Enantiómero

Qué es un enantiómero

En estereoquímica, dos enantiómeros constituyen un par de moléculas que se relacionan entre sí como la mano derecha y la izquierda: idénticas en composición atómica y en la secuencia de enlaces, pero con una disposición espacial que impide superponer una sobre otra. Este fenómeno se presenta cuando la molécula posee al menos un carbono asimétrico, es decir, un átomo de carbono unido a cuatro sustituyentes distintos. La propiedad geométrica subyacente recibe el nombre de quiralidad.

El término fue acuñado a partir del griego ἐνάντιος (enántios, "opuesto") y μέρος (méros, "parte"), lo que transmite la idea de partes opuestas de un todo. Se nomina cada enantiómero con los prefijos R y S (del latín rectus y sinister), según las reglas de prioridad de Cahn, Ingold y Prelog publicadas en 1966. Existe también la nomenclatura (+) y (-), más antigua, que describe el sentido en que cada enantiómero rota el plano de luz polarizada.

Comportamiento en los sistemas biológicos

Los receptores, las enzimas y las proteínas de transporte del organismo son, ellos mismos, moléculas quirales. Eso significa que distinguen entre los dos enantiómeros de un fármaco del mismo modo que una mano derecha distingue un guante derecho de uno izquierdo. Uno de los enantiómeros puede encajar en el sitio activo del receptor y producir el efecto terapéutico buscado, mientras que el otro queda excluido o, peor aún, desencadena una respuesta indeseada.

La (S)-ketamina, por ejemplo, actúa como anestésico; la (R)-ketamina tiene propiedades alucinógenas. En entornos no biológicos (punto de fusión, solubilidad, espectro infrarrojo), ambas formas son indistinguibles. Esa asimetría de comportamiento biológico obedece a que la interacción fármaco-receptor es tridimensional: la geometría del sitio de unión selecciona una de las dos imágenes especulares con mucha mayor afinidad que la otra.

La lección de la talidomida

Pocas moléculas han ilustrado con tanta claridad la importancia clínica de los enantiómeros como la talidomida. Comercializada en la década de 1950 como sedante para embarazadas, se dispensaba como mezcla racémica, es decir, con ambos enantiómeros en proporción 1:1. Uno de ellos tenía efectos sedantes; el otro resultó ser teratogénico y provocó malformaciones congénitas graves en miles de niños. La catástrofe aceleró la regulación farmacéutica internacional y llevó a las agencias reguladoras (FDA en 1992, EMA posteriormente) a exigir que todo fármaco quiral se evalúe con datos de cada enantiómero por separado antes de autorizar su comercialización.

Mezcla racémica y fármacos enantiopuros

Cuando un medicamento contiene ambos enantiómeros en cantidades iguales, se habla de mezcla racémica o racemato. La tendencia actual en la industria farmacéutica es desarrollar fármacos enantiopuros, que contienen solo el estereoisómero con actividad terapéutica. Se consigue así mayor potencia con dosis más bajas y se reduce la exposición del paciente a una forma molecular sin beneficio o con riesgo. El Premio Nobel de Química de 2001, concedido a William Knowles, Ryoji Noyori y Barry Sharpless por sus trabajos en síntesis asimétrica, reflejó el peso que la obtención selectiva de enantiómeros había adquirido tanto en química como en medicina.

Diferenciación con el estereoisómero y el diastereómero

El estereoisómero es el concepto amplio: dos moléculas con la misma fórmula y la misma conectividad de enlaces pero con distinta disposición espacial. Los enantiómeros son un tipo particular de estereoisómeros, aquellos que son imagen especular entre sí. Los diastereómeros, en cambio, son estereoisómeros que no guardan esa relación de espejo y presentan propiedades físicas distintas incluso en entornos aquirales: diferente punto de fusión, diferente solubilidad. La quiralidad es la propiedad que subyace a toda esta familia de relaciones geométricas.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene la palabra enantiómero?

Del griego ἐνάντιος ("opuesto") y μέρος ("parte"). Literalmente, "partes opuestas". El término se introdujo en la nomenclatura química para designar las dos formas especulares de una molécula quiral.

¿Es lo mismo enantiómero que isómero?

No. Isómero es el concepto más general: moléculas con la misma fórmula molecular pero distinta estructura o disposición espacial. Los enantiómeros son un subtipo concreto de isómeros (concretamente, de estereoisómeros) que se caracterizan por ser imágenes especulares no superponibles.

¿Por qué importan los enantiómeros en medicina?

Porque los receptores biológicos son quirales y reconocen cada enantiómero de forma distinta. Un enantiómero puede ser terapéutico y el otro inactivo, o incluso nocivo. La talidomida demostró las consecuencias de ignorar esa diferencia: el enantiómero sedante coexistía con otro teratogénico en la misma pastilla.

¿Qué es una mezcla racémica?

Es una mezcla que contiene los dos enantiómeros de una molécula en proporción 1:1. No rota la luz polarizada porque las rotaciones de ambas formas se cancelan mutuamente. Muchos fármacos antiguos se fabricaban como racematos; hoy se tiende a producir solo el enantiómero activo.

Referencias

1. Real Academia Nacional de Medicina de España. Enantiómero. Diccionario de términos médicos.
2. Manual MSD (versión para profesionales). Interacciones fármaco-receptor.
3. SAVALnet. La simplicidad en el mundo quiral.
4. Real Academia Española. Enantiómero. Diccionario de la lengua española.