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덱스트란

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덱스트란
식별자
ChemSpider
  • none
ECHA InfoCard 100.029.694
KEGG
성질
H(C6H10O5)xOH
몰 질량 Variable
약리학
B05AA05 (WHO)
달리 명시된 경우를 제외하면, 표준상태(25 °C [77 °F], 100 kPa)에서 물질의 정보가 제공됨.
아니오아니오 확인 (관련 정보 예예아니오아니오 ?)

덱스트란(영어: dextran)은 복잡한 분지형 글루칸(포도당의 축합으로부터 유래한 다당류)이다. IUPAC는 덱스트란을 "주로 C-1 → C-6의 글리코사이드 결합을 가지고 있는 미생물 기원의 분지된 폴리-α-d-글루코사이드"로 정의한다.[1] 덱스트란 사슬의 길이(3~2,000 킬로달톤까지)는 다양하다.

중합체의 주사슬은 글루코스 단량체들 사이에 α(1→6) 글리코사이드 결합으로 구성되어 있으며, 분지되는 부분은 α(1→3) 글리코사이드 결합으로 연결되어 있다. 이러한 특징적인 분지화는 덱스트란과 덱스트린을 구분하는 특징이다. 덱스트린은 α(1→4) 글리코사이드 결합 또는 α(1→6) 글리코사이드 결합에 의해 연결된 글루코스의 중합체이다.[2]

생성

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덱스트란은 루이 파스퇴르에 의해 포도주의 미생물 생성물로 발견되었지만,[3] 대량 생산은 알렌 진스에 의해 세균을 사용한 공정이 개발된 후에 가능해졌다.[4] 치태는 덱스트란이 풍부하다.[5] 덱스트란은 수크로스 용액의 점도를 높이고, 배관을 오염시키기 때문에 수크로스(설탕) 정제 과정에서 복잡한 오염물질이다.[6]

덱스트란은 현재 락토바실러스속의 특정 젖산균에 의해 수크로스로부터 생성된다. 종으로는 류코노스톡 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides)및 충치균(Streptococcus mutans) 등이 있다. 생성된 덱스트란의 구조는 세균 종 뿐만 아니라 균주에 따라 달라진다. 덱스트란은 단백질이 없는 추출물로부터 에탄올을 사용한 분별 침전에 의해 분리된다. 일부 세균들은 프럭탄을 같이 생성하는데, 이는 덱스트란의 분리를 복잡하게 할 수 있다.[6]

용도

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의학적으로 덱스트란은 혈액의 점성을 낮추기 위한 항혈전제로 사용되며, 저혈량증에서 혈량 증량제로 사용된다.[7] 덱스트란 70은 의료제도에 필요한 가장 중요한 의약품들인 WHO 필수 의약품 목록에 있다.[8]

미세수술

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덱스트란 제제는 미세수술에서 혈관 혈전증을 줄이기 위해 일반적으로 사용된다. 덱스트란의 항혈전 효과는 적혈구, 혈소판 및 혈관 내피의 결합을 통해 매개되어 전기 음성도를 증가시켜 적혈구 응집 및 혈소판 접착성을 감소시킨다. 덱스트란은 또한 제8인자 폰 빌레브란트 인자를 감소시켜서 혈소판 기능을 감소시킨다. 덱스트란의 투여 후에 형성된 혈병은 변경된 혈전 구조(피브린으로 보다 고르게 분포된 혈소판)로 인해 보다 쉽게 용해된다. α-2 항플라스민을 억제함으로써 덱스트란은 플라스미노젠 활성인자로 기능을 하므로 혈전용해 특성을 가지고 있다.

이러한 특징 이외에도, 분자량이 큰 덱스트란은 혈관 밖으로 빠져나가지 않는 강력한 삼투제이므로 저혈량증 치료에 사용되어 왔다. 덱스트란의 사용으로 혈액량 증가로 인한 혈액희석은 혈류를 개선하여 미세봉합기술의 개방성을 더욱 향상시키고, 혈전증을 감소시킨다. 여전히, 덱스트란의 동맥 내 및 정맥 내 투여와 비교하여 항혈전 효과에서의 차이는 발견되지 않았다.

덱스트란은 3,000 Da ~ 2,000,000 Da 범위의 다중 분자량으로 이용가능하다. 보다 큰 덱스트란(60,000 Da 이상)은 콩팥에서 제대로 배설되지 않으므로 대사될 때까지 몇 주 동안 혈액에 남아있게 된다. 결과적으로 덱스트란은 항혈전 및 콜로이드 효과를 연장시킨다. 이러한 물질군에서 덱스트란 40(분자량: 40,000 Da)은 항응고 요법에 가장 많이 사용되었다. 정맥 내 주입 후 24시간 이내에 텍스트란 40의 70% 가까이가 소변으로 배설되고 나머지 30%는 몇 일 더 체내에 잔류한다.

다른 의학적 용도

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  • 덱스트란은 일부 안약에서 윤활제로 사용된다.[9] 또한 덱스트란은 특정 정맥 내 유체에서 철(철 덱스트란으로 알려진 용액에서)과 같은 다른 인자를 용해시키기 위해 사용된다.
  • 덱스트란을 함유한 정맥 주사는 혈량 증량제 및 비경구 영양 수단으로 기능을 한다. 이러한 용액은 일단 체내에서 세포에 의해 포도당과 물로 소화되는 삼투성 중성 용액을 제공한다. 덱스트란은 수혈할 수 없는 응급 상황에서 손실된 혈액을 대체하기 위해 사용되는 경우도 있지만,[4][10] 필요한 전해질을 공급할 수 없고 저나트륨혈증 또는 다른 전해질 이상을 일으킬 수 있으므로 주의해서 사용해야 한다.
  • 덱스트란은 또한 혈당량을 증가시킨다.

