Para el examen serum de farmacia y bioquimica

1. EXAMEN NACIONAL DE
FARMACIA Y
BIOQUÍMICA - ENAFB
2023 (SERUMS)
Dr. Q.F. LUIS MIGUEL V. FELIX VELIZ Mg.
RELACIÓN
ESTRUCTURA
QUÍMICA-ACTIVIDAD
Universidad Nacional Mayor de San Marcos
Universidad del Perú. Decana de América
Facultad de Farmacia y Bioquímica

2. Paracetamol
Amoxicilina

3. Desde hace tiempo que en medicina se han usado diferentes compuestos químicos para
curar enfermedades. Sobre estos compuestos se ignoraba tanto su estructura molecular
como la acción precisa sobre el correspondiente organismo. En la actualidad, los
químicos sintetizan moléculas con propiedades farmacológicas bien determinadas que
constituyen la base de los medicamentos.
¿Por qué debemos estudiar la relación estructura química-acción farmacológica?
Es la acción de acuerdo con su estructura, los enlaces químicos entre las moléculas
del fármaco y el receptor. Se investiga en el laboratorio para formar agentes con
mayores acciones que el fármaco natural o con menos efectos indeseables, preservando
la acción farmacológica .
La vida según el bioquímico Christian de Duve es un sistema que se mantiene en un
estado lejos del equilibrio, que crece y se multiplica con la ayuda de un flujo continuo de
energía y materia suministrado por el ambiente externo. De manera simplificada, todo
organismo vivo puede considerarse como un sistema físico-químico y como tal esta
sometido a las leyes de la naturaleza, las cuales son imperativas e ineludibles.

4. RELACIÓN ESTRUCTURA QUÍMICA-ACTIVIDAD
Generalmente la actividad
es consecuencia de una
interacción específica
entre el fármaco y una
macromolécula biológica
(diana farmacológica o
receptor).
La Química Medicinal o Farmacéutica es una disciplina en la que convergen la Química y
la Farmacología y que tiene como finalidad Diseñar , Sintetizar y Desarrollar Fármacos.
Un fármaco es una molécula bioactiva que en virtud de su estructura y configuración química
puede interactuar con macromoléculas proteicas, generalmente denominadas receptores,
localizadas en la membrana, citoplasma o núcleo de una célula, dando lugar a una acción y un
efecto evidenciable.
A esta relación
se le denomina
Relación estructura-actividad
(REA)
Structure-activivity relationship
(SAR)
El análisis de la Structure-activivity relationship (SAR=REA) permite determinar el grupo químico
responsable de presentar una acción farmacológica, esto permite modificar la estructura química y
también su efecto o potencia.

5. Esta idea de la relación entre la estructura química de una molécula y su actividad
biológica fue presentada por Crum-Brown y Fraser en 1865.
Con el avance de las investigaciones se perfecciono para construir relaciones matemáticas
de Quantitative Structure-activivity relationship (QSAR) Relación cuantitativa estructura
química-actividad.
¿Cuál es el objetivo de SAR:
Identificar las partes de la molécula bioactiva (fármaco) que son importantes para la
actividad biológica y también las que no interactúan.
Un fármaco es una molécula bioactiva que en virtud de su estructura y configuración
química puede interactuar con macromoléculas proteicas, generalmente denominadas
receptores, localizadas en la membrana, citoplasma o núcleo de una célula, dando lugar a
una acción y un efecto evidenciable.
Los fármacos se unen a los receptores mediante dos tipos de unión: unión covalente y
unión no covalente. Unión covalente Cuando dos átomos comparten electrones de
valencia se dice que existe una unión covalente
También se utiliza el concepto de farmacóforo para designar una estructura química que
presenta una actividad biológica determinada.

6. ¿Cómo entiendo todo ello?

