Introducción a la Química Farmacéutica: Estructura, Clasificación y Nomenclatura

Introducción a la Química Farmacéutica

La química farmacéutica es la ciencia que estudia los fármacos desde un punto de vista químico y los principios usados para su diseño. Su metodología, basada en la relación entre la estructura química de un fármaco y su actividad biológica, la diferencia de otras ciencias. Según la IUPAC, la química farmacéutica abarca el descubrimiento, la identificación y la interpretación de la actividad biológica de los fármacos a nivel molecular, así como su síntesis.

Etapas de la Química Farmacéutica

• Etapa de descubrimiento: Se elige el objetivo terapéutico y se fabrican fármacos o sustancias activas (cabezas de serie) que interactúan con él. Estas sustancias provienen de la síntesis química, la naturaleza o la biotecnología.
• Etapa de optimización: Se modifica la cabeza de serie, conociendo su estructura y actividad, adaptando su toxicidad, selectividad y potencia. Algunas cabezas de serie pueden ser descartadas en esta etapa.
• Etapa de desarrollo: Se adapta el fármaco para su uso clínico, mejorando sus propiedades y formulación.

Conceptos Básicos

• Fármaco o principio activo: Sustancia pura, obtenida por síntesis artificial o de la naturaleza, definida químicamente y con actividad biológica y efectos terapéuticos. Si es beneficiosa, se genera el medicamento.
• Medicamento: Cuando un fármaco tiene efectos terapéuticos beneficiosos, se desarrolla el medicamento. Este se compone de uno o varios principios activos junto con excipientes, y es apto para el consumo (de forma oficial y aprobada).
• Excipiente: Sustancia, generalmente inerte, que se añade a los fármacos para mejorar sus propiedades galénicas.
• Receptor: Partes estructurales biológicas, mayoritariamente en membranas celulares (también nucleares, enzimáticos e intracelulares), a las que se unen los fármacos para generar su actividad biológica terapéutica. Algunos enzimas son un ejemplo de receptores.

Estructura de los Fármacos

El conocimiento estructural es fundamental para el estudio, síntesis y análisis de fármacos. El estudio sistemático requiere comprender el mecanismo de acción a nivel molecular.

Tipos de Clasificación de Fármacos

• Según la especificidad de su estructura:
  • Estructuralmente inespecíficos: Minoritarios. Su acción no se relaciona con la estructura, sino con su capacidad de modificar las propiedades de un medio biológico. Fármacos con estructuras diferentes pueden tener la misma actividad (ej. anestésicos generales como el dietiléter o cloroformo).
  • Estructuralmente específicos: Mayoritarios. Su acción está ligada a su estructura, por lo que un cambio en ella inhibe la actividad del fármaco.
• Según la acción terapéutica: Se clasifican según dónde y cómo actúan, distinguiendo la acción terapéutica sobre órganos, efectos idénticos y síndromes patológicos. A su vez, se ordenan según su estructura (ej. antibióticos de estructura similar como penicilinas y tetraciclinas).
• Quimioterápicos o farmacodinámicos: Los farmacodinámicos regulan las funciones fisiológicas a través de biomoléculas (enzimas, neurotransmisores, etc.), que a su vez son reguladas por agentes externos (imitan su acción, regulan síntesis, metabolismo, almacenamiento, etc.). Los quimioterápicos defienden el organismo de microorganismos patógenos alterando sus procesos bioquímicos, inactivando su actividad o eliminándolos (ej. antivirales).

Nomenclatura de Fármacos

La nomenclatura es crucial para la clasificación de fármacos. Dada la naturaleza principalmente privada de la industria farmacéutica, es necesario distinguir entre fármacos con y sin propietario.

Nombres con Propietario (Uso Restringido)

• Código de fabricante: Combinación de letras y números, utilizado durante la investigación y el desarrollo del fármaco.
• Nombre comercial: Nombre registrado, propiedad del laboratorio, que corresponde al medicamento, no al principio activo.

Nombres sin Propietario (Uso Libre)

• Denominación Común Internacional (DCI): Corresponde al principio activo, aceptada por la International Nonproprietary Name (INN) y propuesta por la OMS para asegurar un nombre sencillo, único y no relacionado con el fabricante.

En algunos países se utilizan denominaciones comunes nacionales que indican el parentesco entre fármacos, con terminaciones elaboradas por la OMS (profeno, azepam, etc.). Existe también el sistema de clasificación Anatómico Terapéutico Químico (ATC), que utiliza números, letras y un código alfanumérico para indicar el lugar de acción, grupo químico, actividad, etc. Además, se asigna un nombre químico sistemático, propuesto por la IUPAC, que sigue las reglas de nomenclatura.

En algunos casos, la complejidad del fármaco requiere la adaptación de nombres semisistemáticos, que utilizan prefijos modificadores de la estructura base del fármaco natural. Por ejemplo, en los esteroides se usan prefijos como ciclo (enlace adicional), des (eliminación de anillo), homo (añade átomos de carbono), etc. Las prostaglandinas se nombran de forma abreviada con números y letras.