Dextrano

Las propiedades físicas o químicas de cada dextrano dependen de la bacteria que lo haya sintetizado y del método de producción, aunque en general constan de diversas propiedades gracias a las cuales tienen diversas aplicaciones en diferentes ámbitos industriales:

• Tienen una alta solubilidad en agua, aunque son insolubles en alcoholes monohídricos, como el metanol o el etanol.
• Son biocompatibles, es decir, son tolerados por el organismo, dentro unas dosis moderadas (en ratones, por ejemplo, la dosis intravenosa letal de Dextrano 70, una solución con un dextrano de alto peso molecular, es de 55g/Kg).
• Son biodegradables, ya que se ha observado que hay enzimas naturales, llamadas dextranasas, como las del hongo Penicillium o las de algunas bacterias como la Cellvibrio, que pueden degradarlos.
• Pueden ser estables durante muchos años.

La criopreservación es el proceso en el cual células o tejidos son congelados a muy bajas temperaturas, de manera que disminuyen las funciones vitales de la célula u organismo en cuestión y se puede mantener en condiciones de vida suspendida. Los dextranos pueden ser empleados como criopreservantes en combinación con dimetil sulfóxido (DMSO), glicerol u otras sustancias. Son usados para la criopreservación de preparaciones biológicas en general. Se piensa que este criopreservante contribuye a una formación de cristales de agua más controlada, lo cual implica un menor perjuicio a las membranas celulares y orgánulos.

Los dextranos también son conocidos por favorecer tanto a la estabilidad estructural de productos que han sido congelados en seco como a la estabilidad proteica; al igual que a la recuperación de la actividad enzimática tras una congelación en seco.

Además son ampliamente empleados en los fármacos administrados por vía oral. Son añadidos para proveer consistencia y solidez al fármaco durante su elaboración.

de elevado peso molecular ejercen un efecto coloidosmótico necesario para asegurar un volumen plasmático adecuado y así garantizar la perfusión tisular. Su función inicial, pues, es resustituir temporalmente la volemia. Se emplean para ayudar a mantener la circulación en estados hipovolémicos, en el shock, para corregir la oligohemia en el shock del quemado y para mantener temporalmente la presión coloidosmótica durante ciertos tipos de cirugía cardiovascular. El dextrano 40 se emplea también, solo o como aditivo, para primar las bombas oxigenadoras de la circulación extracorpórea, para prevenir las trombosis venosas y la tromboembolia. En el shock, la dosis de dextrano 40 es de 10 mg/kg de una solución al 10 %, infundida primero con rapidez hasta conseguir el efecto y después en infusión más lenta; es conveniente controlar la presión venosa central. En las primeras 24 horas no conviene pasar de los 20 ml/kg; si se ha de continuar más de 24 horas, la dosis diaria total no debe exceder de 10 ml/kg, ni prolongarse más de 5 días. El dextrano 70 en solución al 6 % se emplea a la dosis de 500 ml (20-40 ml/min), sin pasar de los 20 ml/kg en las primeras 24 horas.

No se trata de un sustituto de la sangre, pero se utiliza en situaciones de emergencia cuando no hay sangre entera o productos sanguíneos disponibles.

Inyección de Dextran-Alexa 488 en el citosol (a) y el núcleo (b) de una célula.

El dextrano, conjugado con una molécula fluorescente (como el FSIC) da origen a un derivado de gran utilidad como marcador de macromoléculas en estudios de microcirculación y, en particular, de permeabilidad vascular de los tejidos. En los años 70 se desarrollaron técnicas para estudiar la permeabilidad de los capilares cerebrales, conducto pancreático, córnea, vasos de la retina y tejido muscular.

Son comúnmente utilizados como ingrediente activo en lágrimas artificiales u otras soluciones de aplicación oftalmológica debido a sus propiedades lubricantes. Su principal efecto es el alivio de la sequedad e irritación de los ojos causado por condiciones ambientales, prolongado uso de ordenador o lectura y efectos secundarios de ciertos medicamentos.

Los dextranos en soluciones intravenosas permiten disolver otros factores en fluidos osmóticamente neutros y son metabolizados por las células en forma de glucosa y agua. Hierro-dextrano es un complejo molecular formado por un núcleo de hierro de diámetro 3 nm rodeado de una vaina de dextrano de 13 nm. Se administra en forma de solución por vía intravenosa para tratar la anemia. Actúa estimulando la formación de eritrocitos o incrementando el contenido de hemoglobina en sangre. Una vez entra en el organismo, el complejo hierro-dextrano circula por el plasma sanguíneo y es rápidamente absorbido por las células del Sistema fagocítico mononuclear, especialmente en el hígado y el bazo, donde se separan sus componentes. El hierro se libera lentamente y se une a proteínas, y el dextrano es metabolizado o excretado por vía renal. Dicho complejo también es empleado en veterinaria con el mismo fin terapéutico.

