La unión a proteínas describe la capacidad de las proteínas para formar enlaces con otras sustancias y, más comúnmente, se refiere a la unión de fármacos a estas moléculas en el plasma sanguíneo, los glóbulos rojos, otros componentes de la sangre y las membranas de los tejidos. Sin embargo, puede referirse a otras sustancias químicas que ingresan al torrente sanguíneo. En el contexto de la farmacología, la cantidad de fármaco que se une determina su eficacia en el organismo. El fármaco unido se mantiene en el torrente sanguíneo mientras que el componente no unido puede metabolizarse o excretarse, convirtiéndolo en la parte activa. Entonces, si un fármaco está unido en un 95% a una proteína de unión y el 5% está libre, eso significa que el 5% está activo en el sistema y causa efectos farmacológicos.
Cómo sucede la unión
Las proteínas son moléculas muy grandes y enormemente complejas que consisten en cadenas de aminoácidos unidas por enlaces peptídicos, y pueden adoptar una variedad de formas complicadas. Pueden unirse con moléculas, incluidas otras proteínas, en lugares particulares conocidos como sitios de unión, que a menudo consisten en hendiduras en las que otras moléculas, o partes de ellas, pueden encajar perfectamente. Las propiedades químicas del sitio de unión y de la otra molécula también son importantes: la unión solo tendrá lugar si es químicamente factible. Una sola proteína puede tener más de un sitio de unión.
Un ejemplo es la hemoglobina, la proteína responsable de transportar oxígeno desde los pulmones a otras partes del cuerpo. Tiene cuatro sitios que pueden unirse a una molécula de oxígeno. El enlace formado en este caso es bastante débil; tiene que serlo, para que el oxígeno se elimine fácilmente donde se necesita. En otros casos, las moléculas pueden unirse con más fuerza. La tendencia de un fármaco a unirse a las proteínas y la fuerza del enlace son factores importantes en farmacología.
Unión de drogas
Las proteínas que participan habitualmente en la unión con fármacos son la albúmina, las lipoproteínas y la glicoproteína ácida α1 (AGP). Los compuestos ácidos y neutros tenderán a unirse con la albúmina, que es básica, mientras que las sustancias básicas se unirán principalmente a la molécula de AGP ácida. Las moléculas ácidas también pueden unirse a las lipoproteínas si la albúmina está saturada. Esto no es vinculante en el sentido estricto del término; está más cerca de disolverse y es común en sustancias solubles en lípidos o grasas.
La unión es a menudo reversible y, en estos casos, puede crear un equilibrio químico, en el que la reacción química puede ir hacia atrás y hacia adelante sin cambios netos en los reactivos y productos. Esto se representa como:
proteína + fármaco ⇌ complejo proteína-fármaco
Si se reduce la concentración del fármaco no unido, parte del complejo proteína-fármaco puede dividirse para liberar más compuesto, manteniendo el equilibrio. Esto significa que una célula que es eficaz para extraer el fármaco no unido puede extraer más a medida que el complejo se divide para restablecer el equilibrio.
La cantidad de unión y la fracción no unida, escrita como la cantidad de fármaco no unido sobre la cantidad total, están determinadas por la afinidad del compuesto por la proteína y sus concentraciones relativas. Esto es importante al considerar otros medicamentos que pueda estar tomando un paciente. Es posible que ciertas proteínas ya estén saturadas, lo que afectaría la cantidad de fármaco libre y posiblemente cambiaría los efectos farmacológicos.
Por ejemplo, si el fármaco A saturó una determinada proteína de unión y luego el fármaco B no pudo unirse a ella, entonces habría una mayor concentración de B no unido. Alternativamente, si el fármaco B tiene una afinidad química más fuerte por la proteína, podría desplazar A, elevando su fracción libre. Este proceso ocurre con bastante rapidez, en minutos u horas, y ambos escenarios podrían tener efectos adversos. Sin embargo, muchos medicamentos se unen a diferentes proteínas o en diferentes sitios en el mismo, o no están presentes en una concentración relativa lo suficientemente alta como para causar saturación, por lo que no compiten con los otros medicamentos que están en uso.
Asimismo, la capacidad del cuerpo para absorber un medicamento puede afectar su eliminación en el sistema. La insuficiencia renal y la enfermedad hepática a menudo afectan negativamente la capacidad de absorber el fármaco libre. Por estas razones, es necesario considerar problemas médicos previos, la concentración total y la fracción libre del fármaco y cualquier otro medicamento que pueda estar tomando un paciente.
Pruebas
Los fármacos recientemente desarrollados pueden probarse para determinar su tendencia a unirse a proteínas utilizando un ensayo de unión a proteínas. Esto se puede realizar con muestras de plasma o tejido apropiado, que se pueden incubar con el agente que se va a analizar. Después de un intervalo de tiempo dado, las porciones unidas y no unidas se separan, por ejemplo, mediante el uso de un filtro muy fino que no permitirá el paso de grandes moléculas de proteína, y luego se puede determinar el grado de unión.