Декстран 40: свойства и применение¶

Декстран 40 — водорастворимый полисахарид (полимер глюкозы), получаемый микробиологическим путём, со средней молекулярной массой около 40 000 дальтон. Относится к классу декстранов — высокомолекулярных разветвлённых глюканов, синтезируемых некоторыми бактериями из сахарозы. В медицине наиболее известен как основа плазмозамещающего раствора (реополиглюкин) и как компонент растворов для инфузионной терапии.

¶Химическая природа

Декстран 40 представляет собой полимер α-D-глюкопиранозы. Основная цепь образована α-1,6-гликозидными связями, а боковые ответвления — преимущественно α-1,3-связями; встречаются также α-1,2- и α-1,4-связи. Именно высокая доля α-1,6-связей (порядка 90–95 %) придаёт молекуле гибкость и хорошую растворимость в воде.

Сырьём для биосинтеза служит сахароза. Бактерии рода Leuconostoc mesenteroides и близкие виды выделяют фермент декстрансахаразу (глюкозилтрансферазу), которая расщепляет сахарозу и переносит остатки глюкозы на растущую полимерную цепь. Побочным продуктом является фруктоза.

Природный декстран, синтезируемый бактериями, имеет очень большую молекулярную массу — от нескольких миллионов до десятков миллионов дальтон. Для получения препарата с заданной массой его подвергают частичному гидролизу (кислотному или ферментативному) и фракционированию. Фракция со средней массой около 40 кДа и обозначается как декстран 40. Молекулярно-массовое распределение нормируется, поскольку от него зависят реологические и фармакологические свойства.

¶Физико-химические свойства

• Хорошо растворим в воде, образуя вязкие растворы; вязкость растёт с концентрацией и молекулярной массой.
• Оптически активен (правовращающий).
• Не растворяется в органических растворителях (спиртах, эфирах).
• Устойчив в нейтральной и слабокислой среде; гидролизуется при длительном нагревании с кислотами.
• Обладает коллоидно-осмотическим (онкотическим) действием, близким к действию белков плазмы.

¶Получение

Промышленный процесс включает несколько стадий:

1. Ферментация. Культивирование Leuconostoc mesenteroides на среде с сахарозой.
2. Осаждение. Выделение нативного высокомолекулярного декстрана (например, спиртом).
3. Гидролиз. Частичный кислотный или ферментативный разрыв цепей до нужной молекулярной массы.
4. Фракционирование. Разделение по молекулярной массе (осаждение, мембранные методы).
5. Очистка. Удаление белков, пигментов, низкомолекулярных примесей; стерилизация.

Готовый продукт выпускается в виде порошка или стерильного раствора для инъекций.

¶Применение в медицине

Основное применение декстрана 40 — инфузионная терапия в качестве плазмозамещающего средства. Раствор декстрана 40 (часто с добавлением солей — натрия хлорида, калия, кальция, магния) известен как реополиглюкин.

Его действие основано на нескольких механизмах:

• Восполнение объёма плазмы. За счёт онкотического давления раствор удерживает воду в сосудистом русле, увеличивая объём циркулирующей крови.
• Улучшение реологических свойств крови. Декстран 40 снижает агрегацию эритроцитов и тромбоцитов, уменьшает вязкость крови, что улучшает микроциркуляцию.
• Дезинтоксикация. Способствует выведению токсинов за счёт усиления почечной фильтрации и разведения плазмы.
• Профилактика тромбозов. Применяется для предотвращения послеоперационных тромбоэмболических осложнений.

Показания включают травматический и ожоговый шок, нарушения микроциркуляции, тромбозы и тромбофлебиты, операции с искусственным кровообращением. Декстран 40 выводится почками; часть молекулы расщепляется в организме, но значительная доля экскретируется в неизменённом виде.

¶Побочные эффекты и ограничения

Возможны аллергические реакции, вплоть до анафилактоидных; при повторном введении риск повышается. Описаны случаи нарушения свёртываемости крови и кровотечений при больших дозах. Препарат противопоказан при выраженной сердечной и почечной недостаточности, склонности к кровотечениям, гипергидратации. Существуют ограничения по объёму вводимого раствора.

¶Применение в других областях

Помимо медицины, декстраны используются:

• Хроматография. Сефадексы — сшитые декстраны — классические гели для гель-фильтрации (разделения веществ по молекулярной массе). Декстран 40 применяется как основа для таких носителей.
• Пищевая промышленность. Декстран и его производные используются как загустители, стабилизаторы, добавки, регулирующие консистенцию.
• Косметология и фармация. Входят в состав увлажняющих средств, мазей, растворов для доставки действующих веществ.
• Биотехнология. Декстран 40 применяется для концентрирования и очистки биомолекул, в составе сред для разделения клеток.

¶Историческая справка

Декстраны были впервые описаны в конце XIX века как продукт жизнедеятельности бактерий, портящих сахарные растворы. Интерес к ним как к кровезаменителям возник в середине XX века, когда шведские исследователи разработали методы гидролиза и фракционирования нативного декстрана. В 1940–1950-х годах были созданы первые клинические препараты. Декстран 40 (реополиглюкин) вошёл в широкую медицинскую практику во второй половине XX века и остаётся в арсенале инфузионной терапии, хотя его применение в ряде стран сократилось из-за появления альтернативных коллоидных и кристаллоидных растворов.

¶Значение и современное положение

Декстран 40 — один из немногих полимеров микробного происхождения, получивших массовое медицинское применение. Его ценность определяется сочетанием доступного сырья (сахароза), отработанной технологии получения и предсказуемого действия на реологические свойства крови. Вместе с тем современные руководства по инфузионной терапии всё чаще отдают предпочтение сбалансированным кристаллоидным растворам, а применение декстранов ограничивают из-за риска побочных эффектов. Тем не менее декстран 40 сохраняет значение как препарат для улучшения микроциркуляции и как базовый материал для хроматографических носителей.