Uno de los principales requisitos de las soluciones para perfusión y preservación de órganos durante operaciones quirúrgicas es que deben ser iso-osmóticas con los fluidos intracelulares de los tejidos que contienen. Se ha comprobado que las soluciones de 5 y 10% de dextrano de bajo peso molecular (fracciones de dextrano de tamaño reducido) garantizan la preservación de órganos como el hígado, riñón y córnea, pero su uso es cada vez más generalizado en otros tejidos.

Los ésteres sulfúricos de polisacáridos como el sulfato de dextrano son conocidos por su acción anticoagulante, por lo que despiertan especial interés como sustitutivo de la heparina.[1] El sulfato dextrano es un componente habitual en el tratamiento de complicaciones del sistema circulatorio producidas por shock o trauma. Mejora la fluidez de la sangre porque reduce su viscosidad e inhibe la agregación de los eritrocitos y por lo tanto, evita la formación de trombos. Su efecto antitrombótico lo hace idóneo para la prevención de trombosis venosa profunda y embolia pulmonar postoperatoria. Además, los efectos antiinflamatorios del dextrano han sido demostrados en varios estudios científicos (Patrushev y Shekhtman 1973; Giri 1975; Giroud y Timsit 1973; Kocha 1969: Von Przerwa y Arnold 1975). Una vez aplicado, el sulfato de dextrano reduce la extravasación de los linfocitos en las zonas inflamadas de la piel y retiene el agua mediante procesos osmóticos.

Tienen numerosas aplicaciones en diversos ámbitos debido a su naturaleza no-iónica y su estabilidad en condiciones normales: Es un estabilizador de uso común en helados y golosinas. En la industria confitera se utilizan para preparar los dulces con el interior blando y en la industria de pinturas los éteres y ésteres mixtos de los dextranos se utilizan como agentes lacantes. También se utilizan como estabilizadores en forma de película protectora de ciertos productos envasados (carne, quesos, pescado) porque previenen la oxidación y otros procesos químicos. En cosmética sirve de espesante para cremas y lociones y, en la industria fotográfica, las fracciones altamente purificadas de dextrano permiten mejorar la calidad de las emulsiones de plata de las películas analógicas. Existen muchas aplicaciones potenciales como agentes espesantes y emulsionantes, gomas de gran viscosidad, floculantes, recubrimiento de petróleo, material para punto quirúrgico... El interés creciente por este producto puede ser parcialmente acreditado a sus propiedades: versatilidad, hidrofilia, pureza y capacidad para crear soluciones estables. Sin embargo, hay una característica que destaca por encima de las demás: el hecho que los dextranos derivan de fuentes renovables y son degradados por los sistemas biológicos.[2]

El dextrano es uno de los materiales más utilizados junto con la agarosa o la poliacrilamida en la cromatografía de filtración en gel. Esta técnica permite separar moléculas en función de su tamaño gracias a la utilización de un gel poroso. El Sephadex, denominación comercial del dextrano, es comúnmente utilizado en la fabricación de este gel debido a su estructura entrecruzada que cumple la función de tamiz, el cual sólo puede ser atravesado por moléculas de un tamaño determinado que será mayor o menor en función del grado de entrecruzamiento (las moléculas grandes presentan mayor dificultad que las pequeñas para atravesar los poros del gel dextrano).[3] Un ejemplo de las aplicaciones de esta técnica es la separación de sales (moléculas pequeñas) de proteínas (moléculas grandes).

Mediante el uso conjunto del dextrano con moléculas fluorescentes como el FITC, es posible la creación de gradientes de concentración de moléculas difusibles para formar imágenes y permitir la posterior caracterización de la pendiente del gradiente.

Así mismo, el dextrano marcado con moléculas de fluorescencia se une a los endosomas permitiendo su visualización al microscopio de fluorescencia.

• Aplicación de presión osmótica a las células biológicas en la técnica de estrés osmótico.
• Se puede utilizar en forma de perlas biológicas para ayudar en aplicaciones de biorreactores.
• Inmovilización de biosensores.