8. POLARIDAD-Propiedades físico químicas
Los grupos funcionales generalmente se clasifican como hidrofóbicos o
hidrofílicos por sus características de carga y polaridad.
Las PROPIEDADES FÍSICO-
QUÍMICAS del fármaco van a
condicionar muchos de estos
procesos, por lo que son de gran
importancia en cuanto a la
biodisponibilidad del fármaco.
Así, por ejemplo, de las
solubilidad en agua y en
lípidos dependerá el grado de
absorción a través de las
membranas, la acumulación en
depósitos grasos (distribución)
o la velocidad de eliminación.

9. ❖Análisis sistemático de: polaridad molecular, interacciones intermoleculares y a
partir de allí: deducción de propiedades físicas de compuestos orgánicos que
presentan un determinado GF, principalmente: solubilidad, punto de ebullición, punto de
fusión.
DIPOLO DIPOLO PERMANENTE
DIPOLO DIPOLO TRANSITORIO
MAYOR FUERZA
DE ATRACCIÓN
INTERACCIONES INTERMOLECULARES
PUENTE HIDRÓGENO

10. Interacción puente hidrógeno entre
dos moléculas de ácidos
carboxílicos
dipolo-dipolo permanente
entre cetonas
Interacción entre dipolos transitorios
(cadenas hidrocarbonadas)

11. RELACIÓN ESTRUCTURA QUÍMICA-ACTIVIDAD
Se pueden hacer algunas generalizaciones acerca de la
actividad biológica resultante de cambios estructurales
específicos:
❖Tamaño y forma del esqueleto carbonado
❖Naturaleza y grados de sustitución
❖Estereoquímica
❖Introducción de nuevos sustituyentes
Representación de diferentes ligandos dispuestos
alrededor del sitio activo de un blanco proteico.

12. Rama de la Química que se encarga de estudiar la estructura tridimensional de los átomos
que componen una determinada molécula y cómo afecta esto a las propiedades y reactividad
de la misma, esta rama es denominada Estereoquímica.
La estructura tridimensional de los compuestos juega un papel importante dentro de la
industria farmacéutica, ya que dicha característica es quizás uno de los factores más
importantes que se deben de considerar en la síntesis de medicamentos pues esto permite
evaluar las múltiples respuestas que el determinado medicamento pueda generar en
nuestro organismo.
ESTEREOQUÍMICA
CONCEPTOS IMPORTANTES
La Quiralidad es un término empleado para
nombrar a aquellos objetos que no son
superponibles con su imagen especular
(imagen en un espejo).
Pero ¿cuál es la causa de la Quiralidad en
una molécula?
La causa más común de la Quiralidad
molecular es la presencia de un centro
asimétrico: un átomo de carbono tetraédrico
unido a cuatro sustituyentes DISTINTOS.

13. ISOMERÍA ÓPTICA
Los compuestos que presentan en su estructura
química carbono asimétrico (o quiral), tienen la
propiedad de hacer girar el plano de la luz polarizada
hacia la derecha o hacia la izquierda.
Esta propiedad se mide en un aparato llamado
polarímetro y se denomina actividad óptica. Si el
estereoisómero hace girar la luz hacia la derecha se
denomina dextrógiro (d, +), y si lo hace hacia la
izquierda se denomina levógiro (l,-).
Mezcla Racémica: es una mezcla de isómeros
ópticos, ósea, es una mezcla de 50% de
levógiro y 50% de dextrógiro. Esta mezcla no
desvía la luz polarizada es ópticamente
inactiva.

14. Importancia biológica de la Quiralidad
Los organismos vivos conservan y sintetizan compuestos quirales, por
ejemplo, todas las proteínas contienen los L-aminoácidos y el DNA
contiene D-azúcares.
Las células son capaces de discriminar los isómeros ópticos.

