Superficie del potencial eléctrico del paracetamol que muestra áreas polares en rojo y azul
El área superficial polar ( PSA ) o área superficial polar topológica ( TPSA ) de una molécula se define como la suma de las superficies de todos los átomos o moléculas polares , principalmente oxígeno y nitrógeno , incluyendo también sus átomos de hidrógeno unidos.
El PSA es una métrica de química médica de uso común para optimizar la capacidad de un fármaco de penetrar en las células. Las moléculas con una superficie polar de más de 140 angstroms cuadrados (Å 2 ) tienden a tener una mala capacidad para penetrar las membranas celulares. [1] Para que las moléculas penetren la barrera hematoencefálica (y, por lo tanto, actúen sobre los receptores del sistema nervioso central ), generalmente se necesita un PSA menor a 90 Å 2 . [2]
El TPSA es una herramienta valiosa para el descubrimiento y desarrollo de fármacos. Al analizar el TPSA de un fármaco candidato, los científicos pueden predecir su potencial de biodisponibilidad oral y su capacidad para alcanzar los sitios objetivo dentro del cuerpo. Esta predicción depende de la capacidad del fármaco para atravesar las barreras biológicas.
La penetración de estas barreras, como la barrera hematoencefálica (BHE), la barrera placentaria (PB) y la barrera hematomamaria (BM), es crucial para que muchos medicamentos alcancen sus objetivos previstos.
La BHE, por ejemplo, protege al cerebro de sustancias nocivas. Los fármacos con un TPSA más bajo (generalmente por debajo de 90 Ų) tienden a atravesar la BHE con mayor facilidad, lo que les permite llegar al cerebro y ejercer sus efectos terapéuticos (Shityakov et al [3] ., 2013).
De manera similar, para los medicamentos destinados a tratar al feto, se prefiere un TPSA más bajo (por debajo de 60 Ų) para garantizar que puedan atravesar la placenta (Augustiño-Roubina [4] et al., 2019).
También es necesario tener en cuenta a las madres que amamantan. En este caso, una concentración óptima de TPSA para un fármaco es de alrededor de 60-80 Ų para permitir que llegue al tejido mamario para la producción de leche, mientras que los fármacos que superan los 90 Ų tienen menos probabilidades de atravesar la barrera hemato-mamaria. [5]
^ Pajouhesh H, Lenz GR (octubre de 2005). "Propiedades químicas medicinales de fármacos exitosos para el sistema nervioso central". NeuroRx . 2 (4): 541–553. doi :10.1602/neurorx.2.4.541. PMC 1201314 . PMID 16489364.
^ Hitchcock SA, Pennington LD (mayo de 2006). "Relaciones entre la estructura y la exposición cerebral". J. Med. Chem . 49 (26): 7559–7583. doi :10.1021/jm060642i. PMID 17181137.
^ Shityakov, Sergey; Neuhaus, Winfried; Dandekar, Thomas; Förster, Carola (2013). "Análisis de descriptores de superficie polar molecular para predecir la permeabilidad de la barrera hematoencefálica". Revista internacional de biología computacional y diseño de fármacos . 6 (1–2): 146–156. doi :10.1504/IJCBDD.2013.052195. ISSN 1756-0756. PMID 23428480.
^ Hester, Gabrielle; Lang, Tom; Madsen, Laura; Tambyraja, Rabindra; Zenker, Paul (enero de 2019). "Datos oportunos para intervenciones de mejora de la calidad específicas: uso de un panel de análisis visual para la bronquiolitis". Informática clínica aplicada . 10 (1): 168–174. doi :10.1055/s-0039-1679868. ISSN 1869-0327. PMC 6402943 . PMID 30841007.
^ "Δραστική: PARACETAMOL". farmako.net . Consultado el 10 de abril de 2024 .
Literatura
Pajouhesh, Hassan; Lenz, George R (2005). "Propiedades químicas medicinales de fármacos exitosos para el sistema nervioso central". NeuroRx . 2 (4): 541–553. doi :10.1602/neurorx.2.4.541. PMC 1201314 . PMID 16489364.
Clark, David E (1999). "Cálculo rápido del área de superficie molecular polar y su aplicación a la predicción de fenómenos de transporte. 1. Predicción de la absorción intestinal". Journal of Pharmaceutical Sciences . 88 (8): 807–14. doi :10.1021/js9804011. PMID 10430547.
Palm, Katrin; Stenberg, Patric; Luthman, Kristina; Artursson1, Per (1997). "Las propiedades de la superficie molecular polar predicen la absorción intestinal de fármacos en humanos". Pharmaceutical Research . 14 (5): 568–71. doi :10.1023/A:1012188625088. PMID 9165525. S2CID 7178582.{{cite journal}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link)
Ertl, Peter; Rohde, Bernhard; Selzer, Paul (2000). "Cálculo rápido del área de superficie polar molecular como suma de contribuciones basadas en fragmentos y su aplicación a la predicción de propiedades de transporte de fármacos". Journal of Medicinal Chemistry . 43 (20): 3714–3717. doi :10.1021/jm000942e. PMID 11020286.
Ertl, P. Área de superficie polar, en Molecular Drug Properties , R. Mannhold (ed), Wiley-VCH, págs. 111–126, 2007
Shityakov, Sergey; Neuhaus, Winfried; Dandekar, Thomas; Förster, Carola (2013). "Análisis de descriptores de superficie polar molecular para predecir la permeabilidad de la barrera hematoencefálica". Revista internacional de biología computacional y diseño de fármacos . 6 (1–2): 146–56. doi :10.1504/IJCBDD.2013.052195. PMID 23428480.
Enlaces externos
Calculadora interactiva del área de superficie polar
