Efecto-de-una-dieta-hipercalorica-sobre-el-desempeno-cognitivo-y-niveles-de-receptores-AMPA-y-NMDA-en-las-zonas-activas-postsinapticas

Vista previa del material en texto

DIRECTORA DE TESIS DRA. KIOKO RUBÍ GUZMÁN RAMOS 
REVISOR DE TESIS DR. CÉSAR CASASOLA CASTRO 
SINODALES DE TESIS DRA. CAROLINA ESCOBAR BRIONES 
DR. OCTAVIO CÉSAR GARCÍA GONZÁLEZ 
DRA. ALEJANDRA EVELYN RUIZ CONTRERAS 
EFECTO DE UNA DIETA HIPERCALÓRICA SOBRE EL 
DESEMPEÑO COGNITIVO Y NIVELES DE RECEPTORES 
AMPA Y NMDA EN LAS ZONAS ACTIVAS 
POSTSINÁPTICAS. 
 
T E S I S 
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO EN: 
LICENCIADA EN PSICOLOGÍA 
PRESENTA 
LORELEI XIADANI AYALA GUERRERO 
 
 
 
 
 
 
 
Ciudad Universitaria, CDMX. 2017 
 
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
Restricciones de uso 
 
DERECHOS RESERVADOS © 
PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL 
 
Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal 
del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). 
El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea 
objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para 
fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo 
mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, 
reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el 
respectivo titular de los Derechos de Autor. 
 
 
 
2 
 
Este trabajo se realizó en el laboratorio de Neurobiología del aprendizaje y la memoria a cargo 
del Dr. Federico Bermúdez Rattoni, en el departamento de Neurociencia Cognitiva de la 
División de Neurociencias del Instituto de Fisiología Celular, UNAM en conjunto con el 
laboratorio de Fisiología integrativa y de sistemas a cargo de la Dra. Kioko Rubí Guzmán 
Ramos, en el departamento de Ciencias de la Salud de la División de Ciencias Biológicas y de 
la Salud de la UAM unidad Lerma. 
 
Apoyado por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT; CB 250870) mediante 
el Programa de Apoyos a Proyectos de Investigación e Innovación Tecnológica (PAPIIT-UNAM; 
IN208616), por el Fondo Sectorial de Investigación en Salud y Seguridad Social (FOSISS-
CONACyT 273308) y por el Programa para el Desarrollo Profesional Docente (PRODEP UAM-
PTC-585). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
Agradecimientos Académicos 
 
A la Dra. Kioko Rubí Guzmán Ramos por todas sus enseñanzas, asesorías y 
la confianza brindada durante la realización del proyecto. 
 
Al Dr. Federico Bermúdez Rattoni por permitirme trabajar en su laboratorio y 
abrirme las puertas por primera vez al camino de la ciencia, por sus enseñanzas y 
comentarios para la mejora del proyecto. 
 
A mi Revisor y Sinodales, Dr. César Casasola Castro, Dra. Carolina Escobar 
Briones, Dr. Octavio César García González y a la Dra. Alejandra Evelyn Ruíz 
Contreras por sus valiosos y expertos comentarios que enriquecieron el trabajo. 
 
Al Dr. Daniel Osorio Gómez por la ayuda durante la realización del proyecto y 
por las valiosas observaciones y enseñanzas brindadas. 
 
A la M. en C. Mónica del Carmen Castro Cruz por iniciarme en el mundo de un 
laboratorio de investigación y por la paciencia en compartir tus conocimientos. 
 
A los técnicos académicos del laboratorio así como a Marisela Hernández 
Aguilar por su invaluable ayuda en el laboratorio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
Agradecimientos Personales 
 
 A mis padres, Moises Ayala Gutierrez y Ma. Angélica Guerrero Hernández, 
gracias por el amor infinito, la confianza y el apoyo brindado en todo momento. Por 
ustedes he llegado hasta aquí, por ese esfuerzo en siempre procurar nuestra 
educación y salud. Gracias por ser mí mejor ejemplo de personas trabajadoras y 
perseverantes. Este logro es también de ustedes. Los amo con todo mi corazón. 
 
 A mis hermanas, Claudia Ayala Guerrero y Karen Ayala Guerrero por siempre 
estar ahí, en las buenas y en las malas. Por ser mis mejores amigas, por todo el amor, 
apoyo, confianza y por ser parte de mí. Gracias por siempre caminar, reír y llorar 
conmigo, también gracias por todas las tonterías que decimos y que me alegran mis 
días. Definitivamente mi vida no sería la misma sin ustedes, las amo infinitamente. 
 
 A mi tía Laura Trejo Hernández, por ser un ejemplo a seguir de mujer 
inteligente y trabajadora en el área de la ciencia, eres una gran fuente de inspiración 
para mí. Gracias por el apoyo en la revisión del anteproyecto, tus valiosos comentarios 
y la presión por titularme jaja, ¡te quiero mucho! 
 
 A mis tíos, Enrique Guerrero Hernández por siempre estar ahí y brindar tu 
apoyo único e incondicional y a Guillermo Trejo Hernández por todo tu amor y 
cuidado que siempre nos has dado. Los quiero mucho. 
 
 De manera especial a mi eterno compañero de vida y de sueños, Daniel Atilano 
Barbosa. Por estar siempre a mi lado, por tomarme de la mano cada vez que sentía 
que ya no podía y darme esa fuerza para seguir, por compartir y motivar mis sueños, 
por todo el amor, apoyo y cuidados que me das. Eres una persona inteligente, 
arriesgada y comprometida, lo cual siempre he admirado de ti. Este logró también es 
por ti. Te amo con todo mi corazón. 
 
5 
 
 A todos mis viejos amigos: Vianny Flores, Damara Zamora, Carlos Cruz, 
Karen Nopal, Jacqueline Jiménez y Paty Nava por los bellos momentos y por su 
amistad incondicional todos estos años. 
 
 A mis amigos de la Facultad de Psicología: Susana González y Paola Castro 
gracias por su amistad y por todas aquellas sesiones de estudio que enriquecieron mi 
formación, a Tania Taylor, Diana Juárez y Jazmín Tecillo por ser mis buenas amigas 
y confidentes y a Alberto Calzadíaz por todas esas risas compartidas desde la prepa, 
gracias por dejarme estar en momentos importantes y gracias por compartir los míos. 
 
 A Omar Cruz, por ser una valiosa persona en mi vida y apoyarme en momentos 
cruciales, agradezco a la vida el haberte conocido y tener tu amistad. A mis amigos de 
aquí y de allá, Mariana Reyes y Gilberto Navarro por alegrar mi vida con su bella e 
inigualable compañía. 
 
 A Kioko Guzmán por ser además de mi tutora mi amiga, gracias por instruirme 
en el mundo de la ciencia, por todo tu cariño, apoyo y confianza, te admiro y quiero 
mucho. A Daniel Osorio por brindarme su amistad, escucharme en momentos difíciles 
y por todos aquellos divertidos momentos que compartimos en el laboratorio. Gracias a 
los dos por mostrarme el lado divertido y crítico de la ciencia. 
 
Un reconocimiento especial a mis hermanos de la ciencia Saúl Hernández y 
Balam Ishiwara, por ayudarme en la realización de los experimentos finales de este 
trabajo, por confiar en mí y aguantarme en el laboratorio. Gracias por su amistad, los 
buenos momentos compartidos y las buenas discusiones en el cuarto de revelado. 
 
 A mis amigos y compañeros del laboratorio BL-201: Auraly Luyén, Susana 
Hernández, Jorge Escajadillo, Mildred Salgado, Cintia Velázquez, Eduardo 
Hernández, Lucia Landa, Inés Gutierrez, Andrés Agoitia, Elvi Gil, Gerardo 
Ramírez, Donovan Márquez, Luis Rodríguez y Antonio Rodríguez por todos los 
buenos momentos compartidos y sus valiosos comentarios durante los seminarios. 
6 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A mi Abuelita, 
 Chepina. 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 
 
ABREVIATURAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ADQ Adquisición HDL High Density Lipoprotein 
AMPA Ácido α-amino-3-hidroxi-5-metil-4-isoxazol HFHF High-Fat High-Fructose 
AP5 2-amino-5-fosfonopentanoato IMC Índice de Masa Corporal 
BDNF Factor Neurotrófico Derivado del Cerebro IR Índice de Reconocimiento 
BL Balsas Lipídicas K+ Potasio 
Ca2+ Calcio KA Ácido kaínico 
CaMKII Calcio calmodulin cinasa II LTP Long-Term Potentiation 
Cdk5 Cinasa dependiente de ciclina 5 Mg2+ Magnesio 
cm Centímetros mg/Dl Miligramos por decilitro 
CNQX 6-ciano-7-nitroquinoxalino-2-3-diona MLP Memoria a Largo Plazo 
CPT1C Carnitina Palmitoiltransferasa 1C Na+ Sodio 
CRI Curva de Resistencia a la Insulina NMDA N-metil-D-aspartatoCTG Curva de Tolerancia a la Glucosa OF Objeto Familiar 
DHA Ácido docosahexaenoico ON Objeto Novedoso 
DMT2 Diabetes Mellitus Tipo 2 ORM Object Recognition Memory 
GABA Ácido γ- amino butírico PKA Proteína cinasa A 
Glu Glutamato PKC Proteína cinasa C 
GM1 Gangliósido de membrana PSD Densidad Postsináptica 
GPI Glucosilfosfatidinilinositol SM Síndrome Metabólico 
GRIP Proteína de interacción con GluR1 SNC Sistema Nervioso Central 
HAB Habituación Src Proteína cinasa de tirosina 
 