15. OLOR

16. Quiralidad y
fármacos
• Es importante señalar que
la mayoría de los
medicamentos que son
sintetizados en el laboratorio
por lo general son vendidos
como una mezcla racémica.
Si el fármaco posee dos enantiómeros, la mayoría de las veces, ocurre que sólo uno de ellos posee la
actividad terapéutica deseada ya que los receptores de nuestro organismo diferencian entre un
enantiómero y otro, por lo que sólo pueden interactuar con uno de ellos en específico (son
enantioselectivos), también puede ocurrir el caso de que uno de los enantiómeros produzca efectos
secundarios nocivos o que incluso a pH fisiológico el enantiómero se racemice, es decir, se convierta
parcialmente en el otro.
Resumiendo lo anterior, pueden presentarse diferentes casos en la mezcla de los dos enantiómeros:
Caso I. Uno de los enantiómeros es inactivo
dentro de la mezcla racémica.
El ibuprofeno es un antiinflamatorio empleado
frecuentemente como analgésico, éste posee un
carbono asimétrico y por lo tanto existe como un
par de enantiómeros. El enantiómero (S)-
ibuprofeno es el componente activo
(antiinflamatorio), mientras que el (R)-ibuprofeno
es inactivo; a pesar de esto, el Ibuprofeno se
comercializa como una mezcla de los dos
enantiómeros.
Estudios han demostrado que nuestro organismo
es capaz de convertir el enantiómero R en el S en
reacciones que se llevan a cabo lentamente.
Quiralidad y fármacos

17. Caso II. Un enantiómero presenta actividad
terapéutica favorable, mientras que su imagén
presenta efectos secundarios perjudiciales.
• La Talidomida servía como sedante y para calmar
las náuseas, sus propiedades farmacológicas residían
en la (R)-talidomida, pero se suministraba la mezcla
racémica. Lo que en ese momento se desconocía era
que la (S)-talidomida era un agente taratogénico, es
decir, podía provocar malformaciones fetales.
Caso III. Ambos enantiómeros poseen
beneficios positivos.
El caso de los esteroisómeros del propoxifeno. El
enantiómero R,S (dextropropoxifeno) es un analgésico
potente, mientras que su estereoisómero S,R
(levopropoxifeno) es un antitusivo eficaz, fármaco
empleado para tratar la tos seca.

18. NAPROXENO: Sólo el enantiómero S tiene actividad analgésica y
antiinflamatoria, 28 veces más activo.
El enantiómero R es inactivo, es hepatotóxico.
La forma racémica es simplemente un medicamento que es 50% puro y
contiene un 50% de "ingredientes inhertes", aunque en el organismo se
convierte despacio en la forma S, que es la activa.

19. PROPANOLOL: tratamiento de la hipertensión arterial, es un agente
antirítmico: reduce el ritmo cardiaco así como las fuerzas contráctiles del
corazón.
Se ha demostrado que sólo el S-(-)-propanolol es efectivo para el tratamiento de
angina. De hecho, es 100 veces más potente que el isómero R-(+)(anticonceptivo).

20. S(-) Levobupivacaína
Antagonismo
R (+) Dextro Bupivacaína
Agonismo
BUPIVACAÍNA
Anestésico local del grupo de las aminoamidas. Es un fármaco especialmente liposoluble y con
una alta fijación a proteínas esto condiciona una resistencia a la hidrólisis del fármaco por parte
del organismo. Su vida media es más larga que los demás anestésicos locales como también es
mayor su cardiotoxicidad.

