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Alteraciones-energeticas-del-sndrome-metabolico-implicadas-en-la-neurodegeneracion-y-Alzheimer

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO 
 
FACULTAD DE QUÍMICA 
 
ALTERACIONES ENERGÉTICAS DEL SÍNDROME 
METABÓLICO IMPLICADAS EN LA 
NEURODEGENERACIÓN Y ALZHEIMER 
 
TESIS 
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE 
QUÍMICO DE ALIMENTOS 
 
PRESENTA 
JOCELINE AIDEE BAIRES LÓPEZ 
 
 MÉXICO, D.F. AÑO 2015 
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
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JURADO ASIGNADO: 
 
PRESIDENTE: DR. JESUS FERNANDO MONTIEL AGUIRRE 
VOCAL: M. en C. LUCIA CORNEJO BARRERA 
SECRETARIO: Dra. KARLA GUADALUPE CARVAJAL AGUILERA 
1er. SUPLENTE: Dra. ILIANA ELVIRA GONZALEZ HERNANDEZ 
2° SUPLENTE: DRA. LAURA CARMONA SALAZAR 
 
 
SITIO DONDE SE DESARROLLÓ EL TEMA: LABORATORIO DE NUTRICIÓN 
EXPERIMENTAL, INSTITUTO NACIONAL DE PEDIATRÍA 
 
 
ASESOR DEL TEMA: 
Dra. KARLA GUADALUPE CARVAJAL AGUILERA 
SUSTENTANTE (S): 
JOCELINE AIDEE BAIRES LÓPEZ 
 
Contenido 
 
RESUMEN: ...................................................................................................................................................................1 
LISTADO DE ABREVIATURAS .............................................................................................................................1 
LISTADO DE TABLAS Y FIGURAS .....................................................................................................................3 
1.- INTRODUCCIÓN..................................................................................................................................................2 
2.- MARCO TEORICO ..............................................................................................................................................4 
2.1.-DEFINICIÓN DE SÍNDROME METABÓLICO ..........................................................................................4 
2.2.-DEFINICIÓN DE ALZHEIMER ......................................................................................................................5 
2.2.1.-HIPOCAMPO E HIPOTÁLAMO: FUNCIONES Y DAÑO EN LA ENFERMEDAD DE 
ALZHEIMER ............................................................................................................................................................6 
2.2.2.-FORMACIÓN DE Aβ ................................................................................................................................6 
2.2.3.-PROTEÍNA TAU (τ) ...................................................................................................................................8 
2.3.- FACTORES DE RIESGO QUE COMPONEN AL SÍNDROME METABÓLICO ............................8 
2.3.1.-DIABETES ........................................................................................................................................................8 
2.3.2.-RESISTENCIA A LA INSULINA ........................................................................................................9 
2.3.3.-OBESIDAD ..............................................................................................................................................9 
2.3.4.-DISLIPIDEMIAS ...................................................................................................................................10 
2.3.5.-HIPERINSULINEMIA .........................................................................................................................11 
2.3.6.-HIPERTENSIÓN ..................................................................................................................................12 
2.4.-VÍAS METABÓLICAS DAÑADAS EN EL SÍNDROME METABÓLICO ......................................12 
2.4.1.-CINASA DEPENDIENTE DE AMP (AMPK) ................................................................................13 
2.4.2.-PROTEÍNA CINASA B (AKT) ..........................................................................................................14 
2.5.- RELACIÓN SÍNDROME METABÓLICO Y ENFERMEDAD DE ALZHEIMER .......................15 
2.6.-ESTRÉS OXIDATIVO Y LA ENFERMEDAD DE ALZHEIMER ....................................................17 
2.6.1.-ALTERACIONES EN EL METABÓLISMO Y LA ENFERMEDAD DE ALZHEIMER ......18 
2.7.- USO DEL FÁRMACO METFORMINA EN LA ENFERMEDAD DE ALZHEIMER Y EL 
SÍNDROME METABÓLICO ..............................................................................................................................20 
2.8.- MODELOS UTILIZADOS PARA EL ESTUDIO DE LA ENFERMEDAD DE ALZHEIMER 
RELACIONADOS CON EL SÍNDROME METABÓLICO .........................................................................21 
3.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .....................................................................................................22 
4.-OBJETIVOS ......................................................................................................................................................23 
5.-HIPÓTESIS .......................................................................................................................................................23 
6.-DISEÑO EXPERIMENTAL ...........................................................................................................................24 
7.- METODOLOGÍA .............................................................................................................................................25 
7.1.-INDUCCIÓN DEL SÍNDROME METABÓLICO ..................................................................................25 
7.2.-EXTRACCIÓN Y LISIS DE TEJIDOS ...............................................................................................25 
7.3.- MEDICIÓN DE PARAMETROS BIOQUÍMICOS .........................................................................26 
7.4.-CUANTIFICACIÓN DE PROTEÍNAS ...............................................................................................27 
7.5.-WESTERN BLOT ....................................................................................................................................28 
7.6.-ACTIVIDAD DE LA ENZIMA CREATINA CINASA .......................................................................29 
7.7.-ANÁLISIS ESTADÍSTICO ....................................................................................................................30 
8.- RESULTADOS ...............................................................................................................................................31 
8.1.- MODELO DE SÍNDROME METABÓLICO ....................................................................................31 
8.2.- ACTIVACIÓN DE LA PROTEÍNA AKT ...........................................................................................33 
8.3.- ACTIVACIÓN DE LA PROTEÍNA AMPK .......................................................................................34 
8.4.- EXPRESIÓN DE LA PROTEÍNA APP COMO MARCADOR DE LA 
NEURODEGENERACIÓN ............................................................................................................................35 
8.5.- ACTIVIDAD ESPECIFÍFICA DE LA ENZIMA CREATINA CINASA ......................................36 
9.- DISCUSIÓN. ....................................................................................................................................................379.1 MODELO DE SÍNDROME METABÓLICO .......................................................................................37 
9.2.- FOSFORILACIÓN DE LA PROTEÍNA AKT ..................................................................................38 
 9.3.- FOSFORILACIÓN DE LA PROTEÍNA AMPK .............................................................................40 
9.4.- EXPRESIÓN DE APP COMO MARCADOR DE NEURDEGENERACIÓN .........................41 
9.5.- ACTIVIDAD DE LA ENZIMA CREATINA CINASA......................................................................42 
10.- CONCLUSIONES ........................................................................................................................................44 
11.-BIBLIOGRAFÍA..............................................................................................................................................45 
 
 
 
LISTADO DE ABREVIATURAS 
 
τ: Proteína Tau 
Aβ: Amiloide Beta 
AHA: Asociación Americana del Corazón 
AKT: Proteína Cinasa B 
AMP: Adenosin Monofosfato 
AMPK: Cinasa dependiente de AMP 
APP: Proteína Precursora de Aβ 
ATPIII: Adult Treatment Panel III 
BACE1: γ-secretasa 
CK: Enzima Creatina Cinasa 
CK-BB: Creatina Cinasa cerebral 
DM: Diabetes Mellitus 
EA: Enfermedad de Alzheimer 
EGIR: European Group for the Study of Insulin Resistance. 
GAA: Glucemia alterada en ayunas. 
HDL: High Density Lipoprotein. 
IDF: International Diabetes Federation 
IMC: Índice de Masa Corporal 
PCr: Fosfocreatina 
 
 
NAF: Fluoruro Sódico 
NaPii: Pirofosfato de sodio 
NHLBI: Instituto Nacional del Corazón, Sangre y Pulmón 
OMS: Organización Mundial de la Salud 
RI: Resistencia a la Insulina 
RNS: Especies Reactivas de Nitrógeno 
ROS: Especies Reactivas de Oxígeno 
SM: Síndrome Metabólico 
SNC: Sistema Nervioso Central 
TG: Triglicéridos 
TGA: tolerancia a la glucosa alterada 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTADO DE TABLAS Y FIGURAS 
 
Tablas 
Tabla 1: Criterios utilizados para el diagnóstico del Síndrome Metabólico 
Tabla 2: Niveles patológicos de lípidos para el diagnóstico de riesgo cardiovascular 
Tabla 3: Niveles de presión utilizados para el diagnóstico de enfermedades 
cardiovasculares. 
Tabla 4: Características del modelo de rata con Síndrome Metabólico 
Tabla 5: Actividad de CK en hipocampo e hipotálamo 
Figuras 
Figura 1: Prevalencia de demencia en el mundo 
Figura 2: Principales causas de muerte a nivel mundial. 
Figura 3: Procesamiento de APP para la formación de Aβ 
Figura 4: Relación Síndrome metabólico y Enfermedad de Alzheimer 
Figura 5: Esquema general de las reacciones que se llevan a cabo en el método de 
Lowry 
Figura 6: Activación de la proteína AKT 
Figura 7: Activación de la proteína AMPK 
Figura 8: Expresión de APP como marcador de la neurodegeneración
 
1 
 
RESUMEN: 
 
El Síndrome metabólico se define como un cuadro caracterizado por la agrupación de 
factores de riesgo cardiovascular (aumento de triglicéridos con disminución de colesterol 
HDL, hipertensión arterial y obesidad abdominal) asociado a la resistencia a la insulina la 
cual de acuerdo a esta definición, es la principal responsable. 
 
La enfermedad de Alzheimer, se define como una enfermedad neurodegenerativa 
caracterizada clínicamente por la pérdida progresiva de la memoria y demás funciones 
cognitivas, afectando principalmente a personas de edad avanzada. 
En los últimos años, se ha demostrado que cada uno de los factores que componen al 
Síndrome metabólico son factores de riesgo para desarrollar la enfermedad de 
Alzheimer. 
Objetivo: estudiar la relación que existe entre los desequilibrios energéticos y algunos 
marcadores de neurodegeneración en el hipocampo e hipotálamo en modelos animales 
con SM. 
Metodología: Se indujo el Síndrome metabólico a ratas macho tipo Wistar mediante una 
dieta de sacarosa al 30% en el agua de beber por 16 semanas. Una vez terminadas 
estas semanas se separaron 8 ratas y se les dio un tratamiento de metformina de 
100mg/kg peso corporal por 4 semanas y como control se utilizaron ratas con agua 
simple ad libitum. Se extrajo el hipocampo, e hipotálamo de los animales de cada grupo 
para posteriormente mediante la técnica de Western Blot observar la activación de las 
proteínas AMPK y AKT involucradas en el metabolismo energético, así como la 
presencia de la proteína APP como marcador de la neurodegeneración. Se midió 
también la actividad de la enzima creatina cinasa, la cual es reguladora de la energía 
celular en el cerebro y es sensible al estrés oxidativo. 
Resultados: Se encontró un aumento en las proteínas AMPK y AKT en los grupos con 
Síndrome metabólico dando un indicio de una etapa de compensación a etapas 
tempranas del síndrome metabólico. En cuanto a la proteína APP, existe una tendencia 
al aumento de está en el grupo con síndrome metabólico mientras que el grupo con 
metformina presenta un incremento significativo en comparación a los otros grupos. Para 
el caso de la enzima creatina cinasa, se observa una disminución en la actividad del 
grupo con síndrome metabólico, comparado con el control mientras que cuando se les 
da el tratamiento con metformina, se regenera la actividad de la enzima dando un indicio 
de una posible actividad protectora por parte del fármaco. 
Conclusiones: El estado energético de los tejidos cerebrales analizados se encuentra 
disminuido en el síndrome metabólico a pesar de que es una etapa temprana, lo que 
indica que a pesar de que las vías metabólicas involucradas en esta patología, la vía de 
la insulina y de la glucosa, no se encuentran dañadas, por el contrario se encuentra en 
una etapa de compensación puesto que el papel de la insulina y la glucosa es de suma 
importancia en el cerebro para mantener adecuadamente sus funciones evitando un 
daño mayor. 
 
