Racemate

Como Racemate es una mezcla de dos sustancias químicas que solo se diferencian en su estructura tridimensional. Estos se relacionan entre sí como una imagen y una imagen especular y cada uno puede tener efectos farmacológicos muy diferentes en el cuerpo humano.

¿Qué es un racemate?

Un racemato (también una mezcla racémica) describe una mezcla de dos sustancias químicas que están presentes en la misma proporción entre sí. Se diferencian por su estructura tridimensional, que resulta de la respectiva disposición de los átomos.

Si un átomo tiene cuatro enlaces a otros cuatro átomos o grupos de átomos diferentes, este átomo se llama quiral. Si un compuesto químico tiene al menos un átomo quiral, los cuatro socios de unión pueden adoptar dos disposiciones diferentes alrededor del átomo quiral.

Esto da como resultado dos sustancias, los llamados enantiómeros, que se relacionan entre sí en su estructura espacial como imagen e imagen especular o como guante izquierdo y derecho: aunque contienen exactamente los mismos átomos o grupos de átomos, no se pueden poner en congruencia y, por lo tanto, están separados entre sí. claramente distinguible. Normalmente se denominan enantiómeros (R) y (S).

Efecto farmacológico

Los enantiómeros de una sustancia difieren en sus propiedades físicas solo en términos de su actividad óptica. Una sustancia es ópticamente activa cuando cambia de forma mensurable una determinada propiedad de la luz cuando la atraviesa. Ésta es una de las formas de diferenciar los enantiómeros respectivos y es un criterio esencial cuando se prueba la pureza de una mezcla potencialmente racémica.

Los enantiómeros a menudo difieren considerablemente en sus propiedades fisiológicas, lo que significa que su diferenciación o la pureza de un racemato es de gran importancia en farmacia. Cada droga tiene un lugar de acción en el cuerpo humano, un llamado objetivo, en el que es reconocido por las propias estructuras del cuerpo. Estas estructuras son en su mayoría quirales y, por lo general, solo reconocen un determinado enantiómero de una sustancia.

Por lo tanto, en la fabricación de medicamentos, es extremadamente importante que solo se incluya en el producto el enantiómero eficaz. De lo contrario, pueden ocurrir efectos secundarios graves, ya que el enantiómero formador de espejo (a menudo menos efectivo), por ejemplo, se une a un lugar completamente diferente del cuerpo y puede desencadenar una reacción no deseada.

También es posible que una enzima en el cuerpo descomponga el enantiómero incorrecto antes de que alcance su objetivo. O se une a una proteína de transporte y, por tanto, llega a una ubicación no deseada en el cuerpo. Las posibilidades de interacción son extremadamente diversas, por lo que los efectos secundarios son difícilmente predecibles si el producto contiene un racemato o una mezcla no enantioméricamente pura.

Un ejemplo menos serio pero práctico son los aromas. Los receptores olfativos de nuestra nariz también tienen una quiralidad y están diseñados para reconocer ciertas sustancias. Un enantiómero del producto natural carvona huele a alcaravea, el correspondiente enantiómero formador de espejo, sin embargo, a menta.

Aplicación y uso médico

Muchos de los compuestos orgánicos que se utilizan como ingredientes activos en fármacos tienen átomos quirales y, por tanto, diferentes enantiómeros. Por lo tanto, durante la síntesis de estas sustancias, se debe tener cuidado para obtener un producto que sea lo más enantioméricamente puro posible.

La separación posterior es técnicamente muy compleja, por lo que en algunos casos se toleran los efectos secundarios y se aprueba un racemato como fármaco. Dado que los enantiómeros asociados a menudo tienen diferente potencia, el medicamento final debe dosificarse más alto en este caso para lograr la misma eficacia que la de un fármaco enantioméricamente puro.

Por ejemplo, la ketamina anestésica tiene un enantiómero (S), que tiene un mejor efecto analgésico y anestésico y menos efectos secundarios psicotrópicos que el enantiómero (R) correspondiente. Aquí es ventajoso para el paciente si se usa la sustancia medicinal enantioméricamente pura (S).

Otro ejemplo es el analgésico ibuprofeno, que suele estar disponible como racemato. Sólo el enantiómero (S) tiene un efecto analgésico, sin embargo, el enantiómero (R) es tan bueno como ineficaz. Sin embargo, una cierta proporción de este último se convierte en la forma eficaz (S) en el organismo mediante una enzima endógena. Por tanto, no es necesaria una síntesis compleja o una separación posterior de los enantiómeros.

Riesgos y efectos secundarios

La ineficacia de un enantiómero es un efecto secundario comparativamente inofensivo del uso de una mezcla racémica como fármaco. Un ejemplo trágico de efectos secundarios muy graves es la pastilla para dormir Contergan con el ingrediente activo talidomida. Contergan fue anunciado como un somnífero no letal en la década de 1950 y era popular entre las mujeres embarazadas porque también reducía las náuseas matutinas. Los experimentos con animales realizados hasta ese momento apenas mostraron efectos secundarios. Sin embargo, después del lanzamiento al mercado, se produjeron más malformaciones en los recién nacidos y el fármaco se retiró del mercado alemán después de cuatro años.

Luego, muchos estudios examinaron el modo de acción de la talidomida y pudieron demostrar que la molécula se une a un factor de crecimiento en el feto y, por lo tanto, interfiere con el desarrollo embrionario. Hasta ahora, este efecto teratogénico no podía atribuirse definitivamente a ninguno de los dos enantiómeros, especialmente porque los dos enantiómeros se convierten uno en otro en el cuerpo. Sin embargo, estudios similares sugieren que el enantiómero (S) de la talidomida puede tener efectos más dañinos.

Con el anestésico local bupivacaína, existe un riesgo significativo de entrada accidental en el torrente sanguíneo. El enantiómero (R) provoca una caída más fuerte en la frecuencia cardíaca que el enantiómero (S) correspondiente. Sin embargo, ambos muestran un efecto anestésico comparable. Si se usa aquí un ingrediente activo enantioméricamente puro (S), estos efectos secundarios graves para el paciente pueden reducirse.