실험실용

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  • 덱스트란은 삼투압을 생물학적 분자에 적용하기 위한 삼투 스트레스 기술에 사용된다.
  • 덱스트란은 또한 일부 크기 배제 크로마토그래피 매트릭스에서도 사용된다. 예로는 세파덱스가 있다.
  • 덱스트란은 또한 바이오리엑터의 활용을 돕기 위해 비드 형태로 사용되어 왔다.
  • 덱스트란은 바이오센서의 고정에 사용된다.
  • 덱스트란은 초기 엔도솜에 우선적으로 결합한다. 형광 표지된 덱스트란을 사용하여 이들 엔도솜을 형광 현미경으로 시각화할 수 있다.
  • 덱스트란은 산화로부터 금속 나노입자를 보호하고 생체 접합성을 개선하기 위한 안정화 코팅으로 사용될 수 있다.
  • 플루오레세인 아이소싸이오사이아네이트와 같은 형광 분자와 결합한 덱스트란은 영상화를 위한 확산성 분자의 농도 기울기를 형성하고 농도 기울기 다음의 특성화를 허용하는데 사용될 수 있다.
  • 형광 표지된 덱스트란 용액은 혈관 투과성을 분석하기 위해 조작된 혈관을 통해 관류될 수 있다.[11]
  • 덱스트란은 산업적 세포 배양을 위한 마이크로캐리어를 만드는데 사용된다.

부작용

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덱스트란의 사용과 관련된 부작용은 비교적 적지만, 부작용이 일어나면 매우 심각할 수 있다. 이러한 부작용으로는 아나필락시스,[12] 혈액량 과부하, 폐부종, 뇌부종, 혈소판 기능이상 등이 있다.

덱스트란 삼투 효과의 드물지만 중요한 합볍증은 급성 신부전이다.[13] 이러한 신부전의 발병기전은 사구체에 대한 직접적인 독성 효과가 제안된 메커니즘의 일부로서 많은 논쟁의 주제이다. 당뇨병, 만성 신부전, 혈관 장애 병력이 있는 환자가 가장 위험하다. 브룩스(Brooks) 및 다른 이들은 만성 신부전 환자에서 덱스트란 요법을 피할 것을 권장한다.

연구

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변형된 덱스트란 중합체를 개발하기 위한 노력이 이루어졌다. 이들 중 하나는 변형된 하이드록시기를 가진 아세탈을 가지고 있다. 이것은 물에 녹지 않지만, 유기 용매에는 녹는다. 이것은 용매 증발 및 유화액과 같은 공정을 통해 PLGA와 같은 많은 폴리에스터와 동일한 방식으로 가공될 수 있도록 한다. 아세탈화 덱스트란은 아세틸화 덱스트란과 구조적으로 다르다. 2017년에 약물 전달을 위한 몇 가지 용도가 시험관 내에서 연구되었으며, 일부는 동물 모델에서 테스트되었다.[14]

같이 보기

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위키미디어 공용에 관련된
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각주

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  1. ↑ “dextrans”. 
  2. ↑ Thomas Heinze, Tim Liebert, Brigitte Heublein, Stephanie Hornig (2006). “Functional Polymers Based on Dextran”. 《Adv. Polym. Sci.》 205: 199–291. doi:10.1007/12_100. 
  3. ↑ Pasteur, L. (1861). “On the viscous fermentation and the butyrous fermentation”. 《Bull. Soc. Chim. Paris》 (프랑스어) 11: 30–31. ISSN 0037-8968. 
  4. ↑ 가 나 “Allene Rosalind Jeanes”. Human Touch of Chemistry. 2014년 5월 14일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2014년 5월 13일에 확인함. 
  5. ↑ Staat RH, Gawronski TH, Schachtele CF (1973). “Detection and preliminary studies on dextranase-producing microorganisms from human dental plaque”. 《Infect. Immun.》 8: 1009–16. PMC 422963. PMID 4594114. 
  6. ↑ 가 나 Sidebotham, R. L. (1974). “Dextrans”. 《Adv. Carbohydr. Chem. Biochem.》 30: 371–444. PMID 4157174. 
  7. ↑ Lewis, Sharon L. (2010). 《Medical Surgical Nursing》 8판. ISBN 978-0323079150. 
  8. ↑ “19th WHO Model List of Essential Medicines (April 2015)” (PDF). WHO. April 2015. 2015년 5월 10일에 확인함. 
  9. ↑ “Tears Naturale - Summary of Product Characteristics (SmPC) - (eMC)”. 《www.medicines.org.uk》. 
  10. ↑ Ogilvie, Marilyn; Harvey, Joy (2000). 《The biographical dictionary of women in science》. New York: Routledge. 654쪽. ISBN 0-415-92038-8. 
  11. ↑ Wang et al. "Engineering anastomosis between living capillary networks and endothelial cell-lined microfluidic channels", Lab on a Chip (journal), 2016, 16, 282
  12. ↑ “CosmoFer - Summary of Product Characteristics (SmPC) - (eMC)”. 《www.medicines.org.uk》. 
  13. ↑ Feest, TG (1976). “Low molecular weight dextran: A continuing cause of acute renal failure”. 《British Medical Journal》 2 (6047): 1300. doi:10.1136/bmj.2.6047.1300. PMC 1689992. PMID 1000202. 
  14. ↑ Bachelder, EM; Pino, EN; Ainslie, KM (Feb 2017). “Acetalated Dextran: A Tunable and Acid-Labile Biopolymer with Facile Synthesis and a Range of Applications”. 《Chem Rev》 117 (3): 1915. doi:10.1021/acs.chemrev.6b00532. PMID 28032507. 

외부 링크

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