 
8 
 
CONTENIDO 
RESUMEN……………………………………………………………………………..............10 
1. ANTECEDENTES………………………………………………………………………...11 
1.1 Dieta hipercalórica y Trastornos Metabólicos………………………………11 
1.2 Dieta y Memoria…………………………………………………………………..13 
1.3 Glutamato en la Memoria………………………………………………………18 
Receptores Ionotrópicos de Glutamato………………………………………19 
Receptores NMDA……………………………………………………………...20 
Receptores AMPA……………………………………………………………...21 
Receptores Kainato…………………………………………………………….22 
 Función de los receptores AMPA y NMDA en la memoria………………...23 
1.4 Membrana Sináptica……………………………………………………………26 
Balsas Lipídicas de Membrana (BL)…...……………………………………..28 
 Densidad Postsináptica (PSD)………………………………………………...31 
 Dieta, memoria y receptores glutamatérgicos 
 en la membrana sináptica………………………………………………......…33 
2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA…………………………………………………34 
2.1 Hipótesis…………………………………………………………………………35 
2.2 Objetivo General………………………………………………………………..35 
2.3 Objetivos Particulares…………………………………………………………..35 
3. METODOLOGÍA…………………………………………………………………………37 
3.1 Animales…………………………………………………………………………37 
3.2 Administración de la Dieta……………………………………………………..37 
3.3 Impedancia Bioeléctrica………………………………………………………..38 
Protocolo…………………………………………………………………………38 
3.4 Curva de Tolerancia a la Glucosa…………………………………………….39 
Protocolo…………………………………………………………………………40 
3.5 Curva de Resistencia a la Insulina……………………………………………40 
Protocolo…………………………………………………………………………41 
3.6 Memoria de Reconocimiento de Objetos…………………………………….41 
Material ORM……………………………………………………………………42 
Protocolo conductual ORM…………………………………………………….43 
Índice de Reconocimiento……………………………………………………..43 
3.7 Memoria Espacial: Laberinto Acuático de Morris……………………………45 
Material WM……………………………………………………………………..46 
Protocolo conductual WM……………………………………………………...47 
Evaluación WM………………………………………………………………….48 
3.8 Sacrificio y Extracción de estructuras cerebrales…………………………...49 
3.9 Aislamiento de Balsas Lipídicas………………………………………………50 
3.10 Dot Blot…………………………………………………………………………52 
 Protocolo Dot Blot………………………………………………………………53 
3.11 Western Blot…………………………………………………………………...53 
9 
 
 Protocolo Western Blot…………………………………………………………54 
Anticuerpos………………………………………………………………………55 
Revelado y Análisis Densitométrico…………………………………………..55 
3.12 Análisis Estadístico……………………………………………………………56 
4. RESULTADOS…………………………………………………………………………..59 
4.1 La dieta hipercalórica provoca hiperglucemia en ayunas sin 
afectar el peso o porcentaje de grasa corporal……………………………..……..59 
4.2 La dieta hipercalórica provoca intolerancia a la glucosa sin afectar 
la resistencia a la insulina………………………………………………….………...60 
4.3 La dieta hipercalórica provoca déficit en la memoria de reconocimiento de 
objetos y en la memoria espacial………………..……………………………...…..62 
Memoria de Reconocimiento de Objetos…………………………………………..62 
Memoria Espacial……………………………………………………………………..64 
4.4 La dieta hipercalórica disminuye la expresión total únicamente de la 
subunidad GluR-1 en la corteza y disminuye la expresión de ambas 
subunidades (GluR-1 y NR-1) en las BL de hipocampo de ratón...…………......68 
4.5 Análisis por Dot Blot de GM1 y Flotilina1 como marcadores de 
Balsas Lipídicas……............................……………………………………….…….73 
5. DISCUSIÓN………………………………………………………………………………74 
5.1 Efectos metabólicos asociados al consumo de una dieta 
hipercalórica……………………..……………………………….……………………74 
5.2 Efecto del consumo de una dieta hipercalórica en la memoria de 
reconocimiento de objetos dependiente de corteza.………………….………..…79 
5.3 Efecto del consumo de una dieta hipercalórica en la memoria espacial 
dependiente de hipocampo…………...…………………………………….……….82 
5.4 Cambios post traduccionales necesarios para el reclutamiento de receptores 
a las balsas lipídicas de membrana…………….…………………………...….…..86 
5.5 El recambio de subunidades: Un mecanismo compensatorio 
ante el daño………………………..………………..…………………………………90 
6. CONCLUSIONES…………………...……………………………………………………92 
7. REFERENCIAS………………………………………………………………………….93 
 
 
 
 
 
 
 
10 
 
RESUMEN 
Uno de los problemas principales de salud pública es la alta prevalencia de 
trastornos metabólicos como el sobrepeso y obesidad derivados de dietas altas en 
azúcares y grasas. Evidencias clínicas y experimentales sugieren que mantener una 
dieta alta en calorías provoca deficiencias en el aprendizaje y la memoria; no obstante, 
los mecanismos celulares que subyacen a este deterioro cognitivo siguen siendo 
desconocidos. Por otro lado, se ha demostrado que la inserción de receptores AMPA y 
NMDA en zonas activas de la postsinápsis, como la densidad postsináptica y las balsas 
lipídicas de membrana, es fundamental para el establecimiento de las memorias. 
Por lo tanto, el objetivo general del proyecto fue evaluar el efecto de una dieta con 
alto contenido calórico (60% grasa y 20% fructuosa adicional) sobre el desempeño en 
la memoria espacial y de reconocimiento, así como evaluar el efecto de dicha dieta 
sobre la expresión de las subunidades constitutivas de los receptores AMPA y NMDA 
en zonas activas postsinápticas de corteza temporal e hipocampo de ratón. 
Los resultados mostraron que la dieta administrada no provocó cambios en el peso 
ni en la grasa corporal de los animales. Sin embargo, provocó intolerancia a la glucosa 
y mantuvo a los animales en un estado de hiperglicemia en ayuno. Adicionalmente, se 
encontró que la dieta administrada provocó deficiencias en la adquisición de una tarea 
de memoria espacial, así como deficiencias en la memoria a largo plazo en las tareas 
de memoria espacial y de reconocimiento de objetos. Finalmente, se encontró una 
disminución en la expresión total de la subunidad constitutiva de los AMPA (GluR-1) en 
la corteza y una disminución en la inserción de la subunidad constitutiva de los NMDA 
(NR-1) y de los AMPA (GluR-1) en las balsas lipídicas de hipocampo. 
Los resultados sugieren que las deficiencias encontradas en la ejecución de las 
tareas de memoria de reconocimiento de objetos y espaciales asociadas al consumo 
de dietas altas en grasa y en fructosa, se acompañan de una disminución tanto en la 
expresión total como en la inserción de receptores glutamatérgicos ionotrópicos en 
zonas activas de la postsinápsis. 
 
11 
 
1. ANTECEDENTES 
1.1 DIETA HIPERCALÓRICA Y TRASTORNOS METABÓLICOS 
Dos de los problemas de salud más importantes a nivel mundial son el sobrepeso y 
la obesidad. En el caso de México, para el año 2012 se reportó una población de poco 
más del 22.2% con sobrepeso y el 18.7% con obesidad, cifras que lo han situado en el 
primer lugar mundial con adultos y niños obesos (ENSANUT, 2012). El sobrepeso y la 
obesidad se definen, según la OMS (2016), como una acumulación anormal o excesiva 
de grasa que puede resultar perjudicial para la salud. Un buen indicador para detectar 
dichas condiciones es el índice de masa corporal (IMC), el cual indica la relación entre 
el peso y la talla de un individuo, si se tiene un IMC igual o superior a 25 se considera 
sobrepeso y si es igual o superior a 30 se refiere como obesidad (OMS, 2016). La 
principal causa de estas condiciones es un consumo elevado de dietas hipercalóricas, 
las cuales se caracterizan por un desequilibrio energético entre las calorías consumidas 
y las gastadas, así como un estilo de vida sedentario donde predomina la falta de 
actividad física. 
De esta manera, un elevado IMCpuede ser factor de riesgo para enfermedades no 
transmisibles como el síndrome metabólico (SM) y la diabetes mellitus tipo II (DMT2) 
(Secretaria de Salud, 2013), esta última representa una de las principales causas de 
muerte en población mexicana. El SM es considerado un estado pre-diabético 
reversible compuesto por un conjunto de alteraciones metabólicas que predisponen al 
individuo a presentar problemas cardiovasculares o DMT2. En la práctica clínica, el SM 
se diagnostica por la presencia de al menos tres de los siguientes criterios establecidos 
por la OMS: 1) Obesidad central (circunferencia abdominal mayor a 102 cm y 88 cm 
12 
 
para hombres y mujeres, respectivamente), 2) Dislipidemias (triglicéridos en plasma por 
arriba de 150 mg/dL y disminución de colesterol de alta densidad, HDL), 3) Intolerancia 
a la glucosa (valores de glucosa por arriba de 140 mg/dL después de 2 horas de 
ingesta), 4) Alteración de glucosa en ayuno, 5) Resistencia a la insulina (glucosa mayor 
que 100 mg/dL en ayuno) e 6) Hipertensión arterial (Alegría-Ezquerra, Castellano y 
Alegría-Barrero, 2008). 
Por su parte, la DMT2 es un desorden metabólico crónico caracterizado por una 
falla en la incorporación de glucosa a las células debido a la dificultad o incapacidad 
total del páncreas de producir la hormona insulina, o bien, que los diferentes tejidos del 
organismo sensibles a esta hormona sean incapaces de responder a su acción. Según 
la American Diabetes Association, los criterios de diagnóstico son: a) glucemia casual 
>200 mg/dL, poliuria, polidipsia y pérdida ponderal; o b) glucemia en ayunas >126 
mg/dL confirmada en dos determinaciones, o c) valores de glucemia tras 2 horas de 
ingesta oral de glucosa >200mg/dL (Alegría-Ezquerra, Castellano y Alegría-Barrero, 
2008). 
Las complicaciones asociadas a la diabetes son múltiples y pueden afectar 
cualquier parte del organismo manifestándose de diferentes formas. Las más 
estudiadas han sido complicaciones de manera periférica como lo son las retinopatías, 
nefropatías y enfermedades cardiovasculares; sin embargo, se han encontrado 
cambios tempranos en la cognición, aprendizaje, memoria y flexibilidad mental que 
indican daño a nivel de sistema nervioso central (SNC), asociado a dietas 
hipercalóricas y trastornos metabólicos (Awad, Gagnon y Messier, 2004; Reijmer et al., 
2010; Sims-Robinson et al., 2010). 
13 
 
