а лишь препятствует их прикреплению;
• действие селективно в отношении штаммов, экспрессирующих маннозочувствительные (тип 1) фимбрии; штаммы с P-фимбриями, распознающими галактозу, к маннозе нечувствительны;
• манноза практически не метаболизируется в организме человека в сколько-нибудь значимых количествах: при пероральном приёме большая часть выводится с мочой в неизменённом виде, что и обеспечивает её присутствие в мочевыводящих путях.

¶Применение в медицине

D-манноза используется главным образом как средство профилактики рецидивирующих неосложнённых инфекций мочевыводящих путей, особенно у женщин с частыми эпизодами цистита. Типичные схемы предполагают ежедневный приём 1,5–2 г порошка, растворённого в воде, иногда в комбинации с другими антиадгезивными агентами (например, экстрактом клюквы, содержащим проантоцианидины).

Данные клинических исследований неоднородны. Ряд рандомизированных исследований и метаанализов показывает, что D-манноза снижает частоту рецидивов по сравнению с плацебо и сопоставима по эффективности с низкодозовой антибиотикопрофилактикой (например, нитрофурантоином) у части пациенток, но уступает ей по воспроизводимости результата. Другие работы не выявляют значимого преимущества. В клинических рекомендациях ряда стран манноза фигурирует как возможная альтернатива длительной антибактериальной профилактике — прежде всего в контексте сдерживания антибиотикорезистентности.

Применение D-маннозы рассматривается также при:

• профилактике инфекций, связанных с катетеризацией мочевого пузыря (данные ограничены);
• некоторых наследственных нарушениях гликозилирования (например, дефект фосфоманнозоизомеразы, PMM2-CDG), где обсуждается маннозосодержащая терапия, однако убедительных подтверждений эффективности нет;
• экспериментальных подходах в онкологии и иммунологии, где маннозные структуры изучаются как лиганды для таргетной доставки.

¶Безопасность и переносимость

D-манноза обычно хорошо переносится. Наиболее частые нежелательные эффекты при пероральном приёме в высоких дозах — вздутие живота, метеоризм, диарея, обусловленные осмотическим действием сахара в кишечнике. Серьёзные нежелательные реакции в клинических исследованиях не зарегистрированы.

Ограничения и предостережения:

• манноза не заменяет антибактериальную терапию при острых инфекциях с лихорадкой, болью в пояснице или признаками пиелонефрита — в таких случаях требуется обращение к врачу;
• при сахарном диабете следует учитывать, что манноза является сахаром, хотя её влияние на гликемию существенно ниже, чем у глюкозы;
• эффективность зависит от типа фимбрий возбудителя, который в рутинной практике не определяется.

¶Пищевое и лабораторное значение

В пищевой промышленности D-манноза используется ограниченно — как низкокалорийный подсластитель и сырьё для синтеза производных. В лабораторной практике она применяется в микробиологии для дифференциации штаммов по маннозочувствительности, в биохимии — для изучения лектинов и гликозилирования белков, в аналитической химии — как стандарт в хроматографии и масс-спектрометрии углеводов.