2 
 
1.- INTRODUCCIÓN 
La demencia es un síndrome que implica el deterioro de la memoria, el intelecto, el 
comportamiento y la capacidad de realizar actividades de la vida diaria. La enfermedad 
de Alzheimer (EA) es la causa de demencia más común, acapara entre un 60% y 70% 
de los casos, la cual se encuentra como uno de los principales retos en cuanto a salud 
pública a los que el mundo se enfrenta hoy en día. Existen cerca de 44 millones de 
personas alrededor del mundo con algún tipo de demencia, en México se estima que 
existen cerca de 800,000 personas afectadas (Figura 1). 
 
Figura 1: Prevalencia de demencia en el mundo. Asociación Internacional de la 
Enfermedad de Alzheimer 2009. [1] 
En los últimos años se ha tratado de demostrar que la enfermedad de Alzheimer se 
encuentra estrechamente relacionada con cada uno de los factores de riesgo que 
componen al síndrome metabólico como son la obesidad, dislipidemias, presión arterial 
alta, resistencia a la insulina y enfermedades cardiovasculares las cuales son la principal 
causa de muerte en el mundo. Cada año aumenta la prevalencia de estas enfermedades 
lo que puede implicar a su vez, un aumento en la prevalencia de la enfermedad de 
Alzheimer[2]. 
 
3 
 
 
Figura 2: principales causas de muerte a nivel mundial [3]. 
 
Se utilizó un modelo animal de síndrome metabólico y se extrajeron tejidos cerebrales, 
específicamente el hipocampo y el hipotálamo para analizar mediante técnicas semi-
cuantitativas la activación de algunas proteínas involucradas en las vías más 
importantes para el síndrome metabólico que se encuentran dañadas en esta patología 
así como la presencia de las proteínas implicadas en la Enfermedad de Alzheimer. Por 
otro lado, se habla de que el estado metabólico de los tejidos involucrados se encuentra 
dañado por lo que se midió la actividad de una enzima muy sensible al estrés oxidativo 
presente en ambas patologías, la creatina cinasa (CK), presente en las mitocondrias y 
así observar el nivel de daño en los tejidos. 
 
 
 
4 
 
2.- MARCO TEORICO 
 
2.1.-DEFINICIÓN DE SÍNDROME METABÓLICOEl síndrome metabólico (SM) se describió por primera vez en 1988 por Reaven y le dio 
el nombre de Síndrome X que se define como un cuadro caracterizado por la agrupación 
de factores de riesgo cardiovascular (aumento de triglicéridos con disminución de 
colesterol HDL, hipertensión arterial y obesidad abdominal) asociado a la resistencia a la 
insulina la cual de acuerdo a esta definición, es la principal responsable. 
A partir de esta definición diversas organizaciones e instituciones han modificado la 
definición así como los parámetros bioquímicos para el diagnóstico del síndrome 
metabólico. 
Tabla 1: Criterios utilizados para el diagnóstico del síndrome metabólico [4]. 
MEDICIÓN 
CLÍNICA 
OMS 
3 de las 
siguientes 
alteraciones 
EGIR 
más de dos 
de las 
siguientes 
alteraciones 
ATPIII 
3 de los 
siguientes 
alteraciones 
AHA/NHLBI 
3 de las 
siguientes 
alteraciones 
IDF 
más de dos 
de las 
siguientes 
alteraciones 
INSULINO 
RESISTENCIA 
GAA, TGA, 
DM tipo 2 o 
disminución 
a la 
sensibilidad 
a la insulina. 
Insulina 
plasmática˃ 
percentil 75 
No No No 
OBESIDAD IMC ˃30 y/o 
relación 
cintra 
cadera˃0.9 
en varones 
o ˃0.85 en 
Cintura ≥95 
cm en 
varones y 
≥80 cm en 
mujeres 
Cintura 
≥102 cm en 
varones y 
≥88 cm en 
mujeres 
Cintura ≥102 
cm en 
varones y 
≥88 cm en 
mujeres 
Cintura ≥del 
umbral 
definido 
para cada 
grupo étnico 
 
5 
 
mujeres. 
DISLIPIDEMIA
S 
TG≥150 
mg/dL y/o 
HDL <35 
mg/dL en 
varones o 
<39 mg/dL 
en mujeres. 
TG≥150 
mg/dL y/o 
HDL <35 
mg/dL en 
varones o 
<39 mg/dL 
en mujeres. 
TG≥150 
mg/dL 
TG≥150 
mg/dL* 
TG≥150 
mg/dL* 
o HDL<40 
mg/dL en 
varones o 
<50 mg/dL 
en mujeres. 
o HDL*<40 
mg/dL en 
varones o 
<50 mg/dL 
en mujeres. 
o HDL*<40 
mg/dL en 
varones o 
<50 mg/dL 
en mujeres. 
PRESIÓN 
ARTERIAL 
≥140/90 mm 
Hg 
≥140/90 mm 
Hg 
≥130/85 mm 
Hg 
≥130/85 mm 
Hg* 
≥130/85 mm 
Hg* 
GLUCEMIA GAA,TGA o 
DM tipo 2 
Glucemia 
en 
ayunas˃110 
mg/dL 
Glucemia* en 
ayunas˃110 
mg/dL 
Glucemia* 
en 
ayunas˃110 
mg/dL 
OTROS Micro 
albuminuria 
 
* o en tratamiento con fármacos 
 
2.2.-DEFINICIÓN DE ALZHEIMER 
La enfermedad de Alzheimer (EA), se define como una enfermedad neurodegenerativa 
caracterizada clínicamente por la pérdida progresiva de la memoria y demás funciones 
cognitivas, afectando principalmente a personas de edad avanzada. 
Neuropatológicamente, en la EA se encuentran principalmente 2 tipos de lesiones: i) 
Placas neuríticas causadas principalmente por una acumulación extracelular del péptido 
Amiloide β (Aβ) el cual se acumula en las arterias intra-cerebrales dando como resultado 
una angiopatía amiloidal cerebral la cual se observa en más del 80% de los pacientes 
con la EA; y ii) las marañas neurofibrilares ocasionadas por una hiperfosforilación de la 
proteína Tau (τ). La hipótesis en la EA sugiere que la aparición de las dos lesiones antes 
mencionadas, es un evento fundamental que conlleva al desarrollo eventual de la 
enfermedad; mientras que las demás patologías son eventos secundarios [5]. 
 
6 
 
 
2.2.1.-HIPOCAMPO E HIPOTÁLAMO: FUNCIONES Y DAÑO EN LA 
ENFERMEDAD DE ALZHEIMER 
En el presente estudio se decidió trabajar con el hipocampo e hipotálamo debido a que 
ambos tejidos se ven afectados con la EA. 
El hipocampo es una pequeña estructura que forma parte del sistema límbico y juega un 
papel muy importante en la memoria y la navegación espacial. Se localiza dentro del 
lóbulo temporal por debajo de la superficie de la corteza [6]. En la Enfermedad de 
Alzheimer, el hipocampo es una de las principales estructuras en sufrir daño ya que 
conlleva a problemas de memoria y desorientación que son los principales síntomas de 
esta enfermedad. 
El hipotálamo es una pequeña estructura cerebral ubicada debajo del tálamo y por 
encima del tronco encefálico, juega un papel muy importante en la interacción 
neuroendocrina entre el Sistema Nervioso Central (SNC) y la periferia [7]. Ha surgido 
evidencia que indica que la inflamación en el hipotálamo y el estrés en el retículo 
endoplásmico son eventos críticos en la resistencia a la insulina periférica encontrada en 
los desórdenes metabólicos. ([8],[9],[10],[11]). A pesar de que este órgano se ha 
olvidado en la EA, un estudio en 2014, por Gomes y colaboradores mostraron que las 
especies de oligómeros de Aβ inducen el estrés oxidativo en una línea celular de 
hipotálamo [12]. 
 
 2.2.2.-FORMACIÓN DE Aβ 
 La proteína Aβ se deriva del rompimiento proteolítico de la proteína precursora de Aβ 
(APP) por medio de algunas secretasas, existen dos formas de procesar APP: bajo 
condiciones normales, la enzima α-secretasa se adhiere a APP dentro del dominio del 
Aβ y se libera un fragmento llamado α-APPs la cual previene la formación amiloidal para 
que posteriormente mediante la acción subsecuente de γ-secretasa genere un péptido 
corto con una región C-terminal de Aβ llamado P3 la cual no es dañina. 
 
7 
 
En el caso de la EA, la enzima β-secretasa inicia con la producción del amiloide 
rompiendo en el extremo amino terminal de la APP generando un ectodominio llamado 
β-APPs unido a un fragmento carboxilo terminal llamado C99. El paso final en la 
producción del amiloide ocurre cuando el fragmento C99 es roto por γ-secretasa y 
conlleva a la formación de los péptidos de Aβ que varían de 39 a 43 residuos de 
aminoácidos y con un peso aproximado de 4kD. Aβ40 es la forma más abundante 
mientras que Aβ42 la más hidrofóbica y la causante de la formación de las placas 
neuríticas. 
 El mecanismo de toxicidad producida por las formas oligoméricas no se encuentra del 
todo claro, sin embargo, se ha propuesto que pueden inhibir la degradación proteosomal 
lo que favorece la muerte neuronal [5]. Así mismo se ha observado que en la secuencia 
de aminoácidos de Aβ, la metionina 35 juega un rol importante promoviendo la actividad 
oxidativa; de tal manera, que se ha propuesto que los oligómeros amiloidales se pueden 
insertar en la bicapa lipídica y, consecuentemente, causar daño oxidativo a las proteínas 
y otras biomoléculas [2]. 
 
