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Como citar este artículo: Gómez CY, Torres O. Efecto de la obesidad sobre la memoria y el aprendizaje. Revista Biosalud. 2019. 18(2):
81-98. DOI: 10.17151/biosa.2019.18.2.6
Efecto de la obesidad sobre la memoria y el aprendizaje
1
2
RESUMEN
Introducción: Uno de los enfoques de
investigación en fisiología del metabolismo
corporal ha sido evaluar el efecto de la obesidad
sobre los procesos de aprendizaje y memoria.
Este trabajo tiene como objetivo describir y
analizar los principales hallazgos cientícos
relacionados con las posibles afectaciones en
la memoria y el aprendizaje, a causa de la
obesidad en diferentes grupos etarios, a partir
de estudios en humanos y modelos murinos.
Materiales y métodos: Para la búsqueda
electrónica de literatura se utilizaron las bases
de datos Biblioteca Virtual de Salud, Biological
Science Database, Biomed Central, Ebsco,
Nature, PubMed, Scielo y Science Direct en el
período 2010-2021. Con base en los criterios de
inclusión y exclusión y la evaluación del título
y del resumen, se seleccionaron los artículos a
analizar para esta revisión de tema. Resultados:
La obesidad genera alteraciones sobre el
aprendizaje y la memoria en todos los grupos
etarios, especícamente sobre la memoria a largo
plazo, la memoria espacial y la memoria de
trabajo, así como en la expresión de marcadores
asociados a la función cognitiva, principalmente
BDNF. Esta epidemia produce afectaciones
relacionadas con la memoria de trabajo, la
atención y el rendimiento escolar; aunque estos
hallazgos fueron diferentes en cada estudio.
Adicionalmente, se ha reportado disminución
en la expresión del factor neurotrófico
derivado del cerebro (BDNF), así como en la
expresión de otras proteínas, particularmente
en el hipocampo, las cuales se relacionan
con la función cognitiva. Conclusiones: La
obesidad pregestacional y gestacional impacta
negativamente estos procesos en la descendencia
y según el grupo etario originan afectaciones en
la neuroplasticidad y en diferentes componentes
de la función cognitiva. Sin embargo, se
requiere profundizar en la investigación puesto
que algunos hallazgos son contradictorios y
falta información de otras áreas encefálicas
relacionadas y la reversibilidad de estos efectos.
Palabras clave: obesidad, memoria, aprendizaje,
dieta, BDNF, fenómenos fisiológicos de la
nutrición.
Eect of obesity on memory and
learning
Abstract
Introduction: One of the research approaches
in physiology of body metabolism has been to
evaluate the effect of obesity on learning and
memory processes. The aim of this work is to
describe and analyze the main scientic ndings
related to the possible effects of obesity on
memory and learning in different age groups,
based on studies in humans and murine
models. Materials and methods: The following
databases were used for the electronic literature
search: Virtual Health Library, Biological
0000-0003-1927-6798 Google Scholar
0000-0001-6620-2615
Google Scholar
Recibido: Enero 26 de 2023 - Aceptado: Marzo 14 de 2023
Biosalud, Volumen 18 No. 2, Julio - Diciembre, 2019. págs. 81 - 98
DOI: 10.17151/biosa.2018.17.2.1
Biosalud, Volumen 18 No. 2, Julio - Diciembre, 2019. págs. 81 - 98
Claudia Yadira Gómez-Martínez, Orlando Torres-Fernández
ISSN 1657-9550
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Science Database, Biomed Central, Ebsco,
Nature, PubMed, Scielo and Science Direct in
the period 2010-2021. Based on the inclusion and
exclusion criteria and the evaluation of the title
and abstract, the articles to be analyzed for this
review were selected. Results: Obesity generates
alterations on learning and memory in all age
groups, specifically on long-term memory,
spatial memory and working memory, as well
as on the expression of markers associated with
cognitive function, mainly BDNF. This epidemic
produces affectations related to working
memory, attention and school performance,
although these ndings were different in each
study. Additionally, decreased expression of
brain-derived neurotrophic factor (BDNF) has
been reported as well as decreased expression of
other proteins, particularly in the hippocampus,
which are related to cognitive function.
Conclusions: Pregestational and gestational
obesity negatively impact these processes in
the offspring and depending on the age group
originate affectations in neuroplasticity and
in different components of cognitive function.
However, further research is required since
some ndings are contradictory and there is a
lack of information on other related encephalic
areas and the reversibility of these effects.