1.2 DIETA Y MEMORIA 
Todo organismo vivo requiere aprender y recordar hechos y eventos que ha 
experimentado y que son cruciales para sobrevivir en su ambiente. El aprendizaje, es el 
proceso mediante el cual adquirimos información relevante de nuestro entorno a través 
de procesos perceptivos, cognitivos y de organización motora y que cambiará el estado 
de conocimiento del sujeto (Aguado-Aguilar, 2001). De manera interdependiente, la 
memoria se considera un proceso dinámico de almacenamiento de información 
adquirida, reorganización de la información y decaimiento de los recuerdos con el paso 
del tiempo (Aguado-Aguilar, 2001). Ambos procesos resultan ser dos adaptaciones de 
los circuitos cerebrales al entorno (Bear, Connors y Paradiso, 2008), que le permitirán 
al organismo realizar asociaciones entre estímulos y como consecuencia adquirir nueva 
información y un cambio conductual relativamente duradero para su adaptación. 
Existen factores genéticos, patológicos y ambientales que pueden incidir sobre los 
procesos de aprendizaje y memoria (Gómez-Pinilla, 2008; Selkoe, 2002; Tang et al., 
1999). Uno de los factores ambientales que mantiene una relación directa con el 
tamaño cerebral y el desarrollo de habilidades cognitivas es el tipo de alimentación 
(Cardoso, Afonso y Bandarra, 2016). La alimentación es una de las principales fuentes 
de energía para cualquier ser vivo, es mediante este proceso que se obtienen los 
nutrientes necesarios para la elaboración de diferentes componentes estructurales de 
la célula que permitirán su correcto funcionamiento. A su vez, se ha encontrado que los 
componentes de la dieta ingerida tienen un efecto directo en procesos cognitivos como 
en el aprendizaje y la memoria (Gómez-Pinilla, 2008). Por ejemplo, el ácido 
docosahexanóico (DHA), es uno de los lípidos membranales más abundantes en la 
14 
 
célula, se obtiene a través de la dieta como el pescado, nueces o semillas y se le ha 
relacionado con la fluidez membranal, excitabilidad neuronal y función sináptica. Una 
dieta enriquecida en DHA mejora el desempeño cognitivo en humanos (Cardoso, 
Afonso y Bandarra, 2016) y en modelos animales de trauma cerebral (Wu, Ying y 
Gómez-Pinilla, 2011). 
El mecanismo de acción propuesto por el cual el DHA podría estar mejorando el 
desempeño cognitivo es mediante el aumento de neurotrofinas como el factor 
neurotrófico derivado del cerebro (BDNF, por sus siglas en inglés), las cuales se han 
visto involucradas en la sobrevivencia neuronal, crecimiento de diferentes tipos de 
neuronas, plasticidad sináptica y neurogénesis del hipocampo (Kanoski y Davidson, 
2011). Por otro lado, se ha reportado que el consumo de sustancias antioxidantes, 
presentes en el pescado, frutos rojos y vino mantienen la homeostasis del sistema y 
protegen a la membrana celular de daño oxidativo favoreciendo el desarrollo de 
habilidades cognitivas verbales y motoras (Gómez-Pinilla, 2008). 
 Sin embargo, no todos los componentes de la dieta son benéficos para la función 
cognitiva, se ha observado que un exceso en el consumo de dietas hipercalóricas 
enriquecidas con ácidos grasos saturados y carbohidratos simples, como la glucosa o 
fructosa, provocan un déficit en el desempeño cognitivo particularmente en tareas de 
aprendizaje y memoria tanto en roedores como en humanos (Kanoski y Davidson, 
2011). Además, los cambios neurofisiológicos como la disminución de plasticidad 
sináptica y la disminución de espinas dendríticas hipocampales asociadas al consumo 
de dietas hipercalóricas (Stranahan et al., 2008) se han relacionado con la disminución 
15 
 
de neurotrofinas, neuroinflamación (Pistell et al., 2010) y aumento en la permeabilidad 
de la barrera hematoencefálica (Kanoski, Zhang, Zheng y Davidson, 2010). 
Un importante neuromodulador de la memoria es la insulina, ésta es la principal 
hormona encargada de la glucorregulación durante la ingesta y digestión de alimentos 
y es necesaria para el apropiado almacenamiento y liberación de energía durante los 
estados de alimentación y ayuno (Olivares-Reyes y Arellano-Plancarte, 2008). En el 
SNC, la vía de señalización de la insulina se ha visto involucrada en diferentes 
procesos de crecimiento neuronal, supervivencia neuronal y expresión de receptores 
como el Ácido α-amino-3-hidroxi-5-metil-4-isoxazol (AMPA) y N-metil-D-aspartato 
(NMDA) en la membrana celular (Calvo-Ochoa y Arias, 2015), facilitando así la 
trasmisión sináptica en modelos de plasticidad como lo son la potenciación a largo 
plazo (LTP, por sus siglas en inglés) y la depresión a largo plazo (LTD, por sus siglas 
en inglés) (Van Der Heide et al., 2005). 
Sin embargo, esta vía de señalización puede verse afectada de manera importante 
tras el consumo de una dieta hipercalórica, provocando que el organismo desarrolle un 
estado de resistencia a la insulina (Calvo-Ochoa y Arias, 2015), donde los tejidos son 
incapaces de responder a la acción de la misma y, por lo tanto, la glucosa no puede ser 
introducida en la célula permaneciendo en el torrente sanguíneo. Dicha condición se ha 
relacionado con deterioro cognitivo en pacientes con trastornos metabólicos 
(Greenwood y Winocur, 2005) y en modelos animales se ha observado una 
disminución en la actividad de la vía de señalización de la insulina hipocampal (Calvo-
Ochoa et al., 2014) y disminución de plasticidad sináptica en modelos animales (Liu et 
al., 2015). 
16 
 
Como mecanismo compensatorio al aumento de glucosa en sangre provocado por 
la resistenciaa la insulina, comienza un estado de hiperinsulinemia debido a la 
sobreproducción de insulina por parte del páncreas (Luchsinger, 2008). En modelos 
animales se ha reportado que dietas altas en sacarosa (Soares et al., 2013) o altas en 
grasa (Liu et al., 2015), provocan hiperinsulinemia y deficiencias en el desempeño 
cognitivo en tareas de memoria espacial y en la eficacia sináptica del hipocampo. A su 
vez, mantener niveles elevados de glucosa en sangre incrementa la unión no 
enzimática de ésta a diferentes biomoléculas de la célula creando proteínas 
glucosiladas, condición que modifica su función normal (González-Flecha et al., 2000). 
De la misma forma que la resistencia a la insulina, la intolerancia a la glucosa se ha 
encontrado tras la administración de dietas altas en grasa o en azúcares como la 
fructosa, y a su vez se ha relacionado con deficiencias cognitivas en tareas de tipo 
operante (Messier et al., 2007; Mielke et al., 2006). 
Además de cambios en la señalización de la insulina y en el metabolismo de la 
glucosa, se ha reportado que tras el consumo de dietas hipercalóricas, enriquecidas en 
fructosa, existe un aumento en el nivel de triglicéridos en plasma que ha sido 
relacionado con deficiencias en memoria espacial (Ross et al., 2009), evaluadas tanto a 
corto como a largo plazo (Soares et al., 2013) y fallas en plasticidad sináptica 
hipocampal (Liu et al., 2015). El mecanismo propuesto por el cual los triglicéridos 
podrían estar afectando a nivel central es mediante su capacidad de atravesar la 
barrera hematoencefálica y causar resistencia a la insulina en el hipocampo (Ross et 
al., 2009). 
17 
 
A su vez, los triglicéridos afectan el transporte de leptina a través de la barrera 
hematoencefálica (Valladolid-Acebes et al., 2013). La leptina es una hormona que se 
sintetiza en el tejido adiposo e inhibe señales de apetito a nivel central y se ha 
propuesto que modula la acción del BDNF en el hipocampo facilitando la plasticidad 
hipocampal y mejorando la LTP, LTD y la memoria espacial (Gómez-Pinilla, 2008). Tras 
el consumo de dietas hipercalóricas se ha encontrado un aumento en los niveles 
leptina en plasma (Calvo-Ochoa et al., 2014; Valladolid-Acebes et al., 2012) y dicho 
aumento podría estar desensibilizando la vía de señalización intracelular de la insulina 
favoreciendo la inducción de una LTD (Valladolid-Acebes et al., 2012). 
Como conclusión, los reportes antes mencionados confirman el efecto deletéreo de 
la obesidad o el consumo de dietas hipercalóricas sobre la función hipocampal, la 
plasticidad sináptica y tareas de memoria. Sin embargo, aún no queda claro el 
mecanismo mediante el cual se están desregulando. Por otro lado, se ha demostrado 
que todos estos procesos necesitan de una transmisión glutamatérgica adecuada, por 
lo cual cabe pensar que dichos desajustes nutricionales podrían estar afectando el 
sistema glutamatérgico necesario para la formación y mantenimiento de diferentes tipos 
de memoria y de plasticidad sináptica. 
 
 
 
 
18 
 
1.3 GLUTAMATO EN LA MEMORIA 
El ácido glutámico o glutamato (Glu) es considerado el principal neurotransmisor 
excitador del SNC. Es un aminoácido no esencial incapaz de atravesar la barrera 
hematoencefálica por lo que se sintetiza en la mitocondria de la neurona mediante tres 
vías principales: 1) a partir de la glucosa a través del ciclo de Krebs mediante la 
transaminación del α-cetoglutarato, 2) a partir de la glutamina, o bien 3) a través de la 
recaptura del glutamato, que es trasportado del espacio sináptico a las neuronas y a los 
astrocitos, y degradado en estos últimos a glutamina (Flores-Soto et al., 2012). La 
enzima responsable de su formación es la glutaminasa mitocondrial la cual utiliza como 
precursor a la glutamina y una vez sintetizado es liberado hacia el citoplasma para ser 
vesiculado. La glutaminasa mitocondrial se encuentra inhibida cuando existen niveles 
altos de glutamato en la terminal nerviosa. Sin embargo, se activa cuando los niveles 
de glutamato disminuyen a consecuencia de un potencial de acción y, de esta manera, 
restituye los niveles del neurotransmisor en la neurona (Fouillioux et al., 2004). 
Una vez liberado, el neurotransmisor se difunde a través de la hendidura sináptica y 
llega a unirse a receptores específicos presentes en la membrana post-sináptica de las 
células nerviosas provocando una despolarización y desencadenamiento de vías de 
señalización intracelular que son importantes para procesos como el aprendizaje y la 
memoria. Los receptores a glutamato pueden ser de dos tipos: 1) metabotrópicos 
acoplados a proteínas G y 2) ionotrópicos, cuya activación abre un canal iónico (Hepp, 
2012). 
En general, se ha involucrado la participación de los receptores glutamatérgicos 
ionotrópicos en la rápida despolarización e hiperpolarización de la membrana 
19 
 
plasmática, formación de memoria de largo plazo y en la regulación de procesos 
plásticos tales como el LTP (Sachser et al., 2016). Debido a su estrecha relación con la 
formación de la memoria, el presente trabajo se enfocará en el estudio únicamente de 
los receptores glutamatérgicos ionotrópicos. 
 
RECEPTORES IONOTRÓPICOS DE GLUTAMATO 
Los receptores ionotrópicos al glutamato se caracterizan por estar constituidos por 
cinco subunidades, cuya configuración le permite tener diferentes propiedades 
fisiológicas y farmacológicas. Farmacológicamente, los receptores ionotrópicos al 
glutamato se han clasificado en tres grupos, los receptores con afinidad al agonista N-
metil-D-aspartato (NMDA), los receptores con afinidad al ácido α-amino-3-hidroxi-5-
metil-4-isoxazol (AMPA) y los receptores con afinidad al ácido kaínico (KA) (Flores-Soto 
et al., 2012). 
La unión del glutamato a un receptor ionotrópico conlleva a un cambio 
conformacional que permite la entrada de cationes de calcio (Ca2+), sodio (Na+) y salida 
de potasio (K+) a través de su canal iónico. Cada subunidad tiene un segmento 
carboxilo terminal intracelular el cual les permite interactuar con diferentes proteínas 
intracelulares que son importantes para la organización espacial y funcional en las 
densidades post sinápticas y que están involucradas en la transducción de señales 
(Meldrum, 2000). 
 