Figura 3: Procesamiento de APP para la formación de Aβ [5]. 
 
8 
 
La toxicidad de Aβ es dependiente del estado conformacional, tamaño del péptido y 
concentración [2]. Se ha propuesto que la formación intracelular del Aβ precede la 
formación de placas neuríticas; sugiriendo que la acumulación de este péptido dentro de 
las células es un evento temprano en la progresión de la enfermedad. 
 
 2.2.3.-PROTEÍNA TAU (τ) 
Es una proteína mayor asociada a microtúbulos, altamente soluble y estable al calor. En 
la EA, la proteína experimenta oligomerización lo que conlleva a la formación de 
filamentos helicoidales pareados que llevan al desarrollo de las placas neuríticas. 
 Se ha reportado que τ induce la disfunción mitocondrial, llevando a deficiencias 
energéticas severas y la generación de ROS y especies reactivas de nitrógeno (RNS), la 
cual también perturba la integridad de membranas biológicas e inducen el daño 
sináptico. 
Estudios in vivo e in vitro han reportado que las fibrillas y oligómeros de Aβ también 
inducen conversión de la proteína τ monomérica a su forma β-plegada rica en 
oligómeros tóxicos. Otros cofactores en la agregación de τ son iones metálicos como 
Fe2+ y Al3+ los cuales llevan consigo actividad redox y coexisten en las marañas 
neurofibrilares [2]. 
 
 2.3.- FACTORES DE RIESGO QUE COMPONEN AL SÍNDROME 
METABÓLICO 
 
 2.3.1.-DIABETES 
Se define como una enfermedad crónica que aparece cuando el páncreas no produce 
insulina suficiente (Diabetes tipo 1) o cuando el organismo no utiliza eficazmente la 
insulina que produce (Diabetes tipo 2). La insulina es una hormona que regula la glucosa 
en sangre y ambos tipos de diabetes ocasionan que exista un aumento de glucosa en la 
sangre lo que se conoce como hiperglucemia.9 
 
En el mundo hay más de 347 millones de personas con diabetes. Se calcula que en 
2012 fallecieron 1,5 millones de personas como consecuencias del exceso de azúcar en 
la sangre en ayunas. Más del 80% de las muertes por diabetes se registran en países de 
ingresos bajos y medios [13]. 
 
2.3.2.-RESISTENCIA A LA INSULINA 
La resistencia a la insulina (RI), se da cuando órganos como hígado y músculo se 
hacen resistentes a la acción de la hormona dando como resultado un aumento de la 
concentración de la glucosa fuera del hígado y por lo tanto, disminución en el 
metabolismo de la glucosa por otros órganos. En diferentes estudios se ha demostrado 
que el síndrome metabólico es debido a una falla en las vías metabólicas de la glucosa, 
y daños en la vía de la insulina, la cual es muy importante para el balance energético 
corporal [14]. 
2.3.3.-OBESIDAD 
La OMS define a la obesidad y al sobrepeso como una acumulación anormal o excesiva 
de grasa que puede ser perjudicial para la salud. Se detecta mediante el índice de masa 
corporal (IMC) el cual se calcula mediante la talla y el peso. 
𝐼𝑀𝐶 =
𝑝𝑒𝑠𝑜 (𝑘𝑔)
𝑡𝑎𝑙𝑙𝑎2(𝑚)
 
De acuerdo a la OMS y a la norma mexicana NOM-043-SSA2-2012 un IMC igual o 
superior a 30 indica obesidad e igual o superior a 25 implica sobrepeso. La causa 
fundamental para esta patología es un desequilibrio energético entre las calorías 
consumidas y las gastadas debido principalmente al aumento de la ingesta de alimentos 
hipercalóricos ricos en grasas, sal y azucares pero bajo en vitaminas así como el 
descenso de la actividad física. 
La obesidad y el sobrepeso traen consigo enfermedades no transmisibles como son 
enfermedades cardiovasculares (primera causa de muerte en el mundo), diabetes, 
 
10 
 
trastornos en el aparato locomotor como osteoartritis; convirtiéndose así en el principal 
problema de Salud en México y en el mundo. 
En 2012, alrededor de 44 millones (6,7%) de menores de 5 años tenían sobrepeso o 
eran obesos, mientras que en 1990 eran solo 31 millones (5%) [15]. 
 
2.3.4.-DISLIPIDEMIAS 
Los lípidos son un heterogéneo grupo de moléculas de carbono de cadena larga que 
comparten ciertas propiedades de insolubilidad en agua, pero que presentan muchas 
otras diferencias y características individuales. Su importancia viene marcada por cuatro 
características fundamentales: Como reserva energética, principalmente los 
triacilgliceroles, como componentes de las membranas biológicas, como emulsionantes 
de otros compuestos para facilitar la digestión y por último, participan en la regulación 
metabólica, formando parte a nivel molecular de hormonas, vitaminas, prostaglandinas, 
entre otras. 
Las dislipidemias son un conjunto de patologías caracterizadas por alteraciones en las 
concentraciones de los lípidos sanguíneos, componentes de las lipoproteínas 
circulantes, a un nivel que significa un riesgo para la salud. Es un término genérico para 
denominar cualquier situación clínica en la cual existan concentraciones anormales de 
colesterol: colesterol total, colesterol de alta densidad, colesterol de baja densidad o 
triglicéridos. Las dislipidemias constituyen un factor de riesgo mayor y modificable de 
enfermedades cardiovasculares, especialmente de la enfermedad coronaria [16]. 
 
 
 
 
 
 
11 
 
Tabla 2: Niveles patológicos de lípidos para el diagnóstico de riesgo 
cardiovascular 
Niveles patológicos de lípidos (mg/dL) según categorías de 
riesgo cardiovascular global 
Categorías 
de riesgo CV 
Col-LDL Col-HDL Triglicéridos 
Bajo ≥160 ≤35 ≥200 
Alto ≥130 ≤35 ≥200 
Máximo ≥100 <45 ≥160 
Gobierno de Chile, Ministerio de Salud, 2000 [16]. 
2.3.5.-HIPERINSULINEMIA 
El concepto de resistencia a la insulina fue descrito por Himsworth desde hace más de 
60 años; ya desde esa época se consideró su posible participación etiopatogénica en el 
curso clínico de las enfermedades metabólicas. En la actualidad, la resistencia a la 
insulina se considera como un tronco común fisiopatológico de algunas enfermedades 
como la diabetes mellitus, la hipertensión arterial y la obesidad central, además de estar 
presente en individuos intolerantes a la glucosa o incluso en el 25% de sujetos delgados, 
aparentemente sanos con tolerancia normal a la glucosa. 
 La resistencia a la insulina es una condición en la cual, por diferentes factores, la 
insulina produce una respuesta tisular menor a la esperada y, por consiguiente, 
condiciona aumento de la insulina sérica “hiperinsulinemia” para compensar la 
ineficiencia de la hormona. 
 La RI es un concepto bioquímico-molecular que se traduce una menor eficiencia 
biológica de la insulina al actuar sobre sus diversos órganos blanco, existiendo varias 
causas atribuibles a la misma hormona o al comportamiento de su receptor o receptores 
específicos [17]. 
 
12 
 
2.3.6.-HIPERTENSIÓN 
La hipertensión arterial es uno de los factores de riesgo modificable de mayor 
prevalencia en el mundo. Participa en el desarrollo de la enfermedad aterosclerótica 
cardiovascular, en la morbimortalidad por eventos cardiacos, cerebrovasculares, 
insuficiencia renal y enfermedad vascular periférica. La hipertensión arterial disminuye la 
calidad de vida y la supervivencia de la población, por lo que es un reto importante para 
la salud pública [18]. 
Tabla 3: Niveles de presión arterial utilizados para el diagnóstico de enfermedades 
cardiovasculares [17]. 
Categoría Sistólica (mm Hg) Diastólica (mm Hg) 
Nivel de presión y/o 
Óptima <120 <80 
Normal 120-129 80-84 
Normal alta 130-139 85-89 
Grado 1 (leve) 140-159 90-99 
Grado 2 (moderada) 160-179 100-109 
Grado 3 (extrema) 180 o más 110 o más 
Tipo de hipertensión 
Sistólica pura 140 o más <90 
Diastólica pura <140 90 o más 
Sístole-diastólica 140 o más 90 o más 
* Para definir categoría por nivel de presión en el caso de que un valor tenga una 
categoría y otro valor otra categoría, se tomará la categoría correspondiente al valor más 
alto de las dos. 
2.4.-VÍAS METABÓLICAS DAÑADAS EN EL SÍNDROME METABÓLICO 
Como se sabe, la insulina y la glucosa son dos de las moléculas que se ven 
incrementadas durante el SM por lo que las vías metabólicas que se dañan durante esta 
patología son aquellas que las involucran, principalmente la vía de la cinasa dependiente 
de AMP (AMPK), la cual se considera que es una de las vías más importantes en el 
 
13 
 
desarrollo del síndrome metabólico, ya que al estar disminuida la actividad de la AMPK, 
la glucosa en sangre se mantiene elevada y esto a su vez puede contribuir a que se 
desarrolle RI, mecanismo celular que se ha propuesto subyace las complicaciones en 
esta patología [19]. 
Durante muchos años se ha estudiado a la proteína AKT y su vía metabólica ya que es 
responsable de diferentes señales metabólicas, y de estrés ambiental así como la 
regulación de la supervivencia, crecimiento, diferenciación y otras funciones 
homeostáticas. Dentro de las señales metabólicas, AKT se encarga de la señalización 
de insulina, ya que se activa por la presencia de insulina en el organismo lo que 
ocasiona que el transportador de glucosa GLUT4, el cual es dependiente de insulina se 
transloque y comience con el metabolismo de glucosa [20]. 
 
2.4.1.-CINASA DEPENDIENTE DE AMP (AMPK) 
Una proteína que se ha demostrado como clave en el desarrollo del síndrome 
metabólico es la proteína AMPK, la cual es un heterotrímero que comprende una 
subunidad catalítica α y dos subunidades regulatorias β y γ. Esta proteína se activa por 
fosforilación en el aminoácido Threonina 172 de la subunidad catalítica al estímulo de 
AMP, que significa una baja de energía en la célula; una vez activa regula las vías 
catabólicas que generan ATP e inhibe las vías anabólicas que consumen ATP [19]. 
Existen activadores para la AMPK que tratan de corregir las fallas en las vías 
metabólicas yque hoy en día se utilizan comúnmente como tratamientos contra la 
diabetes como son la metformina, la cual incrementa la sensibilidad de insulina y activa 
AMPK. Este fármaco no activa directamente a la proteína, se ha encontrado que inhibe 
el complejo I de la cadena transportadora de electrones, lo que disminuye la energía en 
la célula [21]. 
En estudios actuales se ha demostrado que AMPK en el cerebro, especialmente en el 
hipotálamo, incrementa la ingesta de alimento y su inhibición la disminuye, debido a que 
el hipotálamo se encarga de la regulación hormonal [22]. 
 
