Misturas Racêmicas

1. Misturas Racêmicas

Chama-se recêmico ou mistura racêmica à mistura do isômero dextrógiro e seu antípoda levógiro em quantidades iguais, na proporção de 50% de cada um. Assim, um feixe de luz que incide sobre essa mistura não é desviado para a direita e nem para a esquerda, seguindo paralelo ao eixo das abscissas, portanto é opticamente inativo.

Para o entendimento de uma mistura racêmica é necessário o estudo de alguns conceitos e termos:

1.1 Isômeros

Define-se isômeros como moléculas de igual constituição atômica, mas de diferentes arranjos. Ou seja, são moléculas de mesma fórmula, mas que nas posições de cada ligante se diferem:

Um exemplo simples é o caso do metilpentano, que a depender da posição do radical metil pode receber diferentes nomes. Esse caso específico é chamado de isomeria estrutural de posição.

1.2 Isômeros Ópticos

Isômeros ópticos é uma classe de isômeros onde os compostos assimétricos apresentam igual número de átomos e carbonos quirais, ou possuem anéis assimétricos, ou ainda são derivados especiais de propadieno; e conseguem desviar feixes de luz.

Denomina-se carbono quiral o átomo de Carbono que estabelece ligações com 4 ligantes diferentes, como no exemplo:

Nessa molécula, o átomo de Carbono central liga-se com 4 diferentes ligantes, portanto é um carbono quiral ou assimétrico.

1.3 Enantiômeros

Na isomeria óptica, os isômeros assimétricos (quando em presença do seu dextrógiro ou levógiro) não são sobreponíveis entre si, mas um reflete a imagem do outro como se fossem espelhos:

Essas moléculas apresentam similaridade quando refletidas. A sua imagem é a mesma, mas não é sobreponível, ou seja, se esses dois isômeros fossem colocados um sobre o outro os átomos respectivamente iguais não ficariam armados par a par.

A depender do desvio óptico que cada um cause, pode ser classificado como dextrógiro (quando desvia a luz para a direita) ou levógiro (quando desvia a luz para a esquerda). Portanto, em quantidades estequiometricamente iguais, uma mistura de dextrógiro e levógiro não desvia a luz para nenhum lado.

2. O Reconhecimento de Enantiômeros pelos seres vivos

Os xenobióticos, inclusive fármacos, quando ingressam na biofase, passam por diferentes fases, a saber: a) absorção; b) distribuição; c) complexação com macromoléculas protêicas do plasma sanguíneo; d) interação com bioreceptores específicos; e) metabolização; f) eliminação.

Quando este xenobiótico é um fármaco quiral, os seus enantiômeros são descriminados pelo organismo em todas as fases mencionadas. A razão para este reconhecimento reside na quiralidade dos sistemas biológicos, que, como afirmado anteriormente, são constituídos de unidades oticamente puras e ao interagirem com um par de enantiômeros formam dois complexos diastereoisoméricos (mesma quiralidade ao nível do sistema biológico e quiralidade oposta ao nível do xenobiótico) com diferentes propriedades físico-químicas.

Consideremos, por exemplo, uma glicoproteína presente na membrana celular e responsável pelo transporte ativo de substâncias para o interior da célula. Quando a substância a ser transportada é quiral, cada um dos enantiomêros será absorvido com velocidades diferentes. Em outras palavras, os dois complexos diastereoisoméricos formados neste caso (glicoproteína + par de enantiômeros) podem modificar distintamente a biomembrana7, conduzindo conseqüentemente à permeabilidades diferentes.

Quando considera-se uma proteína responsável pelo transporte de substâncias, a sua interação com um par de enantiômeros leva a dois complexos diastereoisoméricos de estabilidades diferentes, o que traduzirá uma distribuição diferente destes enantiômeros na biofase.

Por outro lado, consideremos as enzimas envolvidas no metabolismo como as citocromo P450-dependentes do retículo microssomal hepático. A interação da enzima com o par de enantiômeros a ser metabolizado leva a formação de dois complexos diastereoisoméricos. A partir destes complexos, dois estados de transicão diastereoisoméricos, logo de energias diferentes, se desenvolvem. Conseqüentemente as velocidades de metabolizacão, e portanto as meias-vidas do par de enantiômeros em questão, serão diferentes.

Por fim, um par de enantiômeros ao interreagir com um bioreceptor específico conduz, do mesmo modo, à formação de complexos diastereoisoméricos. Como resultados podemos considerar as seguintes possibilidades: a) os enantiômeros terão ação agonista idênticas, porém com atividades intrínsecas diferentes; b) um enantiômero é agonista e o outro antagonista; c) somente um dos enantiômeros mostra afinidade pelo receptor considerado.

Pelo exposto observa-se que a discriminação de enantiômeros está presente nos diversos níveis de interação com o sistema biológico. Assim, no caso de fármacos, as conseqüências da quiralidade sobre os comportamentos farmacocinéticos, farmacodinâmicos, toxicocinéticos e toxicodinâmicos, responsáveis pelo perfil global das propriedades farmacoterapêuticas dos medicamentos, podem ser facilmente compreendidas.

O mesmo fenômeno está também envolvido no reconhecimento molecular, pelo organismo, do aroma e sabor. Sabe-se que estas propriedades organolépticas são extremamente dependentes da quiralidade. Por exemplo, a (R)-carvona, um monoterpeno natural, tem um odor de hortelã enquanto que (S)-carvona tem cheiro de alcavária. Já o adoçante artificial não calórico aspartame, com a configuração absoluta (S,S) tem sabor doce, enquanto que o seu epímero (S,R) tem sabor amargo.

A questão da quiralidade também é muito importante na comunicação entre os insetos. Esta se dá geralmente através de susbtâncias voláteis exaladas na atmosfera, que são reconhecidas somente por indivíduos da mesma espécie. Estas substâncias são chamadas de feromônios12.Diversos feromônios apresentam centros quirais em suas estrutura e freqüentemente apenas um dos enantiômeros é o responsável pela comunicação entre os insetos, embora possa ocorrer eventualmente que pares de enantiômeros sejam igualmente ativos ou que