 
 
20 
 
RECEPTORES NMDA 
Dentro de las características de los receptores tipo NMDA se encuentra una alta 
facilidad al bloqueo por magnesio (Mg2+), sensibilidad al voltaje y la presencia de 
glicina, como coagonista, junto al glutamato para su activación (Meldrum, 2000). En 
general, a los receptores NMDA se les conoce como detectores de coincidencia, ya 
que para su activación es necesaria la ocurrencia simultánea de dos eventos: la unión 
del neurotransmisor glutamato y el desbloqueo del canal por el ión Mg2+ gracias a la 
despolarización de la membrana post-sináptica (Hepp, 2012). 
La estructura pentamérica del receptor NMDA se conforma a partir de la unión de 
subunidades NR1 y de subunidades NR2 (NR2A-D) y NR3, la conformación del 
receptor determinará el tiempo de apertura del canal, así como diferentes propiedades 
biofísicas como su sensibilidad, conductancia, cinética de desactivación y su 
desensibilización (Fouillioux et al., 2004). Además del canal iónico, el receptor cuenta 
con un dominio extracelular con el amino-terminal (N-terminal) en cada subunidad, un 
sitio de unión para el glutamato en la subunidad NR2 y un sitio de unión para la glicina 
en la subunidad NR1, además cada subunidad tiene una región transmembranal, 
formada por los cuatro dominios transmembranales hidrofóbicos y un extremo 
carboxilo-terminal (C-terminal) intracelular (Flores-Soto et al., 2012) (Figura 1). 
La conductancia y otras propiedades biofísicas de los receptores NMDA está 
determinada por la fosforilación de las subunidades por diversas cinasas como PKC, 
PKA, CaMKII, Cdk5 y las cinasas de la familia Src, así como la desfosforilaciónde las 
subunidades por diversas fosfatasas que actúan en residuos de tirosina o 
serina/treonina (Delint-Ramírez, 2009). 
 
21 
 
 
 
Figura 1. Estructura de las subunidades NR1 y NR2 del receptor a glutamato tipo NMDA (Tomado 
de Fouillioux et al., 2004). 
 
RECEPTORES AMPA 
Están constituidos por cuatro subunidades las cuales contienen tres dominios 
transmembranales y un dominio citoplasmático (Figura 2). Se presentan de forma 
homomérica o heterómera por la combinación de cuatro subunidades que van de la 
GluR1 a la GluR4, siendo la subunidad GluR1 la constitutiva y por ende está presente 
en todas las formas de receptores AMPA. La unión de las cuatro subunidades permite 
formar un canal iónico permeable Na+ y Ca+ (Fouillioux et al., 2004). 
A pesar de ser menos afines al glutamato que los receptores NMDA, se activan con 
una cinética rápida y transitoria causando una breve despolarización, por lo que son 
responsables de iniciar el potencial excitatorio post sináptico y son indispensables para 
22 
 
la transmisión sináptica basal (Hepp, 2012). Una característica crucial para la 
conductancia de este receptor es la subunidad GluR2, su presencia ha sido 
relacionada con una disminución en la conductancia de Ca+ y aquellos receptores que 
no cuentan con esta subunidad y que solamente expresan GluR1 y GluR3 resultan ser 
altamente permeables a Ca+ (Flores-Soto et al., 2012; Meldrum, 2000). 
 
 
Figura 2. Estructura de las subunidades GluR1-4 del receptor a glutamato tipo AMPA (Tomado de 
Fouillioux et al., 2004). 
 
RECEPTORES KAINATO 
Se pueden dividir en dos grandes familias según el tipo de subunidades que lo 
conformen: receptores conformados por combinaciones de cuatro subunidades GluR5-
7 los cuales formarán un canal homomérico con lugares de baja afinidad para la unión 
de kainato y la segunda familia la constituyen receptores conformados por las 
subunidades KA1 y 2, los cuales no generan canales homoméricos por sí mismos pero 
23 
 
generan lugares de alta afinidad para kainato (Wo y Oswald, 1994). De manera 
general, cada subunidad tiene cuatro segmentos transmembranales siendo el segundo 
segmento el que forma el poro. La combinación que incluye las subunidades KA2 con 
GluR5 forma un receptor permeable a Na+ que se encuentra distribuido principalmente 
en neuronas de los ganglios de la raíz dorsal (Flores-Soto et al., 2012). 
A pesar de que la mayoría de los estudios sobre el papel del receptor kainato se ha 
hecho en nervios periféricos de la raíz dorsal, se ha encontrado que podría estar 
participando en la mediación de una pequeña fracción de la transmisión presináptica 
excitadora de neuronas hipocampales en cultivo. Estos receptores modulan la 
transmisión sináptica excitadora de manera indirecta, ya que disminuyen la 
concentración del neurotransmisor GABA, por lo cual han sido mayormente asociados 
a patologías como la epilepsia (Lerma, 1997). Es por esto que los receptores más 
estudiados y relacionados a procesos de memoria han sido de tipo NMDA y AMPA 
debido a su estrecha relación con la regulación del LTP y la consolidación de la 
memoria a largo plazo, particularmente en el hipocampo (Sachser et al., 2016). 
 
FUNCIÓN DE LOS RECEPTORES AMPA Y NMDA EN LA MEMORIA 
Desde hace varios años se ha demostrado que para la adquisición, formación y 
evocación de una memoria espacial es necesaria la participación del hipocampo 
(Riedel et al., 1999) y de los receptores AMPA y NMDA (Liang et al., 1994). Para 
diferenciar la participación de dichos receptores en una memoria en la que su 
procesamiento depende principalmente del hipocampo, Liang y colaboradores (1994), 
infundieron antagonistas selectivos para receptores NMDA como el AP5 y antagonistas 
24 
 
selectivos para receptores AMPA como el CNQX en el hipocampo dorsal de ratas 
entrenadas en el laberinto acuático de Morris. Lo que encontraron fue que el bloqueo 
de ambos receptores durante las sesiones de entrenamiento retarda la adquisición de 
la tarea; el bloqueo únicamente de receptores NMDA, más no AMPA, afecta la 
consolidación o formación del trazo de memoria espacial; y finalmente, el bloqueo de 
los receptores AMPA antes de la sesión de prueba afecta la evocación de la tarea 
(Liang et al., 1994). 
Por otro lado, se ha involucrado la participación de la corteza perirrinal en la 
adquisición, consolidación y evocación de memorias de reconocimiento (Winters y 
Bussey, 2005). Para demostrar la participación de los receptores AMPA y NMDA en 
dicha área y en una tarea de reconocimiento, Winters y Bussey (2005), infundieron AP5 
o CNQX en la corteza perirrinal de ratas 15 minutos antes de una tarea de 
reconocimiento; lo que encontraron fue que el bloqueo de los receptores AMPA afecta 
la memoria de corto y largo plazo mientras que el bloqueo de los NMDA únicamente 
afecta la memoria a largo plazo. Para evaluar el proceso de consolidación, los autores 
infundieron estos antagonistas inmediatamente después de la adquisición de la tarea, 
encontrando que el bloqueo de ambos receptores no permite que se consolide el trazo. 
Finalmente, para evaluar el proceso de evocación, los autores infundieron los 
antagonistas momentos antes de la prueba, encontrando que únicamente el bloqueo de 
los AMPA impidió la evocación. 
De estos estudios se puede concluir que ambos receptores son importantes para la 
adquisición de diferentes tipos de memoria. Esto podría deberse a que la supresión de 
la actividad de los receptores AMPA dificulta la apertura de los receptores NMDA y, por 
25 
 
lo tanto, la adquisición de la información se retrasa. En modelos electrofisiológicos se 
ha encontrado un efecto similar, donde se ha visto involucrado el receptor NMDA en la 
inducción del LTP y, por ende, en la adquisición de la información (Riedel et al., 1999). 
Además de memorias de reconocimiento (De Lima et al., 2005; Winters y Bussey, 
2005) se han encontrado efectos similares en memorias asociativas gustativas (Day et 
al., 2003; Ferreira et al., 2005; García-delaTorre et al., 2014) y en diferentes protocolos 
de memorias de condicionamiento al miedo (Kim et al., 1991; Kim et al., 1993). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
26 
 
1.4 MEMBRANA SINÁPTICA 
Todas las células vivas contienen una membrana que les permite una organización 
tanto estructural como funcional; por una parte, separa y protege sus componentes del 
medio externo y, por otro lado, comunica al medio intracelular con el extracelular para 
el intercambio de nutrientes y excreción de desechos de la célula (Alberts et al., 2006). 
Uno de los primeros modelos para explicar la composición de la membrana fue 
propuesto por Singer y Nicolson (1972), quienes consideraban que la membrana 
celular era un mosaico fluido compuesto por lípidos con una cabeza hidrófila y una o 
dos colas hidrocarbonadas hidrófobas, más un conjunto de proteínas globulares que 
atraviesan la membrana y permiten la comunicación entre compartimentos. La manera 
en la que se organizan los lípidos y proteínas membranales hace que se forme una 
bicapa anfipática. 
Los principales lípidos que conforman la membrana están representados en la 
Figura 3. Los fosfolípidos se caracterizan por poseer una cadena hidrocarbonada 
hidrofóbica y una cabeza polar cargada que contiene fosfato. Los fosfolípidos más 
abundantes en la membrana son: 1) los glicerofosfolípidos que son moléculas con 
glicerol, dos cadenas de ácido graso, fosfato y un grupo alcohol en su estructura, un 
ejemplo son las anclas de glucosilfosfatidinilinositol (GPI), las cuales fijan proteínas a la 
superficie externa de la membrana sináptica; 2) los esfingolípidos los cuales contienen 
esfingosina en lugar de glicerol, fosfato, una cadena de ácido graso y un grupo alcohol 
en su estructura. El núcleo de los esfingolípidos es una ceramida la cual se puede unir 
a un glicerofosfolípido formando una esfingomielina, o bien,se puede unir a un 
oligosacárido para formar gangliósidos (GM1) (Bonales-Alatorre, 2004; McKee y 
27 
 
McKee, 2014) y 3) los esteroles, los cuales tienen cuatro anillos de hidrocarburos que 
permiten darle soporte y rigidez a la membrana, el esterol más abundante en la 
membrana celular es el colesterol. 
 