14 
 
Inhibición de la actividad de AMPK, ya sea farmacológicamente o genéticamente, ha 
demostrado ejercer efectos neuroprotectores en la isquemia cerebral. AMPK regula la 
síntesis de proteínas la cual desempeña un papel crítico en la plasticidad sináptica para 
la memoria de largo plazo y larga duración [23]. Debido a lo anterior, se puede concluir 
que la síntesis de proteínas mal regulada se encuentra implicada en la patogénesis de la 
EA al haber daño en la sinapsis de las neuronas. 
AMPK es activada por varios tipos de estrés celular que disminuyen las cantidades de 
ATP, como es el caso del estrés oxidativo que se encuentra presente en la EA, 
Se ha demostrado que existe una estrecha relación en la hiperfosforilación de AMPK y 
las alteraciones de plasticidad sináptica en la EA dentro del cerebro tanto de humanos 
como de ratas transgénicas para la EA, encontrando que la señalización de AMPK 
subyace la disfunción sináptica asociada a la EA. Se habla de que la activación en 
respuesta un desequilibrio pequeño de la homeostasis energética lleva a que AMPK 
juegue un papel de protección y de restauración de la homeóstasis del metabolismo 
energético; sin embrago, durante un prolongado y/o grave daño ocasionado por el estrés 
celular que ocurre en cualquier fase del envejecimiento o la EA, la capacidad de AMPK 
para equilibrar la homeostasis energética se ve comprometida y comienzan a 
amplificarse los daños causados por el estrés celular [24]. 
 
2.4.2.-PROTEÍNA CINASA B (AKT) 
La proteína PKB o mejor conocida como AKT pertenece a una vía de señalización 
compleja que coordina y controla una serie de factores de crecimiento y receptores de 
insulina así como otros receptores membranales [25]. 
La familia de proteínas AKT incluye tres proteínas homologas, conocidas como AKT1, 
AKT2 y AKT3 encontradas en células de mamíferos [26]. Estas proteínas son 
heterodímeros compuesto de una unidad catalítica llamada p110 y una unidad 
regulatoria conocida como p85 que dirige la unión con el receptor, la activación y la 
localización de la enzima. 
 
15 
 
AKT se localiza transitoriamente en la membrana plasmática durante la activación y, una 
vez activada, induce la fosforilación de un número de proteínas nucleares y citosólica 
que regulan diversas funciones celulares incluyendo el crecimiento, la supervivencia, 
proliferación y la diferenciación celular. 
Además de sus papeles vitales en la supervivencia, la señalización de AKT está 
implicada en la diferenciación neuronal a través de la glucógeno sintasa quinasa 3b 
(GSK-3b). AKT migra al núcleo, como un resultado del tratamiento con factores de 
crecimiento, en las células neuronales y protege las neuronas de la estimulación de 
apoptosis en el núcleo a través de la interacción proteína-proteína. 
La manipulación de la actividad de AKT nuclear en las neuronas tiene un potencial 
terapéutico, sobre todo en lesiones cerebrales y enfermedades neurodegenerativas 
como el Alzheimer y la enfermedad de Parkinson, debido a la naturaleza anti-apoptótica 
de esta proteína [20]. 
 
2.5.- RELACIÓN SÍNDROME METABÓLICO Y ENFERMEDAD DE 
ALZHEIMER 
En los últimos años, ha aumentado el número de estudios que relacionan la demencia 
con los trastornos metabólicos. El síndrome metabólico puede influir en el riesgo a 
padecer demencia clínica y convertirse en un factor de riesgo para desarrollar y 
acelerar enfermedades asociadas a neurodegeneración, como la EA [27]. 
Es posible que cada factor que constituye el SM se encuentre involucrado en el 
desarrollo del proceso neurodegenerativo que da como resultado la aparición de la 
demencia, la característica principal de la EA, y otras alteraciones neuronales como son 
la pérdida del control motriz y otras funciones básicas. Una característica remarcable es 
la producción elevada de especies reactivas de oxígeno (ROS) la cual disminuye los 
sistemas antioxidantes como son superóxido dismutasa y catalasa, y causa, como una 
consecuencia, aumenta los niveles de metabolismo oxidativo, el cual afecta la estructura 
celular, causando daño neuronal [5]. 
 
16 
 
Se cree que la RI participa en el metabolismo de APP y de τ ya que aumenta la 
acumulación de Aβ y la formación de las placas neuríticas. 
Se han encontrado dos principales mecanismos patofisiológicos de la RI en el cerebro: 
1) pérdida progresiva de la respuesta a la insulina de las neuronas causadas por el 
factor relacionado a la nutrición. 
2) Daño en el equilibrio ligando-receptor de insulina por las alteraciones patológicas 
en la composición de la membrana lipídica y probablemente una expresión 
disminuida en la membrana. 
La RI promueve la lipólisis que genera lípidos tóxicos como ceramidas los cuales dañan 
la señalización de insulina, la función mitocondrial y viabilidad celular. Las ceramidas 
son moléculas lipídicas de señalización con un amplio rango de efectos modulatorios 
incluyendo la proliferación celular, movilidad, plasticidad, inflamación, apoptosis y la 
resistencia a la insulina. 
Ceramidas, esfingosinas y otros lípidos tóxicos son lípidos solubles por lo que pueden 
cruzar rápidamente la barrera sangre-cerebro por lo que existe la hipótesis de que las 
ceramidas generan, en el contexto de esteatosis hepática que se encuentra en co-
existencia con la obesidad, la regulación o proliferación de la neurodegeneración, ya que 
ésta desencadena una cascada de señales que da como resultado la RI [2]. 
Hablando de las vías metabólicas que se encuentran involucradas para el metabolismo 
de la glucosa y que se ha demostrado que para el caso de la RI se encuentran dañadas, 
en estudios actuales se ha demostrado que AMPK en el cerebro, especialmente en el 
hipotálamo, incrementa la ingesta de alimento y su inhibición la disminuye, debido a que 
el hipotálamo se encarga de la regulación hormonal [22]. 
Se ha estudiado a la Diabetes tipo II la cual se sugiere que es consecuencia de la RI y 
que además aumenta el riesgo de desarrollar enfermedades neurodegenerativas, 
principalmente EA. La hipercolesterolemia, se sugiere que puede contribuir a la 
disfunción cognitiva ya que se encuentra ligada a la atrofia del hipocampo, así como 
problemas con la memoria y aprendizaje. 
 
17 
 
El cerebro utiliza glucosa, proveniente del flujo sanguíneo cerebral, como la principal 
fuente de producción de energía. Se sabe que el metabolismo energético de las 
neuronas es afectado en el cerebro por la EA y que su deficiencia de energía puede ser 
atribuida a los cambios en la toma de glucosa dependiente de insulina y el daño en las 
distintas proteínas que participan en el metabolismo energético. 
Se ha tratado de explicar cómo es que los niveles de colesterol puede afectar el 
metabolismo de Aβ ya que el cerebro es el órgano que contiene la mayor cantidad de 
colesterol en el cuerpo (aproximadamente el 25%). El colesterol es el principal 
componente de la mielina y de las membranas de las neuronas y glías, también 
participan en el mantenimiento de la plasticidad neuronal haciéndolo importante para el 
sistema nervioso central. 
Se ha propuesto que el metabolismo y vida media de APP puede ser alterada por daños 
en la fluidez membranal debido a los cambios en el nivel de colesterol. Un aspecto muy 
importante en la relación entre la producción del amiloide y la hipercolesterolemiareside 
en la actividad de γ-secretasa pues su actividad es dependiente de los niveles de 
colesterol. La disminución de este lípido por completo inhibe la actividad de esta 
secretasa. 
La hipertensión, otro factor del SM implicado en la EA, tiene una correlación positiva con 
las placas neuríticas y las marañas neurofibrilares ya que incrementan la permeabilidad 
vascular en el cerebro acompañado de la extravasación de proteínas a través del cruce 
celular-endotelial [2]. 
 
2.6.-ESTRÉS OXIDATIVO Y LA ENFERMEDAD DE ALZHEIMER 
Se ha especulado que los radicales libres producidos durante el estrés oxidativo son 
importantes patológicamente en la EA y otras enfermedades neurodegenerativas. El 
estrés oxidativo puede ser definido como un desequilibrio entre producción de especies 
reactivas de oxígeno (ROS) y/o su eliminación. Se propone que el estrés oxidativo se 
encuentra implicado en la EA a través de los cambios en el estado redox del cerebro de 
pacientes con EA [2]. 
 
18 
 
El estrés oxidativo en el Alzheimer ha sido evidente en los cerebros de los pacientes con 
esta enfermedad los cuales muestran niveles mayores de proteínas oxidadas, 
peroxidación de lípidos, oxidación de DNA y RNA así como modificaciones en los niveles 
de glucosa en sangre y la presencia de ROS. El amiloide induce a las ROS y su 
sobreproducción; este incremento se debe también a una reducción de la actividad de 
las enzimas antioxidantes, las cuales incrementan la oxidación de proteínas, resultado 
de una función disminuida del sistema proteosomal el cual altera el catabolismo de 
proteínas oxidadas; favoreciendo los procesos neurodegenerativos observados en los 
pacientes con EA. 
Se ha demostrado que el estrés oxidativo crónico y la subsecuente formación de 4-
hidroxinonenal puede contribuir a la hiperfosforilación de τ e inducir cambios 
conformacionales que pueden llevar al ensamble de τ y a la formación de marañas 
neurofibrilares [2]. 
 
