Estereoisómero

Qué es un estereoisómero

El término combina el prefijo griego στερεός (stereós, "sólido, tridimensional") con isómero, que a su vez proviene de ἴσος (ísos, "igual") y μέρος (méros, "parte"). La traducción literal sería algo así como "compuesto de las mismas partes, con disposición tridimensional distinta". La clave reside en que dos estereoisómeros comparten fórmula y conectividad (el orden en que los átomos se enlazan es idéntico), pero varían en la orientación espacial de al menos un grupo atómico.

Para que exista estereoisomería es necesario que la molécula contenga al menos un centro estereogénico, habitualmente un átomo de carbono unido a cuatro sustituyentes distintos (lo que la química denomina quiralidad). Esa condición impide que la molécula y su imagen especular sean superponibles, del mismo modo que la mano derecha no encaja en un guante izquierdo.

Clasificación de los estereoisómeros

Los enantiómeros constituyen pares de moléculas que son imagen especular la una de la otra sin poder superponerse. Comparten todas las propiedades físicas (punto de fusión, solubilidad, densidad) excepto una: desvían el plano de la luz polarizada en sentidos opuestos. Por eso se habla de isómero dextrógiro (+) y levógiro (-).

Cuando se trata de diastereoisómeros, la situación es distinta: no son imágenes especulares entre sí. Un epímero, por ejemplo, es un diastereoisómero que difiere en la configuración de un solo centro quiral. Los diastereoisómeros, sin embargo, sí presentan propiedades físicas distintas y pueden separarse por métodos convencionales de laboratorio (cromatografía, cristalización). Existe también la isomería geométrica (cis-trans), frecuente en moléculas con dobles enlaces o en compuestos cíclicos, que representa otro caso particular de diastereoisomería.

Relevancia en farmacología y bioquímica

Que dos moléculas tengan la misma fórmula y la misma secuencia de enlaces no garantiza que se comporten igual en un organismo vivo. Los receptores biológicos, las enzimas y las proteínas transportadoras son quirales, y por tanto distinguen entre enantiómeros con una especificidad que puede resultar dramática.

El farmacólogo escocés Arthur Robertson Cushny documentó en 1908 que la (-)adrenalina era el doble de potente que la mezcla racémica como vasoconstrictor. Fue la primera demostración rigurosa de que los enantiómeros de un mismo fármaco podían tener actividades biológicas muy diferentes. El caso que consolidó esta conciencia en la regulación sanitaria fue la talidomida: su forma R ejercía el efecto sedante buscado, mientras que la forma S provocaba malformaciones congénitas graves. La tragedia, hecha pública a principios de los años sesenta, cambió las exigencias regulatorias para el desarrollo de medicamentos quirales en todo el mundo.

Hoy, las agencias reguladoras (entre ellas la Agencia Europea de Medicamentos, que publicó su primera guía al respecto en 1993) exigen que la farmacología y toxicología de cada estereoisómero se investiguen por separado antes de autorizar la comercialización de un fármaco racémico o de un enantiómero puro. Ese marco ha impulsado el desarrollo de los llamados "chiral switches": versiones enantiopuras de fármacos que antes se administraban como mezcla racémica.

Diferenciación con otros tipos de isomería

Conviene no confundir estereoisómero con isómero estructural. Los isómeros estructurales comparten fórmula molecular pero difieren en la conectividad (los átomos están enlazados en distinto orden). Un análogo químico tiene una fórmula diferente: ha ganado, perdido o sustituido átomos en relación con la molécula original. La distinción importa porque un análogo se diseña expresamente para modificar la actividad de un compuesto, mientras que un estereoisómero existe de forma inherente en cualquier molécula que contenga centros quirales.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene el término "estereoisómero"?

Del griego στερεός (stereós, sólido, tridimensional) combinado con ἴσος (ísos, igual) y μέρος (méros, parte). Se acuñó en el contexto de la estereoquímica del siglo XIX, cuando los trabajos de Louis Pasteur sobre los cristales del ácido tartárico (1848) demostraron que moléculas con idéntica composición podían diferir en sus propiedades ópticas por razones puramente espaciales.

¿Todos los fármacos tienen estereoisómeros?

No. Solo los que contienen al menos un centro estereogénico, generalmente un carbono unido a cuatro sustituyentes distintos. Moléculas simétricas o con un plano de simetría interno no presentan quiralidad y, por tanto, carecen de enantiómeros. Se estima que entre el 50 y el 60 % de los fármacos comercializados contienen al menos un centro quiral.

¿Es lo mismo "enantiómero" que "estereoisómero"?

Estrictamente, no. Todo enantiómero es un estereoisómero, pero no todo estereoisómero es un enantiómero. Los diastereoisómeros también pertenecen a la categoría de estereoisómeros sin ser imágenes especulares entre sí. La relación es de inclusión: "estereoisómero" es el concepto amplio; "enantiómero" y "diastereoisómero" son sus dos subtipos.

¿Qué relación tiene con la quiralidad?

Directa. La quiralidad (propiedad de un objeto de no ser superponible con su imagen especular) es la condición molecular que da origen a los enantiómeros, el tipo más estudiado de estereoisómero. Sin quiralidad, no hay enantiómeros posibles.

Referencias

1. Real Academia de Ingeniería. Estereoisómero (definición).
2. Wikipedia en español. Estereoquímica.
3. Wikipedia en español. Estereoisomería.
4. Real Academia Nacional de Medicina. Diccionario de términos médicos (DTMe).