 
 
Figura 3. Clasificación de los lípidos membranales. Se dividen en dos grandes grupos: Los esteroles 
como el colesterol y los fosfolípidos como los glicerofosfolípidos y esfingolípidos. A su vez, la unión de un 
glicerofosfolípido con un esfingolípido crea una esfingomielina, mientras que la unión de un esfingolípido 
con un oligosacárido forma un gangliósido. GPI: Ancla de glucosilfosfatidinilinositol. 
 
Los glicerofosfolípidos son los más abundantes en comparación a las 
esfingomielinas que representan una porción más pequeña; sin embargo, la 
concentración local de las esfingomielinas es alta y ha sido relacionada a subdominios 
específicos con una distribución espacial determinada y características físicas y 
químicas que la diferencian de la membrana contigua, estas regiones distintivas se les 
ha llamado microdominios de membrana, balsas lipídicas de membrana (BL) o lipid 
rafts (Bonales-Alatorre, 2004). 
28 
 
BALSAS LIPÍDICAS DE MEMBRANA (BL) 
El modelo del mosaico fluido de membrana proponía que la bicapa y sus 
componentes se encontraban en libre movimiento sin organización alguna, sin 
embargo, con el paso del tiempo evidencias de la existencia de grupos de complejos 
proteicos con una distribución específica junto con diferentes dominios de membrana 
desecharon la teoría de Singer y Nicolson abriendo paso al estudio de las BL. 
El modelo de las BL propone la existencia de diferentes clases de lípidos 
distribuidos y organizados lateralmente en la membrana. Dicha organización permite 
segmentar la membrana en dos fases: Una fase líquida desordenada compuesta 
principalmente por fosfolípidos cuyo comportamiento es el propuesto en el modelo del 
mosaico fluido y otra fase líquida ordenada, la cual se encuentra delimitada o 
empaquetada por moléculas de esfingolípidos que se asocian entre sí mediante 
interacciones débiles de Van der Waals y por colesterol que ocupa los espacios 
disponibles entre los esfingolípidos, esta última fase corresponde a las BL (Brown y 
London, 2000; Simons e Ikonen, 1997). 
Así, las BL se reconocen como zonas altamente enriquecidas en moléculas de 
colesterol y glucoesfingolípidos que a temperatura fisiológica (≈36ºC) se encuentran en 
una fase líquida ordenada formando microdominios de baja densidad de 50 a 100 nm 
de longitud (Bonales-Alatorre, 2004). Los glucoesfingolípidos son insolubles y en 
específico la esfingomielina en presencia de colesterol es resistente a detergentes no 
iónicos, es por esto que las BL, por su alto contenido de esfingolípidos, son insolubles 
en detergentes no iónicos como el tritón X-100 a 4ºC y son capaces de flotar en bajas 
29 
 
densidades en un gradiente de sacarosa, características que hacen posible su 
extracción de manera experimental (Simons e Ikonen, 1997). 
Se ha encontrado evidencia de BL en células epiteliales, neuronas, fibroblastos, 
células del sistema inmune y adipocitos; en todos estos tipos celulares las BL juegan 
un papel regulador de función celular ya que intervienen en procesos de endocitosis, 
internalización de toxinas, virus y bacterias, transporte de colesterol y homeostasis de 
calcio (Zajchowski y Robbins, 2002). En particular, las BL brindan plataformas de 
transporte y anclaje de proteínas en la membrana facilitando la eficiencia y 
especificidad de interacción entre ligandos, receptores y efectores en ambos lados de 
la membrana, mejorando la señalización celular y la comunicación sináptica (Brown y 
London, 2000; Simons e Ikonen, 1997). 
En células neuronales se ha identificado la presencia de subunidades del receptor 
AMPA como GluR1, GluR2/3 y GluR4 (Suzuki et al., 2001) y de subunidades del 
receptor NMDA como NR1 (Hering, Lin y Sheng, 2003), en las BL de cerebro de rata 
adulta. La presencia de receptores glutamatérgicos en estas zonas específicas de la 
membrana (BL) se ha relacionado con una modulación directa de diferentes eventos 
plásticos como el mantenimiento del LTP o la inducción del LTD mediante la 
internalización de los receptores AMPA localizados en las BL (Suzuki, 2002). 
Además de estos receptores glutamatérgicos, diversas proteínas postsinápticas 
como la proteína de densidad post sináptica de 95kDa (PSD-95), la proteína de 
interacción con GluR (GRIP) y Shank se han visto asociadas a las BL, esto lo 
demostraron Hering, Lin y Sheng (2003), en cultivos de neuronas hipocampales in vitro 
las cuales se expusieron a un inhibidor de colesterol y esfingomielinas, como resultado 
30 
 
obtuvieron una disminución de los marcadores de BL así como una disminución de la 
expresión de dichas proteínas postsinápticas, aunado a estos resultados encontraron 
que la depleción de BL afecta la formación y mantenimiento de las sinapsis tanto 
excitadoras como inhibidoras. 
Diversos procesos cognitivos del organismo dependen de una correcta formación y 
mantenimiento de las sinapsis. Se sugiere que dicha comunicación sináptica requiere 
de la interacción entre BL y la densidad postsináptica (PSD por sus siglas en inglés). 
Por ejemplo, se ha localizado la presencia de componentes involucrados en la 
señalización río arriba de la vía Ras-MAPK1 en la fracción de BL mientras que los 
componentes de señalización río abajo de la misma vía se localizan en la fracción de 
PSD; de la misma forma, en la PSD se localizan proteínas de anclaje susceptibles a 
cambios post traduccionales que favorecen la inserción de receptores a las BL (Suzuki 
et al., 2001). Adicionalmente, la translocación de proteínas presentes en la PSD hacia 
las BL, constituye uno de los mecanismos moleculares para la adquisición de 
información pues se ha reportado que después de un día de entrenamiento en el 
laberinto acuático de Morris, existe un aumento en las subunidades NR1, NR2A y 
NR2B en BL del hipocampo de rata (Delint-Ramírez, Salcedo-Tello y Bermúdez-
Rattoni, 2008). 
 
 
 
 
 
1 La vía Ras-MAPK está relacionada con procesos de supervivencia, proliferación y diferenciación celular. MAPK son 
proteínas quinasas activadas por mitógenos. 
31 
 
DENSIDAD POSTSINÁPTICA (PSD) 
La PSD es una región del citoesqueleto de la postsinápsis enriquecida de proteínas 
reguladoras que hacen contacto con dominios citoplasmáticos de diferentes proteínas 
de la membrana postsináptica como canales iónicos, regulando su distribución en la 
membrana mediante la modificación de su movilidad lateral (Kennedy, 1997). Provee 
de una matriz estructural para diferentes proteínas involucradas en el procesamiento 
de la señal, por lo cual se le considera como un organizador de toda la maquinaria de 
transducción de la señal postsináptica (Suzuki et al., 2001; Ziff, 1997). 
Los componentes de la PSD se pueden dividir en 6 grupos generales: 1) proteínas 
de adhesión celular, 2) Proteínas de citoesqueleto, 3) Proteínas adaptadoras o de 
andamiaje, 4) Receptores y canales conectados a su vez a la membrana, 5) Proteínas 
G con diferentes moduladores y 6) Moléculas de señalización incluidas cinasas y 
fosfatasas (Boeckers, 2006). A su vez estos componentes se localizan en tres capas 
distintas de la PSD: La primera capa contiene los receptores membranales, canales 
iónicos y moléculas de adhesión celular con receptores AMPA y NMDA en la periferia, 
la segunda capa es enriquecida de proteínas de andamiaje como PSD-95 las cuales 
se acoplan a los receptores membranales y canales iónicos de manera perpendicular y 
finalmente la tercera capa comprende proteínas como Shank, GRIP, cinasas Scr las 
cuales tendrán acción de manera intracelular y a su vez se conectan conel 
citoesqueleto de actina (Feng y Zhang, 2009). 
Dentro del conjunto de proteínas que conforman la PSD se encuentran diversas 
moléculas involucradas con procesos de memoria, por lo que se ha relacionado a la 
PSD con mecanismos que le permiten al organismo almacenar o eliminar memorias 
32 
 
(Kennedy, 2000). De esta manera, la PSD estaría proporcionando la base estructural 
para la regulación y plasticidad sináptica, mecanismos involucrados en la formación de 
memoria a largo plazo (Boeckers, 2006). 
Dentro de estas moléculas se encuentran la CaMKII, el receptor ionotrópico a 
glutamato de tipo NMDA el cual es incluido a la sinapsis gracias a diferentes proteínas 
presentes en la PSD (Kennedy, 2000). También se han encontrado evidencias de 
receptores metabotrópicos y de tipo AMPA (Boeckers, 2006; Kennedy, 1997; Ziff, 
1997) conformando la PSD. Respecto a los receptores AMPA se propone que en 
realidad se localizan en la periferia de la PSD participando en sinapsis silentes, sin 
embargo, se pueden incluir a la PSD para participar en mecanismos de LTP y LTD 
(Feng y Zhang, 2009). 
Otra de las proteínas más abundantes en la PSD es la PSD-95 la cual interactúa 
con mayor fuerza con las subunidades NR2A y NR2B del receptor NMDA, dicha 
interacción podría contribuir con el anclaje de las subunidades a la membrana y su 
localización específica en la sinapsis (Kennedy, 1997). Finalmente, la distribución de 
las subunidades de NMDA en la PSD varía según la maduración del organismo, en un 
cerebro en desarrollo se encuentran de manera más abundante subunidades NR2B 
mientras que en un cerebro envejecido la densidad de NR2A aumenta en la PSD 
(Feng y Zhang, 2009). 
 
 
 
 
33 
 
DIETA, MEMORIA Y RECEPTORES GLUTAMATÉRGICOS EN LA MEMBRANA SINÁPTICA 
Como ya se mencionó anteriormente, se ha demostrado que mantener una dieta 
alta en calorías, tiene un efecto negativo sobre el desempeño cognitivo; sin embargo, 
los mecanismos celulares responsables de dicha desregulación no se conocen de 
forma completa. Uno de los posibles mecanismos desregulados por la dieta involucra al 
sistema glutamatérgico vinculado con los sistemas de memoria. En modelos animales, 
se ha encontrado que tras la administración de una dieta rica en grasa hay una 
disminución de la subunidad NR2B del receptor NMDA (Valladolid-Acebes et al., 2012); 
por otro lado, Soares y colaboradores (2013), encontraron que tras el consumo de una 
dieta alta en sacarosa hay un aumento compensatorio en la expresión de las 
subunidades NR-1 y GluR-1 hipocampales, sin existir cambios en las proteínas 
encargadas del anclaje de dichos receptores a la membrana sináptica como PSD-95. 
Adicionalmente, modificar los componentes de la dieta puede incidir sobre la 
conformación de la membrana sináptica (Karimi et al., 2015), afectando la composición 
de las BL y por lo tanto, la señalización celular necesaria para la incorporación y/o 
redistribución de receptores a las BL, así como afectar el tráfico, conformación, 
organización lateral y orientación de diferentes proteínas asociadas a las BL (Yaqoob, 
2009). 
 