2.6.1.-ALTERACIONES EN EL METABÓLISMO Y LA ENFERMEDAD DE 
ALZHEIMER 
En la célula eucariótica, las mitocondrias son los orgánelos responsables de proveer la 
energía necesaria para los procesos metabólicos celulares bajo condiciones aeróbicas. 
En las neuronas, las mitocondrias tienen particular importancia a través de su alta tasa 
metabólica aeróbica y morfología compleja, su papel como el proveedor de ATP como 
fuente de energía para la liberación y reciclaje de neurotransmisores. 
La inhibición del metabolismo energético altera el procesamiento de APP favoreciendo la 
producción de los fragmentos peptídicos de Aβ que se acumulan fácilmente acelerando 
la formación de las características de la EA. 
Una enzima mitocondrial importante para la EA es la creatina cinasa (CK) la cual tiene 4 
isoformas categorizadas así de acuerdo a su expresión en diversos tejidos y su 
distribución subcelular (citosólica o mitocondrial). La generación de ATP, a través de la 
actividad de CK, es crítica para la función del sistema Nervioso Central (SNC). El 
sistema CK/ fosfocreatina (PCr) funciona como un buffer temporal de energía, así como 
 
19 
 
 
 
 
AKT 
AMPK 
CK MIT. 
CK 
CITOSÓLICA 
RECEPTOR 
INSULINA 
regulador de la energía celular. Mantiene la relación ATP/ADP previniendo un aumento 
en el ADP intracelular incluso en situaciones de alto consumo energético [28]. 
CK es crucial para el metabolismo energético celular en el cerebro por lo que cualquier 
perturbación en la función de esta enzima puede alterar el proceso normal de APP lo 
que da como resultado la acumulación de Aβ. La función de CK puede encontrarse 
alterada en EA, llevando a déficits en el mantenimiento de los niveles de energía 
óptimos y alterando, el suministro de energía en las glías, neuronas y sinapsis. 
Las isoformas de CK son altamente susceptibles al estrés oxidativo. En el cerebro, CK 
citosólica existe como un homodímero conocido como CK cerebral (CK-BB) y su función 
es fundamental para la eficiencia del metabolismo energético en el cerebro; además de 
iniciar y regular la apoptosis o necrosis de estas células. Se ha mostrado que ratones 
con una expresión baja de CK-BB muestran conexiones fibrosas mohosas anormales en 
el hipocampo lo que causa distintas funciones cognitivas como es el aprendizaje 
espacial. El circuito CK en el cerebro contribuye al manejo del abastecimiento de la 
energía para las funciones neuronales [5]. 
Se ha reportado que la activación experimental de circuito energético de CK, por la 
suplementación de creatina en la dieta, notablemente mejora la integridad celular de 
cultivos neuronales sujeta a manipulaciones tóxicas [28]. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4: Relación síndrome metabólico y alzheimer. (Modificado de [5]) 
 
20 
 
2.7.- USO DEL FÁRMACO METFORMINA EN LA ENFERMEDAD DE 
ALZHEIMER Y EL SÍNDROME METABÓLICO 
La metformina es una biguanida (1,1-dimetilbiguanida), las cuales se identificaron de la 
planta Gallena Officinalis y cuyos extractos se utilizaban en la edad media para la 
Diabetes por su propiedad antiglucemiante. El principal efecto de este fármaco es 
disminuir la producción hepática de glucosa e incrementar la captación de glucosa 
periférica, por lo que se ha convertido en el principal fármaco prescrito antidiabético [29]. 
A pesar de que se utiliza desde 1957, aún se desconoce el mecanismo exacto por el 
cual la metformina reduce la cantidad de glucosa y lípidos. La metformina disminuye la 
hiperglicemia sin aumentar la estimulación de la secreción de insulina, promover 
ganancia de peso o causar hipoglicemia. Así mismo, metformina tiene efectos benéficos 
en la circulación de lípidos que incrementan el riesgo cardiovascular [30]. 
Se sabe que la metformina es un activador indirecto de la proteína AMPK la cual, como 
se ha mencionado anteriormente, es una proteína clave para el metabolismo de glucosa. 
Al ser activada por el fármaco, mejora algunas patologías clave del SM [29]. 
Para el caso de la EA, el uso de la metformina tiene controversias pues algunos estudios 
indican que el tratamiento con metformina disminuye parcialmente la fosforilación de la 
proteína Tau [31, 32] o que disminuyen la formación del péptido Aβ por la inhibición de la 
γ-secretasa (BACE1), una proteína clave en la formación del péptido Aβ [33]. Por otro 
lado, Yaomi Chen en 2009 mostro que la metformina en la EA aumenta los niveles del 
péptido Aβ a través de la regulación positiva de BACE1 y al tener animales tratados con 
metformina e insulina, disminuye la cantidad del péptido amiloidal [34]. 
Con lo anterior podemos deducir que no se sabe, exactamente, el efecto que tiene este 
fármaco antidiabético en la EA. 
 
 
21 
 
2.8.- MODELOS UTILIZADOS PARA EL ESTUDIO DE LA ENFERMEDAD 
DE ALZHEIMER RELACIONADOS CON EL SÍNDROME METABÓLICO 
En los recientes estudios en donde se trata de demostrar la relación entre las dos 
patologías antes mencionadas, se han utilizado distintos modelos: 
2007 Zhen-guo Li en Estados Unidos utilizó dos modelos de rata con diabetes generada 
de manera espontánea, uno con diabetes tipo 1 llamado BB/Wor-rat, y el modelo con 
diabetes tipo 2 llamado BBZDR/Wor-rat a los cuales se les midieron parámetros 
bioquímicos de la diabetes como insulina y glucosa en sangre. Así mismo se observó la 
actividad de algunas proteínas implicadas en la señalización de insulina y la presencia 
de las proteínas o péptidos involucrados en la patología de la EA [35]. 
2009 Yaomi CHen en Estados Unidos utilizo dos modelos distintos para mostrar la 
relación entre el SM y la EA. El primero es neuronas primarias y el otro una línea celular 
llamada N2a695 que son neuroblastomas que expresan Aβ40/Aβ42. En este estudio se 
midió el efecto que tiene la metformina en la generación del péptido Aβ a través de las 
secretasas involucradas en su formación, principalmente BACE1 o mejor conocida como 
β-secretasa [34]. 
2009, en Australia, Yazi D. Ke y colaboradores utilizaronun modelo transgénico de ratón 
que expresa el gen P301L para Tau humano, la cual es una de las proteínas implicadas 
en los problemas cognitivos y demencia para la EA, a la cual se le indujo, mediante una 
dosis de estreptozotocina, diabetes tipo 1 ya que este fármaco causa una deficiencia a la 
insulina instantánea. Se midió la fosforilación de la proteína Tau tanto en el modelo de 
rata sin estreptozotocina como con el tratamiento para observar cómo es que la 
deficiencia a la insulina afecta la fosforilación de esta proteína [36]. 
2014 Ignacio Pedrós en Barcelona utilizó un modelo de la EA llamado APPswe/PS1dE9 
el cual es un ratón transgénico que expresa APP humano y de ratón en conjunto con 
una sobreexpresión de una variante del gen PS1dE9 que hace que se generen 
cantidades muy altas del péptido Aβ humano, las cuales son relacionadas con la EA. En 
este modelo se midieron parámetros bioquímicos para observar la patología del SM así 
 
22 
 
como algunas proteínas relacionadas a la EA y sus blancos en algunas vías de 
señalización involucradas en ambas patologías [37]. 
Para el presente estudio, se utilizó un modelo de rata con SM, el cual se induce por una 
dieta de sacarosa al 30% por 16 semanas, y en el cual se observó la presencia de la 
proteína APP como marcador de neurodegeneración para una etapa temprana del SM. 
El modelo utilizado fue establecido por Guadalupe Baños en 1997, en el cual se 
demostró que mediante una dieta alta en hidratos de carbono, en este caso sacarosa 
por un tiempo de 12 a 17 semanas, se incrementa el nivel de triglicéridos, de 
lipoproteínas, glucosa e insulina en sangre y a la par la presión sanguínea [38]. 
Debido a lo anterior, el modelo de dieta con sacarosa se considera un modelo valido 
para el SM pues cumple con los criterios establecidos por la OMS y la ATPIII para el 
diagnóstico del SM. 
El modelo utilizado se encuentra en una etapa temprana del SM y en una etapa de 
prediabetes por lo que para complementar el presente estudio se necesitaría tener un 
modelo con una etapa más avanzada del SM para medir como se ven afectados los 
marcadores de neurodegeneración medidos. 
 
 
3.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 
La cantidad de estudios que relacionan al síndrome metabólico y a la enfermedad de 
Alzheimer ha aumentado debido a que se sugiere que cada uno de los factores que 
componen al síndrome metabólico puede encontrarse relacionado y ser un factor de 
riesgo para la enfermedad de Alzheimer. Debido a lo anterior, se trata de encontrar 
nuevos blancos terapéuticos para mejorar la calidad de vida de las personas con esta 
patología pues hoy en día las enfermedades neurodegenerativas se presentan en 
etapas tempranas a lo que se encontraba descrito, así mismo la población con 
enfermedades metabólicos aumenta a nivel mundial y en el país siendo un caso 
preocupante a nivel salud. 
 
23 
 
 
4.-OBJETIVOS 
GENERAL: estudiar la relación que existe entre los desequilibrios energéticos y algunos 
marcadores de neurodegeneración en el hipocampo e hipotálamo en modelos animales 
con SM. 
ESPECIFICOS: 
- Generar el modelo animal con síndrome metabólico 
- Suministrar un tratamiento de metformina de 4 a 5 semanas y observar los 
efectos que tiene tanto en el SM como en la EA. 
- Mediante la técnica de Western Blot determinar la activación de algunas 
proteínas involucradas en el metabolismo energético. 
- Mediante Western Blot identificar cambios en la presencia de algunas proteínas 
involucradas en la Enfermedad de Alzheimer en el hipocampo e hipotálamo. 
- Cuantificar la actividad de la enzima Creatina Cinasa (CK) como marcador del 
metabolismo energético en el hipocampo e hipotálamo. 
 
 
5.-HIPÓTESIS 
El síndrome metabólico se encuentra estrechamente relacionado con la Enfermedad de 
Alzheimer al encontrarse presencia de las proteínas iniciadoras de la patología de la EA 
en el hipocampo e hipotálamo, así como una disminución en el estado energético de los 
tejidos estudiados. 
 
