Декстран и его применение¶

Декстран — это класс полисахаридов, представляющих собой разветвлённые полимеры глюкозы, синтезируемые некоторыми бактериями, главным образом видами Leuconostoc mesenteroides и Streptococcus mutans. Молекулы декстрана построены из остатков α-D-глюкопиранозы, соединённых преимущественно α-1,6-гликозидными связями, с ответвлениями по α-1,2, α-1,3 и α-1,4-положениям. Благодаря высокой молекулярной массе, хорошей растворимости в воде и способности образовывать вязкие растворы декстран нашёл применение в медицине, пищевой промышленности, биотехнологии и нефтедобыче.

¶История изучения

Впервые декстран был описан в 1861 году французским химиком Луи Пастером, который обнаружил его в составе слизи, образуемой бактериями при сбраживании сахарозы в вине. Термин «декстран» предложил в 1874 году голландский химик Герардус Йоханнес Мюлдер, отметив правовращающее (dexter — «правый») вращение растворов вещества. В 1940-х годах шведский исследователь Арне Грёнвалл и его коллеги разработали методы фракционирования декстрана и получили препараты с заданной молекулярной массой, что открыло путь к их клиническому использованию. В 1947 году в Швеции был впервые применён плазмозамещающий раствор на основе частично гидролизованного декстрана.

¶Синтез и структура

Декстран синтезируется из сахарозы ферментом декстрансахаразой (глюкозилтрансферазой), которую выделяют бактерии. В ходе реакции остаток глюкозы присоединяется к растущей полимерной цепи, а фруктоза высвобождается. Молекулярная масса природного декстрана может достигать десятков миллионов дальтон, что делает его одним из крупнейших известных биополимеров.

Структура декстрана зависит от штамма бактерий и условий культивирования. Различают:

• Линейные декстраны — с преобладанием α-1,6-связей (например, штамм B-512F).
• Разветвлённые декстраны — с большим числом α-1,3- и α-1,4-ответвлений (например, штамм B-1299).

Для медицинского применения декстран подвергают кислотному или ферментативному гидролизу, получая фракции с определённой молекулярной массой — от нескольких тысяч до сотен тысяч дальтон.

¶Медицинское применение

Наиболее известны декстраны как плазмозамещающие растворы. В клинической практике применяются:

Декстран-40 снижает вязкость крови, препятствует агрегации тромбоцитов и эритроцитов, улучшает кровоток в капиллярах. Декстран-70 дольше задерживается в сосудистом русле и применяется при шоке, кровопотере, ожогах. Декстран-1 используется в виде раствора для промывания и как энтеросорбент.

Побочные эффекты включают аллергические реакции, риск кровотечений при больших дозах, а также влияние на результаты определения группы крови, поэтому препараты применяют под контролем врача.

¶Декстран в биотехнологии и лабораторной практике

Производные декстрана широко используются в хроматографии — на них основаны сефадексы (сшитые декстраны), применяемые для гель-фильтрации и разделения биомолекул по размеру. Декстран также служит матрицей для синтеза декстрансульфата — антикоагулянта и ингибитора вирусов, и для получения магнитных наночастиц в диагностике.

В клеточной биологии декстран применяют как маркер для изучения межклеточных контактов и проницаемости мембран. Флуоресцентно меченные декстраны (например, FITC-декстран) позволяют визуализировать транспорт веществ в тканях.

¶Пищевая и другие отрасли

В пищевой промышленности декстран используется как загуститель, стабилизатор и влагоудерживающий агент. Он входит в состав некоторых кондитерских изделий, мороженого, соусов. В ряде стран декстран зарегистрирован как пищевая добавка.

В нефтедобыче растворы декстрана применяются для повышения нефтеотдачи пластов и как компонент буровых растворов. В фармацевтике декстран используют для получения лиофилизированных препаратов и как носитель лекарственных веществ.

¶Значение и перспективы

Декстран остаётся одним из наиболее изученных и востребованных биополимеров. Его преимущества — биосовместимость, способность к biodegradации, возможность получения фракций с заданными свойствами. Перспективные направления включают создание декстрановых гидрогелей для тканевой инженерии, систем адресной доставки лекарств и биосенсоров. Исследования продолжаются в области модификации декстрана для придания ему антимикробных, противоопухолевых и иммуномодулирующих свойств.

¶Источники

• Большая российская энциклопедия. Статья «Декстран».
• Машковский М. Д. Лекарственные средства.
• Grönwall A. Dextran and its use in colloidal infusion solutions.
• Журнал «Биоорганическая химия», обзоры по полисахаридам.
• Материалы Всемирной организации здравоохранения по плазмозамещающим растворам.