 
 
 
34 
 
2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 
Hasta el momento se han mostrado evidencias científicas de los daños deletéreos 
de una dieta alta en calorías sobre procesos de aprendizaje y memoria. Uno de los 
principales sistemas de neurotransmisión involucrados en dichos procesos de memoria 
es el sistema glutamatérgico, en específico los receptores glutamatérgicos ionotrópicos. 
La presencia de los receptores glutamatérgicos ionotrópicos en zonas activas 
específicas de la membrana postsináptica, como las BL y la PSD, facilita la eficacia y 
especificidad de interacción entre ligandos, receptores y efectores de ambos lados de 
la membrana mejorando la señalización celular, la comunicación sináptica y, por ende, 
la ejecución en tareas de memoria. Finalmente, se ha descrito que diversos 
componentes de la dieta pueden incidir en la composición de la membrana celular 
modificando la homeostasis del sistema y los componentes que se encuentran dentro 
de la membrana celular. 
Por esta razón, se necesita averiguar si los efectos deletéreos de la dieta 
hipercalórica sobre las tareas de memoria se asocian a una disminución de receptores 
glutamatérgicos en zonas activas de la postsinápsis, como las BL y PSD. De esta 
manera, comprender las bases celulares que subyacen a los efectos de la dieta sobre 
la memoria podría ayudar a dilucidar el mecanismo que se está desregulando y poder 
proponer modificaciones en los componentes de la dieta para incrementar la resistencia 
de las células a estos insultos ambientales y finalmente mejorar el desempeño 
cognitivo. 
 
 
35 
 
2.1 HIPÓTESIS 
En ratones expuestos a la administración de dieta hipercalórica se encontrarán 
desregulaciones en la expresión de las subunidades constitutivas de los receptores 
AMPA y NMDA en las zonas activas de la postsinápsis además de un déficit en tareas 
de memoria y alteraciones metabólicas. 
 
2.2 OBJETIVO GENERAL 
Identificar el efecto de la exposición a una dieta alta en grasa y fructosa sobre tareas de 
memoria y los niveles de expresión de las subunidades constitutivas de los receptores 
AMPA y NMDA disponibles en las zonas activas postsinápticas. 
 
2.3 OBJETIVOS PARTICULARES 
I. Describir los cambios en el peso corporal, porcentaje de grasa corporal y 
metabolismo de la glucosa en un grupo de ratones tras la exposición de una 
dieta adicionada con un 47% de grasa (60% de grasa en total) y una solución 
con 20% de fructuosa. 
II. Evaluar el efecto de la dieta sobre el desempeño de una tarea dependiente de 
corteza como la memoria de reconocimiento de objetos. 
III. Evaluar el efecto de la dieta sobre el desempeño de una tarea dependiente de 
hipocampo como la memoria espacial. 
IV. Determinar por western blot si existen cambios en los niveles de expresión de 
las subunidades constitutivas de los receptores AMPA y NMDA en las zonas 
36 
 
activas postsinápticas en corteza e hipocampo de ratón tras la administración de 
la dieta alta en grasa y fructosa. 
V. Discutir la posibilidad de que los cambios en los niveles de expresión de las 
subunidades constitutivas de los receptores AMPA y NMDA sean el mecanismo 
celular por el cual se vea afectado el desempeño de los sujetos en las tareas de 
memoria. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
37 
 
3. METODOLOGÍA 
3.1 ANIMALES 
Se utilizaron 19 ratones machos de la cepa B6129SF2/J de 2 meses de edad 
(considerados adultos jóvenes) obtenidos del bioterio del Centro Médico Nacional Siglo 
XXI del IMSS. Los animales fueron alojados en grupos de 3-5 ratones por caja a una 
temperatura de 22 ± 1ºC con ciclo de 12 horas de luz/oscuridad. Todos los 
procedimientos experimentales mencionados a continuación se realizaron entre las 
7:00 y las 14:00hrs. El manejo y sacrificio de los animales se realizaron de acuerdo con 
las normas establecidas por el comité de bioética del Centro Médico Nacional Siglo 
XXI. 
 
3.2 ADMINISTRACIÓN DE DIETA 
Los ratones fueron asignados de manera aleatoria a los siguientes grupos: 1) el 
grupo control o H2O (n=9) disponía de agua y alimento estándar (LabDiet® 5001, USA) 
el cual contiene 13% grasa y 2) el grupo “High-Fat High-Fructose” o HFHF (n=10) 
disponía de una solución de 20% de fructosa2 para beber (Jarabe de Maíz Karo, 
México) y alimento estándar (LabDiet® 5001, USA) al cual se le adicionó 47% de grasa 
proveniente de manteca vegetal (Manteca vegetal INCA®, México), siendo el total de 
60% grasa3. Los dos tipos de dieta se administraron por un periodo de dos meses de 
manera ad libitum, sin suspenderse durante las tareas conductuales. 
 
2 A diferencia de otro tipo de azúcares como la glucosa, la fructosa tiene un mayor potencial lipogénico. 
3 Se administró de manera conjunta ya que así seobtenía la dieta con el mayor aporte calórico posible y un modelo 
de dieta habitual en seres humanos. 
38 
 
3.3 IMPEDANCIA BIOELÉCTRICA 
Es una técnica utilizada para la determinación de los cambios en la composición 
corporal de un organismo asociado a su estado nutricional o a enfermedades. Se basa 
en la medición de la impedancia o resistencia que presentan los tejidos al paso de 
corriente eléctrica alterna de voltaje bajo. De esta manera, se puede estimar la 
composición corporal de dos compartimentos (masa de grasa y masa libre de grasa) 
así como evaluar el nivel y la distribución del agua corporal (Berral-De la Rosa y 
Rodríguez, 2007). 
 
PROTOCOLO 
Para el registro bioeléctrico se anestesió al animal con isoflurano inhalado (FlurisoTM, 
Isoflurano USP, USA) y se colocó sobre una superficie plana con el estómago hacia 
abajo asegurándose de estirar las extremidades superiores e inferiores. Ya con el 
animal inmovilizado se trazó una línea media imaginaria desde la punta de la nariz 
hasta la punta de la cola para dividir al animal en dos segmentos iguales y poder 
colocar los electrodos de referencia (Figura 4). 
 
 
Figura 4. Ubicación de electrodos para la medición de la impedancia bioeléctrica (Modificado de 
ImpediVet Rodent Measurement Guide). 
 
39 
 
Se utilizó un equipo de impedancia bioeléctrica de multifrecuencia de cuatro 
electrodos para roedores. Primero se colocó el electrodo amarillo sobre la línea media 
que pasa entre las orejas; el electrodo azul se colocó sobre la línea media que pasa 
entre los muslos de la pierna. Una vez colocados los primeros electrodos se midió 1 
cm desde el electrodo amarillo hacia la nariz para obtener la posición del electrodo rojo 
y 1 cm del electrodo azul hacia la cola para obtener la posición del electrodo negro. 
Para el registro de la señal bioeléctrica se utilizó un Software para el análisis de la 
composición corporal (ImpedivetTM Vet BIS1, Australia) al cual se le introdujo la talla, 
peso, sexo y edad del ratón. Los datos obtenidos de la impedancia bioeléctrica fueron 
procesados en el software de análisis de multi-frecuencias (ImpediVet Vet BIS1 Multi-
Frecuency Analysis Version 1.0.2.7) el cual arroja el porcentaje de agua corporal, fluido 
extra celular, fluido intracelular, masa libre de grasa, masa de grasa y el índice de masa 
corporal. 
 
3.4 CURVA DE TOLERANCIA A LA GLUCOSA (CTG) 
La tolerancia a la glucosa hace referencia a la capacidad que tiene el organismo 
para metabolizar la glucosa circulante en sangre. Para evaluar dicha condición se 
utiliza una CTG que consiste en una prueba de tipo estímulo-respuesta donde se reta 
al organismo con un bolo de glucosa y se monitorea la concentración de glucosa en 
sangre a través del tiempo con ayuda de un glucómetro. 
En condiciones normales, el organismo transporta la glucosa disponible en sangre 
hacia el interior de diferentes tejidos con ayuda de la hormona insulina (Olivares-Reyes 
y Arellano-Plancarte, 2008) y como resultado se observa una disminución continua de 
40 
 
glucosa en sangre. En cambio, sí se presenta alguna alteración metabólica en esta vía, 
los niveles de glucosa en sangre tienden a permanecer elevados en plasma por más 
tiempo indicando un estado de hiperglucemia o intolerancia a la glucosa. 
 
PROTOCOLO 
Se privó a los animales de alimento y bebida por 6 horas (Andrikopoulos et al., 
2008). Concluido el tiempo de ayuno, se administró vía intraperitoneal una dosis de 
2g/Kg de glucosa (D-(+)-Glucosa, SIGMA) disuelta en solución salina (NaCl 0.9%, 
Baxter). Inmediatamente después de la inyección se realizó un corte de 1mm en el 
extremo de la cola para obtener una gota de sangre y así determinar la concentración 
de glucosa. Dicha determinación se realizó con un glucómetro (Accu-Check® Performa) 
y se monitoreó durante los siguientes 15, 30, 60 y 120 minutos después de la 
inyección. Finalizada la prueba se regresó al animal a su dieta correspondiente. 
 
3.5 CURVA DE RESISTENCIA A LA INSULINA (CRI) 
La resistencia a la insulina hace referencia a un estado patológico del organismo 
donde las células dejan de responder o no responden adecuadamente ante la 
estimulación de insulina, como resultado hay una disminución en el transporte de 
glucosa inducida por insulina principalmente en el músculo esquelético y en adipocitos 
(Olivares-Reyes y Arellano-Plancarte, 2008). Para evaluar dicha condición se utiliza 
una CRI que consiste en una prueba de tipo estímulo-respuesta donde se reta al 
organismo con un bolo de insulina y se monitorea la concentración de glucosa en 
sangre a través del tiempo con ayuda de un glucómetro. 
41 
 
En condiciones normales el organismo ante una elevación de insulina en sangre 
comienza a transportar glucosa hacia el interior de diferentes tejidos de forma eficaz 
resultando en una disminución rápida de glucosa en sangre. En cambio, sí se presenta 
alguna alteración metabólica en esta vía, los niveles de glucosa en sangre tienden a 
permanecer elevados en plasma por más tiempo indicando un estado de resistencia a 
la insulina. 
 