 
 
24 
 
6.-DISEÑO EXPERIMENTAL 
 
2( ratn macho 
WiIUr de 2509' 
1 
Se form an 6 grupal 
de 4 rM as 
distrrburdn 
homogéneamente 
I 
2 grupos con 
agua de 
beber natura l 
y comda 9d 
lil:>tum por 16 
semanas, 
RegIstro 
semanal 
de pe so 
4 grupos con dieta de 
sacarOsa a130% en el 
agua de beber comida 
9dlibtumporl 6 
se manas, 1 
2 9rup os de rata s COn 
tratamie nto metform ina 
(1 OOm¡¡Mg p,c,) de 6 a 7 
semanas, 
411 01""'''''0' Med,oón de tngicér al term .. a, 
) l,atamrentos 
Silc.lic,o de ratas 
y exlr¡CaÓn de 
teJ,dos (24 ratas) 
MueSlr .. se congelaron hasta 
su procesamiento 
USIS de tejidos 
.¡ 
Cuantificar aón de prOlerna. 
por método de Lowry 
/ 
ActNidad de la 
enzima Creatina Preparación de muestras de 
Cinasa (CK) 
hip ocampo e hipotélamo, 
Western Elo !: Electr oforesis, 
transferencia a membrana de P\{lF , 
Incuboción con 
anticue'pos espeelfeos 
idos 
'"' R .... elado de la membrana 
por qu,m'okJm,n'scencra 
AnáliSIS denuométrrco 
medianle el software 
Quantity One 
Aná li sis de 
resu ltado s 
 
25 
 
7.- METODOLOGÍA 
 
7.1.-INDUCCIÓN DEL SÍNDROME METABÓLICO 
Se trabajó con 24 ratas macho tipo Wistar con un peso aproximado de 250 a 300 g, las 
cuales fueron divididas homogéneamente en 6 grupos de 4 ratas cada una. 4 grupos 
tuvieron una dieta de sacarosa de marca comercial, al 30% en el agua ad libitum para 
así inducirles el síndrome metabólico; los 2 grupos restantes se utilizaron como grupos 
control a los cuales se les dio agua simple ad libitum. Todos los grupos fueron 
alimentados con la misma dieta sólida durante 16 semanas [38]. 
Se llevó un control de peso semanal y al término de las 16 semanas de tratamiento, se 
midieron triglicéridos en sangre de todos los grupos en ayuno de 6 horas. 
8 ratas con tratamiento de sacarosa al 30% en el agua fueron separadas para 
administrarles diariamente Metformina vía oral (100 mg/ kg p.c) durante 6 semanas 
realizando de nuevo la medición de triglicéridos una vez concluido este tiempo. 
 
7.2.-EXTRACCIÓN Y LISIS DE TEJIDOS 
Para la extracción de tejidos, las ratas fueron sacrificadas mediante una sobre dosis de 
pentobarbital se decapitaron y se extrajo el cerebro, de donde se disectó rápidamente 
el hipotálamo e hipocampo los cuales se congelaron en nitrógeno líquido y almacenados 
a -70°C hasta su análisis. 
Se obtuvo, al momento del sacrificio, sangre de la rata la cual se centrifugo, con ayuda 
de la centrifuga 5804R de la marca Eppendorf, a 3000 rpm a 4°C por 15 min para 
obtener los sueros sanguíneos y posteriormente medir los marcadores bioquímicos 
indispensables para establecer el síndrome metabólico. Los sueros se almacenaron a 
-70°C hasta su análisis. 
Se realizó la lisis de tejidos con ayuda del homogeneizador Politron de Pro Scientific 
Inc., mediante 0.75 mL por muestra de buffer de lisis al hipocampo e hipotálamo 
extraído. 
 
26 
 
El buffer se compone por HEPES 50 mM, EDTA 1 mM, EGTA 1 mM, KCl 50 mM, 
glicerol-3-fosfato 5 mM, tritón X-100 al 0.10%, NaF 50 mM, NaPPi 5 mM, antes de 
usarlo se le debe de añadir DTT 1 mM, PMSF 0.2 mM, ortovanadato previamente 
activado con pH de 10 a una concentración 1 mM y antiproteasas (COMPLETE MINI de 
Roche) de acuerdo a las especificaciones del fabricante (Ver anexo); el motivo de que 
estos reactivos se le añadan al momento del uso es debido a que la vida media de estos 
es corta. (Los reactivos son de SIGMA). 
Las anti proteasas adicionadas al buffer se añaden debido a que en la lisis, las células 
liberan proteasas que degradan las proteínas de interés; lo anterior se realizó con el fin 
de obtener la mayor cantidad de proteína posible ayudándonos además, de un 
movimiento mecánico que en este caso es la centrifugación de las muestras por 30 min 
a 12000 rpm y una temperatura de 4°C. 
 
7.3.- MEDICIÓN DE PARAMETROS BIOQUÍMICOS 
Triglicéridos: La medición de triglicéridos en sangre se realizóal término de las 16 
semanas de tratamiento con sacarosa o con dieta normal y al termino del tratamiento 
con metformina, se realizó con un ayuno de 6 horas utilizando el instrumento Accutrend 
GCT mediante el uso de tiras reactivas. 
Glucosa: La medición de glucosa de los grupos con los tres tratamientos distintos, se 
realizó en ayuno de 12 horas, al momento del sacrificio utilizando el glucómetro Optium 
Xceed de la marca Abbot mediante tiras reactivas. 
Insulina: la medición de insulina se realizó con la sangre recolectada y centrifugada al 
momento del sacrificio de las ratas de los tres tratamientos, se realizó mediante un 
método ELISA se cuantifico la cantidad de insulina en sangre con ayuda del kit Rat High 
Range Insulin ELISA de ALPCO INMUNOASSAYS y se calculó mediante programas 
estadísticos. 
HOMA: El índice HOMA se calculó de acuerdo a la fórmula: 
 
27 
 
𝑖𝑛𝑠𝑢𝑙𝑖𝑛𝑎(𝜇𝑔/𝑚𝐿) × 𝑔𝑙𝑢𝑐𝑜𝑠𝑎(
𝑚𝑚𝑜𝑙
𝐿 )
22.5
 
Grasa abdominal: Al momento del sacrificio de las ratas, se extrajeron los cojinetes de 
grasa epididímales y se pesaron. 
7.4.-CUANTIFICACIÓN DE PROTEÍNAS 
La cuantificación de proteínas se realizó mediante el método de Lowry que consiste en 
una reacción de reducción del reactivo de Folin-Ciocalteu (ácidos fosfomolíbdico y 
fosfotugsténico) y la oxidación de tirosina, triptófano, cisteína y cistina de las cadenas 
polipetídicas el cual mediante un complejo de cobre genera un color azul que es visible a 
580 nm; una vez realizada la lectura se calcula la concentración de proteínas de cada 
muestra mediante una curva patrón o de calibración a partir de una solución patrón de 
BSA (albumina sérica bovina) de 1 mg/mL. 
 
Figura 5: Esquema general de las reacciones que se llevan a cabo en el método de 
Lowry [39]. 
 
Una vez que se han cuantificado las proteínas se procede a preparar las muestras para 
realizar el método de Western Blot y la medición de la actividad de la enzima (CK), 
eligiendo que se utilizarían 80 µg de proteína de cada muestra para el caso de Western 
Blot debido a que es una cantidad adecuada para comparar los niveles de las proteínas 
de interés y 50 µg de proteína para la actividad enzimática. 
 
28 
 
7.5.-WESTERN BLOT 
El método de Western Blot consiste en cinco pasos principales: electroforesis, 
transferencia a una membrana de PVDF, bloqueo, incubación con anticuerpos y 
revelado [40]. 
Electroforesis: Una vez que las muestras se encuentran cuantificadas, se preparan en 
buffer de carga compuesto de Tris HCl 60 mM, Glicerol 20%, SDS al 2%, azul de 
bromofenol 0.1%, y β-mercaptoetanol al 10% con la finalidad de ayudar a que las 
proteínas se desnaturalicen y se puedan observar. 
El gel con el que se trabajarán las muestras, consta de dos partes una parte 
concentradora, al 4% de acrilamida, en la parte de arriba y otra separadora, al 10% de 
acrilamida, en la parte de debajo de mayor tamaño que la anterior. Es importante cargar 
junto con las muestras un marcador de peso molecular, el utilizado en este caso es el 
marcador Prestained Protein Marker de Cell Signaling, para identificar a la proteína de 
interés mediante su peso molecular. 
Se realiza la electroforesis en un buffer de corrida compuesto por Tris 25 mM, SDS 0.1% 
y Glicina 192 mM ajustado a un pH 8.3. Se comienza con 80 V y cuando las muestras 
comienzan a estar en la parte separadora del gel, aproximadamente de 30 a 40 min se 
cambia el voltaje a 120 V y se espera a que el colorante desaparezca del gel lo que 
tomaba de 120 a 150 min dando un total de 2.5 a 3 h. 
En cuanto a la transferencia, se transfiere a una membrana de PVDF (Millipore) 
previamente activada con metanol, en una cámara semiseca por 60 min a 0.3 A. Los 
geles y las membranas previamente se sumergen en un buffer de transferencia 
compuesto por Tris 48 mM, SDS al 0.037%, Glicina 39 mM, Agua y metanol al 10% 
durante 10 minutos para equilibrarlas a estas condiciones. 
Al final de la transferencia, la membrana se incuba con leche descremada al 3% para 
bloquear las zonas con ausencia de proteínas y así evitar la unión no específica de los 
anticuerpos. 
 
29 
 
Se realiza la incubación con el anticuerpo específico de la proteína que se desea ver, en 
leche al 3%, 1 h a temperatura ambiente o toda la noche a 4°C para posteriormente, 
realizar la incubación con el anticuerpo secundario 1 h a temperatura ambiente. 
Los anticuerpos utilizados fueron: anti-pAMPK fosforilado en Th172 hecho en conejo 
1:1000 (Cell Signaling); anti AMPKα hecho en conejo1:1000 (Cell Signaling), anti-pAKT 
fosforilado en Ser 473 hecho en conejo 1:1000 (Cell Signaling); anti AKT(pan) hecho en 
conejo 1:1000 (Cell Signaling); anti APP hecho en ratón 1:1000 (Millipore), anti-Actina 
hecho en conejo 1:10000 (Sigma) 
Por último, se revela la membrana mediante una reacción de quimioluminiscencia con 
ayuda de luminol de la marca Millipore y se obtienen los resultados documentando la 
quimioluminiscencia en el equipo Chemi Doc de Biorad, mediante el software Quantity 
one para posteriormente analizarlos estadísticamente. 
 
