Afinidad

Qué es la afinidad

En sentido biomédico, la afinidad mide la probabilidad de que dos moléculas formen un complejo estable cuando se encuentran. No indica cuántas moléculas se unen a la vez ni qué sucede después de la unión; se refiere estrictamente a la fuerza de un solo punto de contacto entre dos superficies moleculares complementarias.

La palabra procede del latín affinitas, derivado de affinis (compuesto de ad-, «junto a», y finis, «límite» o «frontera»). Su sentido original era topográfico: designaba la vecindad entre propiedades colindantes y, por extensión jurídica, el parentesco que el matrimonio creaba entre un cónyuge y los consanguíneos del otro. La Real Academia Española conserva hoy esa acepción familiar junto a las de proximidad y semejanza. Fue la química del siglo XVIII la que trasladó el término al laboratorio: en 1718, Étienne François Geoffroy presentó ante la Academia de Ciencias de París la primera table des rapports, un cuadro que ordenaba las sustancias según su tendencia a combinarse unas con otras. Esas «afinidades» químicas eran todavía cualitativas; faltaban dos siglos para que la termodinámica las convirtiera en magnitudes numéricas.

Cuantificación de la afinidad molecular

Cuando un ligando L se une a una proteína P y forma el complejo PL, la reacción es reversible. El complejo se disocia con una frecuencia que depende de lo estable que sea la unión. La constante de disociación (K_d) expresa justamente esa tendencia a separarse: cuanto menor es su valor, más fuerte resulta la interacción. Un anticuerpo con una K_d de 10⁻⁹ mol/L (un nanomolar) retiene a su antígeno con mucha más firmeza que otro cuya K_d sea de 10⁻⁶ mol/L. Tres órdenes de magnitud de diferencia.

En enzimología se utiliza un parámetro emparentado, la constante de Michaelis-Menten (K_m), que representa la concentración de sustrato a la cual la enzima trabaja a la mitad de su velocidad máxima. Una K_m baja indica que la enzima reconoce y captura su sustrato con facilidad, lo que equivale a decir que la afinidad entre ambos es alta. Conviene no confundir K_d y K_m: la K_d describe un equilibrio de unión puro, mientras que la K_m incorpora además la velocidad catalítica, de modo que solo coinciden numéricamente cuando la catálisis es mucho más lenta que la disociación del complejo enzima-sustrato.

Para medir la afinidad en el laboratorio se recurre a técnicas biofísicas que registran la formación y la rotura del complejo en tiempo real. La resonancia de plasmón superficial, por ejemplo, inmoviliza una de las dos moléculas sobre un chip sensor y hace pasar la otra en flujo continuo; la variación del índice de refracción en la superficie del chip revela cuántas moléculas se unen y a qué velocidad se sueltan. La calorimetría de titulación isotérmica ofrece una perspectiva distinta: mide el calor que libera o absorbe cada inyección de ligando, y de esa curva térmica se extraen tanto la K_d como la estequiometría de la interacción.

Maduración de la afinidad en la respuesta inmunitaria

Los anticuerpos que un linfocito B produce al inicio de una infección no son los mismos que produce semanas después. Durante la respuesta inmunitaria adaptativa, los linfocitos B activados migran al centro germinal del ganglio linfático, donde sus genes de inmunoglobulina sufren mutaciones somáticas aleatorias. Solo los clones cuyas mutaciones mejoran el encaje con el epítopo reciben señales de supervivencia; los demás mueren por apoptosis. Ronda tras ronda, la población de anticuerpos circulantes va ganando precisión. Es un proceso darwiniano a escala celular.

Este fenómeno, llamado maduración de la afinidad, explica por qué la respuesta inmunitaria secundaria genera anticuerpos IgG capaces de neutralizar al patógeno con eficiencias varios órdenes de magnitud superiores a las de la respuesta primaria. También es la razón por la que el índice de avidez de la IgG sirve para datar una infección: una avidez alta indica que los anticuerpos han pasado por el proceso de maduración y que, por tanto, la infección no es reciente.

Afinidad, eficacia y selectividad

En farmacología, la afinidad de un compuesto por su receptor es condición necesaria para que exista acción, pero no garantiza un efecto biológico. Un agonista necesita afinidad y además eficacia intrínseca (capacidad de activar el receptor tras la unión). Un antagonista, en cambio, ocupa el receptor con afinidad comparable pero carece de eficacia: lo bloquea sin estimularlo. Son dos propiedades independientes, y confundirlas conduce a errores conceptuales frecuentes en textos de divulgación.

La selectividad añade otra dimensión. Que un fármaco tenga alta afinidad por un receptor concreto dice poco si también la tiene por otros cinco. Lo que condiciona la utilidad clínica es la diferencia de afinidad entre la diana buscada y las dianas no deseadas. El fenómeno aplica igualmente fuera de la farmacología: en la cromatografía de afinidad, la purificación depende de que el ligando inmovilizado retenga solo la proteína de interés y deje pasar las demás.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene la palabra «afinidad»?

Del latín affinitas, formado sobre affinis («que linda con», de ad- + finis, «límite»). En origen designaba la proximidad territorial y el parentesco por matrimonio. La química la adoptó en el siglo XVIII para describir la tendencia de ciertas sustancias a combinarse, y la biomedicina moderna la ha restringido al terreno molecular: la fuerza de unión entre un ligando y su diana.

¿Es lo mismo afinidad que avidez?

No. La afinidad mide la fuerza de un solo punto de contacto entre dos moléculas, mientras que la avidez es la fuerza global resultante cuando una molécula (por ejemplo, un anticuerpo con varios parátopos) interacciona simultáneamente con múltiples sitios de un antígeno. Una IgM con diez puntos de unión puede compensar con avidez lo que le falta en afinidad individual. Puede consultar la entrada avidez para una explicación más detallada.

¿Puede un fármaco tener alta afinidad y no producir ningún efecto?

Sí, es exactamente lo que ocurre con los antagonistas. Se unen al receptor con afinidad elevada, ocupan el sitio de unión e impiden que el agonista natural acceda a él, pero no desencadenan respuesta celular porque carecen de eficacia intrínseca.

¿La afinidad de un anticuerpo cambia con el tiempo?

Depende del contexto. La molécula de anticuerpo aislada no se modifica, pero la población de anticuerpos que circula en la sangre sí cambia tras una infección o una vacunación: el proceso de maduración en los centros germinales selecciona clones con mayor afinidad, de modo que la respuesta inmunitaria mejora su precisión con cada exposición al mismo antígeno.

¿Qué unidades se usan para expresar la afinidad?

La K_d se expresa en unidades de concentración molar. Los valores habituales en biomedicina van desde el rango micromolar (10⁻⁶ M, interacciones débiles o transitorias) hasta el picomolar (10⁻¹² M, enlaces de altísima afinidad como los de ciertos anticuerpos monoclonales con sus antígenos diana).

Referencias

1. Manual MSD, versión para profesionales. Interacciones fármaco-receptor.
2. Real Academia Española. Afinidad. Diccionario de la lengua española.
3. Instituto Nacional del Cáncer (NCI). Definición de afinidad. Diccionario de cáncer del NCI.
4. Manual MSD, versión para público general. Acción de los fármacos.