PROTOCOLO 
Se privó a los animales de alimento y bebida por 6 horas. Concluido el tiempo de 
ayuno, se administró vía intraperitoneal una dosis de 0.25 U/Kg de insulina humana de 
acción rápida (Humulin® R, NovoNordisk) disuelta en solución salina (NaCl 0.9%, 
Baxter). Inmediatamente después de la inyección se realizó un corte de 1mm en el 
extremo de la cola para obtener una gota de sangre y así determinar la concentración 
de glucosa. Dicha determinación se realizó con un glucómetro (Accu-Check® Performa) 
y se monitoreó durante los siguientes 15, 30, 60 y 120 minutos después de la 
inyección. Finalizada la prueba se regresó al animal a su dieta correspondiente. 
 
3.6 MEMORIA DE RECONOCIMIENTO DE OBJETOS 
La prueba de memoria de reconocimiento de objetos (ORM, por sus siglas en 
inglés), evalúa la capacidad de los animales por reconocer un objeto novedoso y 
diferenciarlo de uno ya conocido (Ennaceur y Delacour, 1988). Es una de las pruebas 
más utilizadas para evaluar memoria de reconocimiento, ya que aprovecha la tendencia 
natural de los roedores por explorar objetos o ambientes novedosos y compararlos con 
42 
 
los familiares. Entre las principales regiones cerebrales que se requieren para la 
ejecución de la tarea están la corteza insular y la corteza perirrinal (Balderas et al., 
2008). 
En general, la prueba consiste en tres fases: La primera es la fase de habituación 
(HAB), donde se coloca al ratón en la caja de conducta donde se hará la tarea con el 
fin de que se familiarice con el contexto, la segunda fase es de adquisición (ADQ), 
donde se le presentan al ratón dos objetos idénticos en forma, volumen y tamaño para 
que los explore. La última fase es la de memoria a largo plazo (MLP), en la cual se le 
presenta al animal uno de los objetos presentados en la ADQ (objeto familiar) y otro 
objeto completamente diferente (objeto novedoso) y se espera que el animal pase más 
tiempo explorando el objeto que le resulta novedoso. 
 
MATERIAL ORM 
Se utilizó una caja de conducta circular con un diámetro de 22.5cm y altura de 30cm. 
En el piso de la caja se colocó aserrín y se alumbró uniformemente con una luz tenue 
asegurándose de no proyectar sombras. Los objetos utilizados durante la tarea fueron 
cubos de madera (2cm3), o viales de vidrio con tapa color negro (1.5cm de diámetro x 
4cm de altura) idénticos entre sí en volumen, color y tamaño (Figura 5). Antes de 
realizar la tarea conductual nos aseguramos de que los objetos elegidos fueran 
explorados y preferidos por igual para evitar cualquier tipo de sesgo. 
43 
 
 
Figura 5. Caja de conducta y objetos utilizados para la memoria de reconocimiento de objetos. 
 
PROTOCOLO CONDUCTUAL ORM 
El protocolo conductual (Figura 6), consistió en cinco días consecutivos de 
habituación donde se introdujo al ratóna la caja de conducta sin objetos y se le dejaba 
explorar por 10 minutos. Al sexto día se realizó la fase de ADQ en la cual se le 
presentó al ratón dos objetos similares (cubos o frascos) durante 10 minutos, la 
presentación de los objetos se contrabalanceó entre animales. Finalmente, al séptimo 
día se realizó la prueba de MLP que consistió en presentarle al ratón un objeto de la 
ADQ (objeto familiar, OF) y un objeto completamente nuevo (objeto novedoso, ON) 
durante 10 minutos, la presentación y posición de los objetos se contrabalanceó entre 
animales. 
 
ÍNDICE DE RECONOCIMIENTO ORM 
Las sesiones de ADQ y MLP fueron videograbadas para su posterior análisis. Se 
cuantificó con cronómetros el tiempo de exploración en cada objeto bajo los siguientes 
criterios: 1) Olfateo hacia el objeto a un máximo de 2cm de distancia, 2) La nariz y 
44 
 
cabeza tenían que estar dirigidos hacia la posición del objeto y 3) Sí el ratón mordía, 
tiraba o se subía en el objeto no se contaba como tiempo de exploración. Sí al finalizar 
la fase de ADQ el ratón prefería alguno de los objetos o no exploraba ningún objeto se 
descartaba de la tarea (Ennaceur y Delacour, 1988). 
 
 
Figura 6. Protocolo conductual utilizado para evaluar memoria de reconocimiento de objetos. 
HAB: Habituación, ADQ: Adquisición y MLP: Memoria a largo plazo. 
 
Para determinar si existe una preferencia de exploración por alguno de los objetos 
tanto en la ADQ como en la MLP se calcula el índice de reconocimiento (IR) el cual se 
obtiene mediante la división del tiempo total de exploración del objeto 1 (O1) entre el 
tiempo total de exploración de ambos objetos (O1+O2), se realiza la misma operación 
para el IR del objeto 2 (O2). Si el IR resulta en 1 se considera que ese objeto fue 
preferido en su totalidad, si es de 0.5 se considera que exploran por igual ambos 
objetos y no existe preferencia alguna y si resulta de 0 se considera que ese objeto no 
fue explorado (Figura 7). 
 
45 
 
 
Figura 7. Fórmulas utilizadas para calcular los índices de reconocimiento entre objetos en la fase 
de adquisición y en la memoria a largo plazo. IR: Índice de Reconocimiento, O1: Objeto uno, O2: 
Objeto dos, ON: Objeto Novedoso y OF: Objeto Familiar. 
 
3.7 MEMORIA ESPACIAL: LABERINTO ACUÁTICO DE MORRIS 
La memoria espacial hace referencia a la capacidad del organismo para recordar la 
localización, rutas o configuración espacial del entorno en el que se encuentra. Esto le 
permite organizar su repertorio conductual y realizar actividades esenciales como 
búsqueda de comida, conducta parental y reproductiva, regreso al nido o huida a un 
lugar seguro (Vicens, Redolat y Carrasco, 2003). La principal región cerebral 
involucrada en la ejecución de tareas espaciales es el hipocampo (Riedel et al., 1999). 
El laberinto acuático (WM, por sus siglas en inglés), fue propuesto por Richard 
Morris (1984) como una herramienta para evaluar la memoria espacial en roedores. La 
tarea consiste en un laberinto acuático circular con una plataforma oculta bajo el agua y 
claves espaciales extra laberinto. En la etapa de entrenamiento o adquisición de la 
tarea se entrena a los roedores mediante varios ensayos para que encuentren la 
plataforma oculta guiándose por la ubicación de claves espaciales, en la prueba de 
memoria a largo plazo se evalúa sí los roedores recuerdan la posición de la plataforma 
46 
 
metiéndolos a nadar sin la plataforma; si recuerdan, se espera que pasen más tiempo 
cerca del lugar donde se encontraba la plataforma. 
 
MATERIAL WM 
Se utilizó un tanque lleno de agua con un diámetro de 110cm y una altura de 
65cm (Figura 8A). El agua se enturbió con pintura blanca no tóxica y se mantuvo a una 
temperatura de 22-23 ºC durante los ensayos. El tanque se encontraba en un cuarto 
con una clave espacial en la pared y la posición del experimentador siempre fue la 
misma, la plataforma era cuadrada (12 x 12 cm) y se encontraba 0.5 cm debajo de la 
superficie del agua, la cámara de vídeo se colocó en la parte superior del laberinto 
(Figura 8B). 
 
Figura 8. Laberinto acuático y material utilizado. A) Medidas del tanque acuático y B) Disposición 
espacial del tanque y claves extra laberinto, la posición del experimentador se mantuvo constante 
durante las sesiones de entrenamiento y la memoria a largo plazo. 
 
 
 
 
 
47 
 
PROTOCOLO CONDUCTUAL WM 
Para el desarrollo de la tarea se dividió imaginariamente el laberinto en cuatro 
cuadrantes iguales y en uno de ellos se sumergió la plataforma de escape (Figura 9A). 
El protocolo conductual (Figura 9B) consistió en entrenar a cada ratón con 4 ensayos al 
día durante 5 días consecutivos, la posición de inicio de cada ensayo siempre fue 
diferente. El tiempo máximo para encontrar la plataforma fue de 60 segundos; una vez 
en la plataforma, se dejó al ratón durante 10 segundos y luego se colocó en una caja 
de descanso inter-ensayo por 25 segundos. Si el ratón a los 60 segundos no resolvía la 
tarea, el experimentador lo guiaba con la mano hasta la plataforma. 
Al sexto día se realizó la prueba de memoria a largo plazo para la cual se retiró la 
plataforma y se dejaron las claves espaciales. Se colocó al ratón desde un punto 
aleatorio y se le permitió nadar durante 60 segundos. Esta fase fue video grabada para 
su posterior análisis. 
48 
 
 
 
 
Figura 9. Protocolo conductual del Laberinto Acuático. A) División imaginaria de los cuadrantes y 
posición de la plataforma y B) Protocolo conductual del laberinto acuático en la fase de adquisición 
(ADQ) y memoria a largo plazo (MLP). 
 
 
EVALUACIÓN WM 
En la fase de entrenamiento o adquisición se cronometró manualmente el tiempo de 
llegada a la plataforma de cada ratón durante cada ensayo. Para el análisis de la 
memoria a largo plazo se utilizaron los videos tomados durante la prueba, sobre el 
video se hizo una división para delimitar los cuatro cuadrantes y se colocó una 
plataforma virtual para cuantificar de manera más específica los siguientes parámetros: 
1) latencia de llegada a la plataforma: es el tiempo requerido por el ratón desde el 
momento que se coloca en el agua hasta que llega al punto exacto donde se 
49 
 
encontraba la plataforma, 2) número de cruces: es el número de veces que el ratón 
cruza con todo el cuerpo por el punto exacto donde se encontraba la plataforma, 3) 
tiempo de nado en cuadrantes: es el tiempo de nado que hace el ratón en el cuadrante 
donde se encontraba la plataforma (objetivo) y el cuadrante con posición opuesta 
(contrario) y 4) tiempo de nado en la plataforma: es el tiempo que pasa el ratón 
nadando únicamente en el espacio correspondiente a la plataforma virtual. 
Adicionalmente, se siguió de manera manual el recorrido de cada ratón para así 
obtener las trayectorias de nado. 
 