7.6.-ACTIVIDAD DE LA ENZIMA CREATINA CINASA 
Para el caso de la medición de la actividad enzimática se tomaron 50 µg de proteína 
para observar la cantidad de ATP generada a través de esta enzima mediante la 
siguiente reacción: 
𝐹𝑜𝑠𝑓𝑜𝑐𝑟𝑒𝑎𝑡𝑖𝑛𝑎 + 𝐴𝐷𝑃 ⇌ 𝐶𝑟𝑒𝑎𝑡𝑖𝑛𝑎 + 𝐴𝑇𝑃 𝑝𝐻: 6.7 
Debido a que la molécula de ATP no se observa por métodos de espectrofotometría, se 
decide realizar una reacción acoplada mediante la cual se mide la cantidad de NADPH 
que es visible a 340 nm y es estequiométricamente igual a la producción de ATP: 
 
𝐴𝑇𝑃 + 𝐺𝑙𝑢𝑐𝑜𝑠𝑎 ⇌ 𝐺𝑙𝑢𝑐𝑜𝑠𝑎 6 − 𝑃 + 𝐴𝐷𝑃 
 
𝐺6𝑃 + 𝑁𝐴𝐷𝑃 ⇌ 6 − 𝑓𝑜𝑠𝑓𝑜𝑔𝑙𝑢𝑐𝑜𝑛𝑎𝑡𝑜 + 𝑁𝐴𝐷𝑃𝐻 + 𝐻+ 
Hexoquinasa 
G6PDh 
 
30 
 
El buffer base se encuentra compuesto por HEPES 50 mM, EGTA 1 mM, glucosa 20 mM 
y MgCl 4 mM a un pH de 6.7 que es el óptimo para que la enzima actué correctamente. 
Antes de su uso se le añaden los reactivos necesarios para comenzar la reacción, los 
cuales son Fosfocreatina (PCr) 1 M, ADP 0.5 M, NADP 0.1 M y AMP 0.5 M. 
Se utiliza 1mL del buffer completo y se adiciona la cantidad de proteína elegida, y se 
adiciona 5 µL de la enzima acoplante que es Glucosa-6-fosfato deshidrogenasa con 
Hexoquinasa de Roche diluida 1:5 en el buffer base. Se observa la reacción mediante el 
espectrofotómetro Cary 100 Bio de Varian, a 340 nm durante 8 minutos. Se obtendrá 
una curva sigmoidea de la cual se tomara la pendiente de la parte lineal de la curva la 
cual es la ΔAbs para posteriormente mediante la siguiente ecuación obtener la actividad 
total de la enzima. 
𝑨𝒄𝒕𝒊𝒗𝒊𝒅𝒂𝒅 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 = 
∆𝑨𝒃𝒔
𝟔. 𝟐𝟐 ∗ 𝑽𝒐𝒍. 𝒎𝒖𝒆𝒔𝒕𝒓𝒂(𝒎𝑳)
 
𝑨𝒄𝒕𝒊𝒗𝒊𝒅𝒂𝒅 𝒆𝒔𝒑𝒆𝒄í𝒇𝒊𝒄𝒂 =
𝒂𝒄𝒕𝒊𝒗𝒊𝒅𝒂𝒅 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍
𝝁𝒈 𝒑𝒓𝒐𝒕𝒆í𝒏𝒂
 
7.7.-ANÁLISIS ESTADÍSTICO 
ANOVA de un factor con una p= 0.05 y posteriormente la prueba T de student para 
definir entre que grupos existía una diferencia, se utilizó una p≤0.05. 
 
 
 
 
 
 
31 
 
8.- RESULTADOS 
8.1.- MODELO DE SÍNDROME METABÓLICO 
Parámetro Grupo 
control 
 n=8 
Grupo SM 
n=8 
Grupo 
metformina 
n=8 
Triglicéridos
(mg/dL) 
160.8±44 *270.2±88 *256.3±56 
Peso inicial 
(g) 
237.08±21.85 244.70±21.30 248.71±18.89 
Peso final 
(g) 
433.6±34.53 461.36±40.04 469.9±38.70 
Incremento 
de peso (g) 
196.5±13 216.6±19 221.2±20 
Grasa 
abdominal 
(g) 
11.3±4.4 *16.1±7 *18.16±6.1 
Insulina 
(ng/mL) 
5.6±0.4 *9.2±0.2 ^6.24±0.47 
Glucosa 
(mg/dL) 
132.1±5.5 131.3±9.1 *^115.7±9.4 
HOMA 1.8±0.3 *2.8±0.4 ^1.93±0.31 
Tabla 4: características del modelo de rata con síndrome metabólico. 
 
ANOVA de una vía p=0.05 
T student para diferencia entre 
grupos 
*p≤0.05 VS control ^p ≤0.05 vs SM 
 
 
32 
 
Como se muestra en la tabla 1, observamos que el modelo experimental tiene elevados 
lostriglicéridos, la grasa abdominal y la insulina en comparación con el grupo control lo 
que concuerda con lo establecido por la OMS y el ATPIII para el diagnóstico del SM. 
Una vez que comprobamos que el síndrome metabólico se encuentra establecido en 
nuestro modelo experimental, se procede a realizar Western Blot para observar el 
estado de las vías metabólicas y algunos marcadores de neurodegeneración. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
33 
 
8.2.- ACTIVACIÓN DE LA PROTEÍNA AKT 
 
 
 
 
 
 
Figura 6. A) Imágenes representativas del Western Blot. B) Fosforilación relativa 
en el hipocampo e hipotálamo. C) Expresión total de Akt en hipocampo e 
hipotálamo. Prueba T student para la diferencia entre grupos *p≤0.05 VS control, 
**p≤0.05 VS MS, *** p=0.06 VS control. 
Para el caso del hipocampo, en el panel B, se observa el grupo de síndrome metabólico 
presenta una fosforilación mayor de la proteína AKT en comparación del grupo control a 
pesar de que la cantidad de proteína total es la misma (panel C). 
 El grupo con tratamiento de metformina presenta una fosforilación aun mayor que el 
grupo control (panel B) y el de síndrome metabólico y a la vez tiene una cantidad mayor 
de proteína total que los otros dos grupos (panel C). 
 
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
U
N
ID
AD
ES
 R
EL
AT
IV
A
S
pA
K
T/
A
K
T
FOSFORILACIÓN AKT
control
MS
MS + MET
CONTROL
MS
MS + MET
*
*
**
* *
HIPOCAMPO HIPOTÁLAMO
0
1
2
3
4
5
6
U
N
ID
AD
ES
 R
EL
AT
IV
A
S
AK
T/
AC
TI
N
A
EXPRESIÓN AKT
CONTROL
MS
MS + MET
CONTROL
MS
MS+ MET
*
**
**
***
*
pAkt 
AKT 
Actina 
 HIPOTÁLAMO HIPOCAMPO 
A 
C
R
TL
 
 
 
 
 
M
S 
 
 
 
 
 
M
S 
 
 
 M
S+
 
M
ET
 
 
 
 
 
C
TR
L 
 
 M
S 
 M
S 
M
S+
 
M
ET
 
C B 
HIPOCAMPO HIPOTÁLAMO 
 
34 
 
8.3.- ACTIVACIÓN DE LA PROTEÍNA AMPK 
 
 
 
 
 
 
Figura 7. A) Imágenes representativas del Western Blot. B) Fosforilación relativa de 
AMPK en hipocampo e hipotálamo C) Expresión total de AMPK en hipocampo e 
hipotálamo. Prueba T student para diferencia entre grupos. *p≤0.05 VS control, 
**p≤0.05 VS SM, *** p=0.06 VS control. 
En la figura 7, al igual que para la proteína AKT, el grupo de SM en el hipocampo presenta 
una mayor fosforilación de la proteína (panel B), a pesar de que no existe alguna diferencia 
significativa en la expresión de la proteína total (panel C). El grupo con tratamiento de 
metformina presenta una menor fosforilación de la proteína (panel B), a pesar de que la 
cantidad de proteína total es mucho mayor a los otros dos grupos (panel C), este es un 
resultado inesperado ya que de acuerdo a lo reportado en la literatura, la metformina es un 
fármaco que activa indirectamente la fosforilación de la proteína AMPK. 
Para el caso del hipotálamo no se encontró diferencia significativa en la fosforilación de la 
proteína para ningún grupo a pesar de que los grupos SM (panel B) y con tratamiento de 
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
U
N
ID
AD
ES
 R
EL
AT
IV
A
S
pA
M
P/
AM
PK
FOSFORILACIÓN AMPK
CONTROL
MS
MS+MET
CONTROL
MS
MS+MET
*
**
***
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
U
N
ID
AD
ES
 R
EL
AT
IV
A
S 
AM
PK
/A
C
TI
N
A
EXPRESIÓN DE AMPK
CONTROL
MS
MS+MET
CONTROL
MS
MS+MET
*
**
*
*
pAMPK 
 
AMPK 
 
ACTINA 
 HIPOTÁLAMO HIPOCAMPO 
A 
 
C
R
TL
 
 
SM
 
 
SM
 
 
SM
+ 
M
ET
 
 
 
C
TR
L 
 
SM
 
 
SM
 
 
SM
+ 
M
ET
 
B C 
HIPOCAMPO HIPOTÁLAMO HIPOCAMPO HIPOTÁLAMO 
 
35 
 
metformina presentan una mayor cantidad de proteína total en comparación con el grupo 
control (panel C). 
8.4.- EXPRESIÓN DE LA PROTEÍNA APP COMO MARCADOR DE LA 
NEURODEGENERACIÓN 
 
 
 
 
 
 
Figura 8. A) Imágenes representativas del Western Blot. B) Expresión de la 
proteína APP en hipocampo e hipotálamo como marcador de la 
neurodegeneración. Prueba t student para diferencia entre grupos # p≥0.05 vs 
SM+MET. 
 
En la figura 8, se observa que tanto para hipocampo como para hipotálamo, no se 
encuentra una diferencia significativa en la fosforilación de AMPK entre los grupos 
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
U
N
ID
A
D
E
S
 A
R
B
IT
R
A
R
IA
S
 
A
P
P
/A
C
T
IN
A
EXPRESIÓN DE APP
CONTROL
SM
SM+MET
CONTROL
SM
SM+MET
HIPOCAMPO HIPOTÁLAMO
#
#
APP 
 
ACTINA 
 HIPOTÁLAMO HIPOCAMPO 
A 
C
R
TL
 
 
SM
 
 
 
 
 
SM
 
 
 
 
 
 
C
TR
L 
 
SM
 
 
 S
M
 
B 
 
36 
 
control y SM, sin embargo existe un aumento de la expresión de la proteína en el grupo 
que tuvo tratamiento de metformina. Para el caso del hipotálamo, no se encuentra 
diferencia significativa entre los grupos, para los niveles de expresión de la proteína. 
8.5.- ACTIVIDAD ESPECIFÍFICA DE LA ENZIMA CREATINA CINASA 
 
nmol/min/mg 
proteína 
Control SM SM+metformina 
HIPOCAMPO 8.7±3.44 6.8±0.9* 5.6±0.5*” 
HIPOTÁLAMO 10.12±0.71 4.8±0.8* 7.3±1.1*” 
Tabla 5. Actividad de CK en hipocampo e hipotálamo. n=4. *p≤0.05 vs control,” 
p≤0.05 vs. SM. 
En la tabla 3, se observa que para ambos tejidos la actividad de la enzima CK en el 
grupo experimental con síndrome metabólico, presenta una disminución y para el caso 
del grupo tratado con metformina, en el hipocampo disminuye aún más que el grupo son 
síndrome metabólico y el control. Por el contrario, para el hipotálamo, cuando se le da el 
tratamiento con metformina, se regenera la actividad significativamente aunque no 
alcanza los niveles del grupo control. 
 