21. El trabajo del químico, químico farmacéutico esta en el área de la química medica, un
campo interdisciplinario que comprende la química, bioquímica (estudio de proteínas,
enzimas, etc.), fisiología (absorción, metabolismo, excreción, etc.) y la toxicología e implica el
descubrimiento, desarrollo y comercialización de fármacos incluyendo el diseño, el estudio
de su química computacional considerando la mecánica y dinámica molecular, la síntesis
que puede usar la química combinatoria, el estudio farmacológico, farmacocinético y
farmacodinámico, etc.
Emil Fischer y Paul Ehrlich en el siglo pasado, propusieron independientemente uno del
otro, mecanismos moleculares para explicar las interacciones de determinadas sustancias y
las estructuras biológicas del organismo humano. Fischer uso la idea de la “llave y la
cerradura" mientras que Ehrlich sugirió la idea de bala mágica, como bala que llevaría el
medicamento hacia la diana de la enfermedad. Ambas ideas han tenido éxito en la moderna
investigación farmacológica. Tanto el concepto de que la enfermedad tiene un origen
molecular como la utilización de un producto con actividad biológica que se dirija a un lugar
determinado del organismo constituyen la base del actual diseño de fármacos.
Así tenemos con otras palabras los conceptos de donante, receptor y reconocimiento
molecular. Un donante es una molécula o supramolécula capaz de producir interacciones
intermoleculares débiles del tipo hidrófilo (electrostáticas, enlaces de hidrogeno, fuerzas de
Van der Waals) o entre grupos no polares (lipófilos o hidrófobos) con un receptor,
constituyendo el proceso un reconocimiento molecular.

22. Gran parte de los fármacos son compuestos quirales, esto porque en
cierta forma nuestro organismo también lo es.
La acción de un fármaco en nuestro cuerpo ocurre al momento en que
este interactúa con un receptor o una enzima.
Los receptores son macromoléculas que por lo general son de naturaleza
proteica.
La interacción fármaco-receptor es análoga a la unión de las piezas de
un rompecabezas, pues sólo la molécula con la configuración adecuada
“encajará” en el sitio activo del receptor y cuanto mejor sea esta
afinidad, el fármaco presentará un efecto mayor.

23. En general, para que un donante (ligando) se enlace con un receptor, es necesario que además de
tener una forma adecuada que sea complementaria del receptor, debe poder establecer interacciones
intermoleculares, con valores favorables de las funciones termodinámicas y cinéticas.

26. Se ha observado que grupos o funciones químicas diferentes tienen la misma actividad
biológica: son los bioisósteros. Así se puede substituir un oxigeno de un grupo carbonilo
(=C=0) por un grupo difluormetilo -CHF2 o un grupo metilo -CH3 por un átomo de cloro -
Cl. Por otra parte, la sustitución de un grupo por otro puede permitir la posibilidad de
modificar la actividad biológica del fármaco.
INTRODUCCIÓN DE NUEVOS SUSTITUYENTES
Formación de análogos por introducción de nuevos sustituyentes
➢Polaridad
➢Forma
➢Metabolismo
➢Variación de la potencia
➢Duración de la acción farmacológico
➢Estabilidad metabólica
➢Efectos secundarios no deseados

27. Introducción de nuevos sustituyentes
Grupos metilos
Pueden reducir o cambiar ciertos efectos

28. La Hipertensión Arterial (HTA) es un síndrome que presenta elevada incidencia y prevalencia en la población
general y aumenta con la edad del paciente. Se trata de una elevación persistente de la Presión Arterial
Sistólica (PAS) y/o Diastólica (PAD) por encima de unos límites establecidos como normales.
RELACIÓN ESTRUCTURA QUÍMICA ACTIVIDAD FARMACOLÓGICA
ANTIHIPERTENSIVOS

29. Fármacos antihipertensivos:
-Inhibidores de la enzima convertidora de
angiotensina
-Antagonistas de los receptores de
angiotensina II
-Diuréticos
-Antagonistas Beta adrenérgicos
-Bloqueadores de los canales de calcio tipo L
-Otros antihipertensivos: AlfametilDopa
PRINCIPALES GRUPOS TERAPÉUTICOS

30. https://es.slideshare.net/alekseyqa/inhibidores-de-la-enzima-convertidora-de-angiotensina-41835414

31. https://es.slideshare.net/alekseyqa/inhibidores-de-la-enzima-convertidora-de-angiotensina-41835414

32. ESTRUCTURA QUÍMICA DE LOS INHIBIDORES DE LA ENZIMA DE CONVERSIÓN DE ANGIOTENSINA (IECA)

33. captopril enalapril ramipril

34. Inhibidores de la enzima de conversión de angiotensina (IECA): bloquean de forma competitiva la ECA que
transforma la angiotensina I en angiotensina II, reduciendo niveles plasmáticos y tisulares, así como las acciones
de la angiotensina 2. Los IECA actúan a nivel vascular y cardíaco, además tienen propiedades cardioprotectoras
por sus acciones antihipertensivas, antianginosas, antiarritmicas, reversión de hipertrofia cardiovascular y
reducción de morbimortalidad de pacientes con HTA o IC.