3.8 SACRIFICIO Y EXTRACCIÓN DE ESTRUCTURAS CEREBRALES 
A los 4 meses de edad y ya finalizadas las evaluaciones metabólicas y conductuales 
se sacrificaron a los animales por decapitación. Una vez decapitados se extrajo el 
cerebro completo del cráneo del ratón y se diseccionó con bisturí la corteza e 
hipocampo de ambos hemisferios. A partir de este punto, todo el material y manejo de 
tejido se hizo sobre una base de hielo para mantener una temperatura de ≈4ºC. En la 
Figura 10 se muestra un resumen de todo el diseño experimental utilizado. 
Cabe resaltar que el análisis del tejido cerebral se realizó únicamente en cinco 
animales por grupo, esto debido a pérdida de sujetos en el curso de los experimentos 
así como pérdidas del tejido cerebral. 
50 
 
 
Figura 10. Esquema del diseño experimental utilizado. CTG: Curva de Tolerancia a la Glucosa, CRI: 
Curva de Resistencia a la Insulina, HAB ORM: Habituación Memoria de Reconocimiento de Objetos, 
ADQ ORM: Adquisición Memoria de Reconocimiento de Objetos, MLP ORM: Memoria a Largo Plazo 
Memoria de Reconocimiento de Objetos, ADQ WM: AdquisiciónLaberinto Acuático y MLP WM: Memoria 
a Largo Plazo Laberinto Acuático. 
 
3.9 AISLAMIENTO BALSAS LIPÍDICAS 
El aislamiento de las BL se realizó según Delint-Ramírez y colaboradores (2008), 
con algunas modificaciones: Tanto la corteza como el hipocampo se homogenizaron en 
buffer de lisis (0.3 mL de buffer de gradiente 150 mM NaCl, 25 mM Tris-HCl pH 7.5, 
que contenía 10 mM NaF, 20 mM β-glicerofosfato, 1 mM Na3VO4, una tableta de 
inhibidores de proteasas (Roche) y 0.5% Tritón X-100). Después de la homogenización 
(presionando 50 veces el pistilo) se centrifugaron las muestras a 1,000 rpm por 10 
minutos a 4ºC para retirar núcleos y restos celulares, el sobrenadante corresponde a la 
proteína total (PT). La concentración de PT se determinó con un ensayo colorimétrico 
51 
 
de Lowry (Lowry et al., 1951) (la curva de calibración se calculó con concentraciones 
de 0 a 30 ug con BSA 3mg/mL), con esto se prepararon todas las muestras a una 
concentración óptima de 1mg de proteína en 0.5mL de buffer de lisis y se dejaron 
incubando con Tritón X-100 por 30 minutos a 4 ºC. 
Para aislar los complejos insolubles en Tritón X-100 se centrifugaron las muestras a 
15,000 rpm por 20 minutos a 4 ºC. El sobrenadante correspondía a la fracción soluble 
(FS) la cual se guardó a -20 ºC, el precipitado fue resuspendido en 0.4 mL de buffer de 
lisis para aislar BL y se mezcló con 0.8 mL de sacarosa 2 M la cual estaba preparada 
en buffer de gradiente (NaCl 150 mM y 25 mM Tris-HCl pH 7.5). Esta mezcla se colocó 
al fondo de tubos de 5 mL para ultracentrífuga (Ultra-Clear Beckman, #344062) y fue 
cubierta por 1.6 mL de sacarosa 1 M y 0.9 mL de sacarosa 0.2 M preparadas en buffer 
de gradiente. El gradiente de sacarosa fue centrifugado a 45,000 rpm por 16 horas a 4 
ºC en un rotor SW 60 TI (Beckman, #1628), posteriormente se recolectaron 5 
fracciones de 0.75 mL (F1 a F5) desde la parte superior hasta el fondo del tubo (Figura 
11). 
La PSD se precipitó en el fondo del tubo (F5) en la región con alta densidad de 
sacarosa por lo que se resuspendió con 0.05 mL de buffer de lisis, se homogenizó con 
un sonicador y se guardó a -20 ºC, esta es la fracción PSD. La fracción 2 (F2) que 
contenía baja densidad de sacarosa se resuspendió con 0.75 mL de buffer de gradiente 
para después ser centrifugada a 15,000 rpm por 45 minutos a 4 ºC. El sobrenadante se 
desechó y el precipitado se resuspendió con 0.05 mL de buffer de lisis, el precipitado 
final corresponde a la fracción BL. 
52 
 
 
Figura 11. Gradiente de sacarosa para aislar balsas lipídicas de membrana y la densidad 
postsináptica, Modificado de Sonnino y Prinetti, 2013. M: Molar, SAC: Sacarosa, rpm: revoluciones por 
minuto. 
 
3.10 DOT BLOT 
Es una técnica para detectar, analizar e identificar proteínas sin la necesidad de 
separarlas por peso molecular como en el Western Blot. Esta técnica es útil para 
identificar la presencia o ausencia de proteínas colocando un microlitro de muestra 
sobre una membrana de nitrocelulosa o PDVF y con anticuerpos específicos para la 
proteína de interés. En el presente trabajo se utilizó la técnica de Dot blot para 
determinar la efectividad de la separación por el gradiente de sacarosa de las balsas 
lipídicas de membrana. 
 
 
53 
 
PROTOCOLO DOT BLOT 
Se colocó a lo largo de una membrana de PDVF (BioRad) 1 μL de cada fracción 
obtenida del gradiente (F1 a F5). Se bloqueó la membrana con solución de bloqueo 
BSA 3% en TBS-T 0.1% (Tris-Base 10 mM, NaCl 0.9% y Tween 20 0.1%, pH 7.4) 
durante 1 hora 30 minutos a temperatura ambiente. Para la determinación de los 
niveles de expresión de los marcadores de BL se incubaron por 24 horas a 4 ºC los 
siguientes anticuerpos: Para detectar GM1 se utilizó anticuerpo primario acoplado a 
HRP anti-toxina de cólera B (1:20,000; ThermoFisher, #catálogo C34780) y para la 
detección de flotilina se utilizó el anticuerpo primario monoclonal anti-flotilina1 hecho en 
conejo (1:1000; Cell Signaling, #catálogo 18634). 
Posteriormente, se realizaron 3 lavados de 5 minutos cada uno con TBS-T 0.1% 
para remover el excedente de anticuerpo primario en la membrana, sólo para el caso 
de flotilina se incubó durante 2 horas a temperatura ambiente el anticuerpo secundario 
anti-conejo IgG conjugado a HRP hecho en cabra (1:10,000; Invitrogen, #catálogo 
656120). El excedente de anticuerpo secundario se removió con 3 lavados de 5 
minutos con TBS-T 0.1%. Para la detección de la señal se utilizó un kit de 
quimioluminiscencia (Immobilon™ Wester, Millipore, USA) y se expusieron a placas de 
rayos X. 
 
3.11 WESTERN BLOT 
Es una técnica semi cuantitativa que permite el estudio de diferentes proteínas 
presentes en una misma muestra biológica. Su fundamento en general es la separación 
de proteínas según su peso molecular mediante electroforesis en gel de poliacrilamida. 
54 
 
La detección de los niveles relativos de la proteína de interés se obtiene a través de 
anticuerpos específicos. 
 
PROTOCOLO WESTERN BLOT 
La cantidad de proteína presente en las fracciones de FS, PSD y BL se determinó 
por un ensayo colorimétrico de Lowry (Lowry et al., 1951). Una vez cuantificadas se 
tomó el volumen necesario de muestra para tener las siguientes concentraciones de 
proteínas: 50 μg de FS, 10 μg de PSD y 10ug de BL y se mezclaron 1:1 con Buffer de 
Laemmli 2x (Glicerol 20%, SDS 2%, Tris-HCl 100 mM pH 6.8, Azul de bromofenol 
0.05%, DTT 100 mM y antes de usar se agregó β-mercaptoetanol 5%), para llegar a un 
volumen final de 15 μL. Una vez preparadas las muestras, se hirvieron por 5 minutos y 
se separaron por electroforesis en gel de SDS-poliacrilamida 7% con buffer de corrida 
1x (a partir de 10x: Tris-HCl 25 mM, Glicina 192 mM y SDS 0.1%) a 100V por 120 
minutos. 
La transferencia se llevó a cabo en una cámara de transferencia semi-húmeda 
(BioRad) a 25 V por 45 minutos. Para esto, se activó previamente la membrana de 
PDVF (BioRad) con metanol puro durante un minuto y después se mantuvieron 
humedecidos tanto la membrana de PDVF como el gel de poliacrilamida en Buffer de 
transferencia (Buffer de corrida 1x con metanol 20%) durante 15 minutos. Finalizada la 
transferencia se bloqueó la membrana con solución de bloqueo (BSA 3% en TBS-T 
0.1%) durante 1 hora. 
 
 
55 
 
ANTICUERPOS 
Para la determinación de la expresión relativa de las proteínas de interés se 
incubaron en cámara húmeda durante 3 días a 4ºC los siguientes anticuerpos primarios 
diluidos en solución de bloqueo: anticuerpo anti-NR1 monoclonal hecho en ratón 
(1:300; Millipore, #catálogo 05-432), anticuerpo anti-GluR1 monoclonal hecho en ratón 
(1:300; Millipore, #catálogo MAB2263), anticuerpo anti-βtubulina III monoclonal hecho 
en conejo (1:2,000; Sigma, #catálogo 090M4775), 
Las membranas se lavaron 3 veces durante 5 minutos para quitar el excedente de 
anticuerpo primario y se incubaron durante 3 días a 4ºC en agitación los siguientes 
anticuerpos secundarios acoplados a HRP y disueltos en solución de bloqueo: 
anticuerpo anti-ratón IgG (1:2,000; Cell Signaling, #catálogo 7076S) y anticuerpo anti-
conejo IgG hecho en cabra (1:10,000; Invitrogen, #catálogo 656120). Para retirar el 
excedente de anticuerpo secundario se realizaron 3 lavados de 5 minutos con TBS-T 
0.1%. 
Para retirar los anticuerpos de las membranas se dejaron en Buffer de elusión (SDS 
10%, Tris-HCl 0.5 M pH 6.8 y 0.8 mL de β-mercaptoetanol por cada 100 mL) a 50ºC 
durante 1 hora, se lavaron con agua destilada durante 1 hora y se realizaron 3 lavados 
de 5 minutos con TBS-T 0.1% para posteriormente bloquearlas con solución de 
bloqueo por 1 hora 30 minutos e incubar un anticuerpo diferente. 
 
REVELADO Y ANÁLISIS DENSITOMÉTRICO 
El revelado se realizó con el kit para quimioluminiscencia (Immobilon™ Wester, 
Millipore, USA). En un cuarto oscuro se incubaron las membranas con el sustrato 
56 
 
quimio luminiscente HRP y se expuso la señal en placas