El consumo de medicamentos es muy común en nuestra sociedad actual, el avance de la medicina y el desarrollo de fármacos nos capacita de poder tomar sustancias que nos alivian.
¿Cómo se metaboliza un medicamento?
El metabolismo de fármacos se refiere a un conjunto de reacciones por las que los fármacos se convierten en otros compuestos que son usados por el organismo o excretados. Existen distintos tipos de vías de excreción de medicamentos; en este post se analizará una vía común denominada conjugación del ácido glucurónico, o simplemente, glucuronidación. Para poder entender este proceso hay que analizar las reacciones SN2.
El mecanismo SN2: Sustitución Nucleófila Bimolecular
Durante la década de 1930, Sir Christopher Ingold y Edward D. Hughes (Universidad College, Londres), investigaron las reacciones de sustitución en un intento de dilucidar su mecanismo. Durante muchos estudios propusieron un mecanismo concertado para muchas de las reacciones de sustitución que estudiaron.
Observaciones cinéticas y estereoquímicas
La cinética de las reacciones químicas es la velocidad en la que se llevan a cabo las reacciones. En este tipo de reacciones descubrieron que la velocidad es dependiente del sustrato y del nucleófilo. Esto quiere decir, que si se duplica la concentración del sustrato o del nucleófilo se duplicará por ende, la velocidad de la reacción; siendo la ecuación de velocidad de segundo orden.
Otra evidencia que cabe destacar, es que si el átomo de carbono que va a sufrir la reacción o donde se va a llevar a cabo la sustitución es un centro quiral (es decir, cuatro átomos unidos a sustituyentes distintos) habrá, en general un cambio en la configuración. Se dice que esta reacción es estereoespecífica, debido a que la configuración del producto depende de la configuración del material de inicio.
La reacción propuesta consiste en un ataque de nucleófilo (HS–) al centro quiral, logrando así la pérdida del grupo bromuro (Br–) y consiguiendo una inversión en la configuración.
Nucleófilo
Para finalizar de entender este tipo de reacciones es importante comprender la naturaleza del nucleófilo. Un centro nucleófilo es un átomo con una gran cantidad de electrones, por lo que es capaz de donar un par de electrones. Ateniéndonos a la definición del nucleófilo se puede observar que es sinónimo de una base de Lewis. Según lo dicho anteriormente, la concentración del nucleófilo y la fuerza de éste, es decir la capacidad de donar el par de electrones, influirán en la velocidad de la reacción.
Glucuronidación
Analizaremos esta vía en distintos pasos:
- La formación de UDPGA (uridina-5´-difosfato-alfa-D-ácido gluclurónico) a partir de la glucosa implica la conversión de un mal grupo saliente (hidróxilo, –OH) en un buen grupo saliente.
- A continuación, se produce una sustitución nucleófila, es decir, el fármaco que está siendo metabolizado provoca la salida de UDP provocando así, una sustitución en el ácido glucurónico dando lugar al compuesto conocido como beta-glucurónido. Para que esto se lleve a cabo es necesario un catalizador biológico (enzima) denominada UDP-glucuronil transferasa. La formación de este compuesto, beta-glucurónido, es vital ya que es un compuesto muy soluble en agua por lo que se excreta con facilidad por la orina.
Muchos grupos funcionales sufren gglucuronidación, pero los alcoholes y los fenoles son la clase de compuestos que con mayor frecuencia sufren esta vía metabólica. Por ejemplo, la morfina, el paracetamol y el cloranfenicol se metabolizan a través de la glucuronidación.
En cada uno de estos tres compuestos, el grupo hidroxilo destacado ataca a UDPGA. La glucuronidación es la principal vía metabólica por la que estos fármacos son eliminados.
Conclusiones
Una vez más, el desarrollo y estudio de las reacciones de química orgánica y poder entender el mecanismo de la sustitución nucleófila nos ayuda a comprender como nuestro cuerpo es capaz de metabolizar y excretar aquello que nos puede perjudicar. Una vez más la complejidad del ser humano nos enseña su majestuosidad.
Con este pequeño artículo hacemos honor a dos grandes químicos orgánicos que trabajaron juntos para poder ayudarnos a entender nuevos mundos.
Bibliografía
1 – Klein D., (2008) Química Orgánica, Editorial medica Panamericana.