 
 
 
 
 
 
 
37 
 
9.- DISCUSIÓN. 
9.1 MODELO DE SÍNDROME METABÓLICO 
De acuerdo a la ATPIII y a la OMS, es necesaria la presencia de tres o más factores de 
riesgo, de los mencionados en la Tabla 1, para diagnosticar el SM. Observamos que 
nuestro modelo, después de las 16 semanas de tratamiento con sacarosa al 16% en el 
agua de beber, presenta una cantidad elevada de triglicéridos, la grasa abdominal 
aumenta y así mismo los niveles de insulina lo que concuerda con el HOMA obtenido 
pues se encuentra aumentado lo que nos indica la presencia de la resistencia a la 
Insulina. 
Cuando a los animales con SM se le administra metformina por 4 semanas, el cual como 
se mencionó anteriormente es el fármaco antidiabético mayormente prescrito contra la 
Diabetes Mellitus Tipo 2, se presenta una disminución significativa en la insulina y en el 
HOMA pero no se alcanzan los niveles de los grupos control. Otro de los efectos de la 
metformina que se ha estudiado, es que disminuye también los niveles de triglicéridos y 
de peso corporal en algunos casos [41] para nuestro modelo, no se vio un cambio 
significativo en el peso y el nivel de triglicéridos. 
Es importante señalar que el modelo que se trabajo es un modelo pre-diabético ya que 
como se muestra en la Tabla 4, no existe un cambio significativo en los niveles de 
glucosa en sangre entre el grupo con SM y el control. Así mismo el tratamiento de 
metformina se le da por un tiempo corto y sin cambiar la dieta de los animales lo que 
puede ocasionar que no se vea el cambio en el peso ni en los triglicéridos. 
Es bien sabiendo que la metformina al aumentar la actividad de la proteína AMPK, se 
disminuye la síntesis de ácidos grasos disminuyendo así la cantidad de lípidos en el 
organismo y al observar que la fosforilación de AMPK se encuentra disminuida en el 
grupo con SM y tratamiento de metformina, nos indica el por qué, para este grupo no 
existe una disminución en los triglicéridos medidos. 
Se sabe que la insulina protege a las neuronas de la apoptosis inducida por el estrés 
celular y que la hiperinsulinemia periférica reduce el transporte de insulina a través de la 
barrera sangre-cerebro generando así deficiencia de insulina en el cerebro [42]. Debido 
 
38 
 
a lo anterior, al encontrar una resistencia a la insulina a nivel sistémico, se propone queen el cerebro se encuentre una cantidad baja de insulina ocasionando que a su vez, el 
efecto protector de la insulina en las neuronas se encuentre disminuido ocasionando un 
daño neuronal. 
Las dislipidemias, como componentes del SM, participan en el desarrollo del daño 
cognitivo ya que el cerebro es el órgano que contiene la mayor cantidad de colesterol en 
el cuerpo siendo así el principal componente de las neuronas, participa en la plasticidad 
neuronal lo que lo hace importante para la función del SNC. El cerebro elimina 
directamente el colesterol convirtiendo el exceso en un análogo que atraviesa fácilmente 
la barrera sangre-cerebro y llega al hígado para su eliminación. 
Se propone que el metabolismo y vida media de APP puede ser alterada por daños en la 
fluidez membranas por un aumento en el nivel de colesterol; así mismo, se conoce que 
la actividad de γ-secretasa es dependiente de los niveles de colesterol es decir, el 
aumento de los niveles de este lípido aumenta la actividad del complejo [5]. 
En el modelo utilizado se midieron los triglicéridos al termino del tratamiento con 
sacarosa y al encontrarse elevados existe el riesgo de que existan enfermedades 
cardiovasculares lo que duplica el riesgo de padecer demencia, así mismo compromete 
la integridad de la barrera hemato-encefalica lo que ocasiona daños en el transporte de 
insulina y conlleva a la apoptosis neuronal ocasionada por la falta de protección por 
parte de la insulina. Debido a lo anterior podemos corroborar que un nivel elevado de 
triglicéridos aumenta el riesgo de las enfermedades neurodegenerativas. 
 
9.2.- FOSFORILACIÓN DE LA PROTEÍNA AKT 
Se ha demostrado, en diversos tejidos como el músculo, hígado y tejido adiposo [43, 44] 
que la actividad de la proteína AKT se encuentra disminuida cuando se encuentra 
presente la resistencia a la insulina pues esta proteína se encuentra implicada en la vía 
de la insulina. 
 
39 
 
Se han realizado algunos estudios para observar la relación de la actividad de la 
proteína AKT con el daño cognitivo y la relación que existe entre esta proteína y las que 
se encuentran implicadas en la EA y se ha observado que existe una disminución de la 
actividad de AKT tanto en líneas celulares de neuronas y muestras de cerebros 
humanos con EA [20] como en cerebros de ratas knockout para receptores de insulina 
neuronales [45] y que esta disminución en la actividad se encuentra estrechamente 
relacionada con el aumento de los péptidos amiloidales y la hiperfosforilación de la 
proteína Tau lo que conlleva a las principales lesiones presentes en la EA dándonos así, 
una pista acerca de la importancia de la proteína AKT en la EA. 
Se esperaba que para el modelo de síndrome metabólico, utilizado en el presente 
estudio, la vía se encontrara con una disminución en la actividad, es decir, se 
presentara una menor fosforilación en la proteína y se observa que se obtiene el 
resultado opuesto lo cual puede ser explicado debido a que en los animales con SM 
existe un incremento en la cantidad de insulina a nivel sistemático, para los tejido que en 
este trabajo se analizan, parece haber una compensación demostrada por un aumento 
en la expresión de la proteína en cuanto a esta vía, ya que la insulina para el cerebro es 
muy importante pues ayuda a la utilización de glucosa en el cerebro la cual es utilizada 
como principal fuente de energía, y al haber un daño en la utilización de glucosa o 
presencia de resistencia a la insulina las células neuronales aumenta el daño cognitivo e 
influye incrementando el metabolismo de algunas proteínas de neurodegeneración como 
lo son APP y Tau. 
Así mismo, la dieta que se les suministra a las ratas es de 30% de sacarosa por lo que al 
haber cantidades grandes de glucosa en el organismo de la rata, está trata de 
metabolizarlo aumentando la actividad de la vía de AKT haciendo que el cerebro 
reaccione de mejor manera a los niveles de glucosa tratando de evitar un daño 
neurológico a etapas tempranas del síndrome metabólico. 
 
 
 
 
40 
 
9.3.- FOSFORILACIÓN DE LA PROTEÍNA AMPK 
En el síndrome metabólico, en diversos tejidos se presenta una disminución en la 
fosforilación de esta proteína en etapas ya avanzadas de la enfermedad, especialmente 
en el hígado el cual es uno de los órganos clave por la producción de glucosa hepática 
[29]. 
Al igual que en caso anterior, el grupo experimental presenta un aumento en la 
fosforilación de la proteína AMPK y se corrobora que los tejidos estudiados se 
encuentran en una etapa de compensación para tratar de disminuir los daños que se 
generan cuando existe la resistencia a la insulina o un aumento de glucosa en los 
tejidos. 
Se han realizado algunos estudios con modelos de la EA para observar si existe la 
presencia de los factores de riesgo implicados en el SM y si la proteína clave para el 
metabolismo energético, AMPK, se encuentra alterada. Existe controversia a cerca de 
este tema pues existen investigaciones en donde se ha demostrado que en un modelo 
de la EA los niveles de la proteína AMPK no se encuentran alterados a pesar de 
presentar niveles altos de glucosa e insulina en sangre debido a una dieta alta en grasa 
[42]. 
Ignacio Pedrós en 2014 demostró que la fosforilación de AMPK no se encontraba 
modificada en un modelo transgénico de ratón llamado APPswe/PS1dF9 a pesar de que 
el modelo presentaba resistencia a la insulina y niveles elevados de glucosa en sangre. 
Se presentaba una fosforilación elevada de la proteína Tau que se pensaba que era 
ocasionada por un daño en la proteína AMPK y al observar el comportamiento de esta 
proteína creen que existe un mecanismo alterno, pues también se demostró que 
algunos complejos de la cadena transportadora de electrones se encuentran dañados lo 
que demuestra un desequilibrio energético independiente de AMPK [37]. 
Por otro lado se ha encontrado que la proteína AMPK puede ser un blanco terapéutico 
para la EA pues en 2014, Tao Ma y colaboradores demostraron que la cepa de ratón 
APPswe/PS1dF9 presenta un desequilibrio en la actividad de la proteína AMPK al 
encontrarse más fosforilado en comparación con los controles y se propone que se debe 
 
41 
 
a que las neuronas se encuentran degeneradas y existe distrofia en las neuritas, las 
cuales son condiciones de estrés en donde ya se había mostrado esta elevación de la 
actividad de AMPK, siendo así un efecto compensatorio para tratar de restablecer la 
homeostasis energética [24]. 
El fármaco metformina activa indirectamente la vía del AMPK al afectar la cadena 
transportadora de electrones, especialmente el complejo I [30]; por lo que se esperaba 
que el grupo que tenía el tratamiento con metformina aumentara la fosforilación de la 
proteína y se observa un efecto contrario encontrándose con una menor activación en 
comparación tanto con el grupo control, como con el grupo son SM a pesar de que 
existe un aumento en la cantidad de proteína total lo que se puede explicar en el grupo 
con metformina en el que se encuentra aumentada de manera significativa la cantidad 
de la proteína total lo cual hace que no se observe un cambio en la fosforilación de la 
proteína en comparación con los demás grupos. 
Por otro lado con el grupo de SM el mayor cambio se observa en que la fosforilación se 
encuentra aumentada a pesar de que no existe un cambio significativo en comparación 
con el grupo control es decir, se corrobora la etapa de compensación antes descrita al 
decir que si el cerebro se encuentra activando toda la cantidad de proteína disponible 
para mejorar las condiciones del tejido. 
 
9.4.- EXPRESIÓN DE APP COMO MARCADOR DE 
NEURDEGENERACIÓN 
Se escogió APP como marcadora de neurodegeneración en etapas tempranas de la EA 
debido a que al haber una presencia mayor de la proteína, da como indicio que hay una 
probable sobreproducción del péptido amiloidal lo que conllevaría a las demás

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