35. ESTRUCTURA QUÍMICA DE LOS ANTAGONISTAS DEL RECEPTOR AT1 DE LA ANGIOTENSINA II (ARA II)

36. En amarillo, por ejemplo, se señala el grupo bifenilo, en rojo el tetrazol, y en verde el imidazol.
Estructura química de los ARA-II comercialmente distribuidos. (A) Candesartán. (B) Eprosartán.
(C) Irbesartán (D) Losartán. (E). Olmesartán (F) Telmisartán (G) Valsartán (H) Azilsartán

37. Antagonistas de los receptores AT1 de la angiotensina II (AII): producen bloqueo competitivo de las acciones
de la AII que están mediadas a través de la estimulación de receptores AT1. Las acciones farmacológicas son
muy similares a los IECA pero los ARAII no producen tos.

38. ESTRUCTURA QUÍMICA DE LOS BLOQUEANTES DE LOS CANALES DE CALCIO

39. Bloqueantes de los canales de calcio:
inhiben el flujo de entrada de Ca a
través de los canales de tipo L,
mediante bloqueo:
-Uso-dependiente: cuantas más veces
se abra el canal más probable es que
sea bloqueado.
-Voltaje-dependiente: bloqueo del
canal con mayor eficiencia en
presencia de potenciales más
despolarizados.
Los efectos farmacológicos incluyen
vasodilatación arterial (sobre todo las
DHP), efectos cronotrópicos,
dromotrópicos e inotrópicos negativos
(verapamilo y diltiazem disminuyen
frecuencia y contractibilidad
cardíacas reduciendo demandas
miocárdicas de oxígeno) y
antiescleróticos.
https://twitter.com/pharmacopola/status/1347982998491324425

40. Diuréticos: conjunto de fármacos que aumentan el flujo de la orina y la excreción urinaria de sodio
actuando sobre el riñón. Cada grupo de fármacos posee un mecanismo de acción específico (tabla).

41. Su utilidad terapéutica varía mucho en función de su acción depletora de volumen, efectos iónicos y
acciones hormonales. Los diuréticos del asa son más eficaces para tratamiento del edema, las tiazidas
para la HTA y los ahorradores de potasio son la mejor alternativa para compensar hipopotasemia
inducida por los anteriores.

42. RELACIÓN ESTRUCTURA QUÍMICA ACTIVIDAD FARMACOLÓGICA
Los anestésicos locales son moléculas Anfipáticas
ANESTÉSICOS LOCALES
Propiedades Físico-Químicas

43. Núcleo aromático Éster
Amida
Amina
Responsable de la liposolubilidad
de la molécula
Determinará el tipo de degradación
que sufrirá la molécula.
Cadena alquílica, puede tener
un alcohol con 2 átomos de
carbono, influye en la
liposolubilidad de la molécula,
que aumenta con el tamaño de
la cadena, en la duración de
acción y en la toxicidad.
Determina la hidrosolubilidad
de la molécula y su unión a
proteínas plasmáticas y lo forma
una amina terciaria o
cuaternaria.
Los aminoésteres (metabolizados
en el hígado y por colinesterasas
plasmáticas) y aminoamidas
(metabolizados en el hígado).

44. Los anestésicos locales (AL) actúan por BLOQUEO DE LA CONDUCTANCIA al Na+, es
decir bloqueando el canal iónico de Na+ e impidiendo la despolarización y propagación del
impulso nervioso. Este bloqueo iónico de membrana es el que explica el bloqueo de
conducción a nivel de nervio periférico.