Key words: obesity, memory, learning, diet,
brain-derived neurotrophic factor, nutritional
physiological phenomena.
INTRODUCCIÓN
El sobrepeso y la obesidad han aumentado
de manera alarmante en las últimas décadas,
afectando a todos los grupos etarios, tanto en
países industrializados como de medianos y
bajos ingresos y especialmente en el medio
urbano, según lo reportan diferentes estudios
epidemiológicos revisados por Greydanus et
al. (1) y Cediel-Giraldo et al. (2). La obesidad
está asociada con una alta causa de mortalidad,
especialmente con un índice de masa corporal
(IMC) > 35 (obesidad II y III) y los costos de
salud en América son 21% más altos en obesos
en comparación con los no obesos (3).
La Organización Mundial de la Salud (OMS)
ha reconocido la obesidad como una epidemia
desde 1997, dado que afecta mundialmente a
todas los grupos de edad, su prevalencia ha
incrementado de manera importante en las
últimas décadas, es un factor de riesgo de otras
patologías crónicas y se considera un grave
problema de salud pública (4-6).
El incremento de este tipo de malnutrición que
también se ha encontrado en los grupos de
primera infancia, escolares y adolescentes, ha
generado una gran preocupación, considerando
la tendencia a seguir con esta problemática
en la edad adulta y el aumento en el riesgo
de presentar otras enfermedades crónicas no
transmisibles desde edades tempranas, debido
al exceso de peso corporal (7,8). Según la OMS,
las principales causas de la alta prevalencia
de obesidad son la alimentación inadecuada
y la baja actividad física, junto con algunos
determinantes estructurales (7,8). Por tanto, la
obesidad ha requerido un estudio continuo y
profundo de su siopatología (9,10).
El aprendizaje y la memoria son procesos
cognitivos unidos que implican cambios en
el sistema nervioso y que están presentes en
la percepción sensorial, las emociones y el
lenguaje (11). El aprendizaje se considera un
proceso de adaptación del comportamiento a
una experiencia (adquisición de conocimiento)
que origina cambios en la conducta y la
memoria se define como la codificación o
registro, conservación o almacenamiento y
evocación o recuperación de la información en
el cerebro (11,12), resultado de una compleja
red de conexiones en estructuras anatómicas
especícas (13).
Se han establecido diferentes clasicaciones
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Efecto de la obesidad sobre la memoria y el aprendizaje
para la memoria, por ejemplo, desde el punto
de vista funcional se ha establecido la memoria
sensorial, a corto plazo (interrelacionada con la
memoria de trabajo) y a largo plazo, esta última
dividida en declarativa (memoria episódica
y semántica) y no declarativa (memoria
procedimental, condicionamiento clásico y
lenguaje no asociativo) (13). Así mismo, se
han atribuido diversos tipos de memoria a
las estructuras anatómicas, implicados en los
procesos cognitivos como es el caso de la corteza
frontal, temporal, parietal y occipital y de la
amígdala, el hipocampo, el cerebelo, la corteza
entorrinal y el putamen (13).
La obesidad induce un proceso inamatorio
que puede afectar la barrera hematoencefálica
y por tanto el funcionamiento cerebral por la
llegada de moléculas proinamatorias al cerebro
(14). En este sentido, es necesario profundizar
en las afectaciones de la obesidad sobre el
crecimiento, el desarrollo y la función cognitiva,
considerando que las edades tempranas son
etapas de crecimiento y desarrollo (2,15),
durante las cuales se lleva a cabo el proceso
formativo y en las que se podrían ejecutar
estrategias seguras de prevención y acciones de
tratamiento costo efectivas para la obesidad, que
contribuyan a la disminución de su prevalencia
en la adultez y que la alteración de procesos
cognitivos pueden ser factores de riesgo de
otras enfermedades metabólicas y del sistema
nervioso en los adultos.
Teniendo en cuenta esta contextualización, el
propósito de esta revisión es describir y analizar
la información cientíca disponible acerca de
los posibles efectos de la obesidad sobre los
procesos de aprendizaje y memoria en diferentes
edades, desde una etapa pregestacional hasta
la adultez, en modelos murinos y en humanos
sin ninguna otra patología asociada; teniendo
en cuenta que es de interés conocer dichos
aspectos para generar alternativas que mitiguen
el impacto de este problema de salud pública en
la calidad de vida de la población.
METODOLOGÍA
Se realizó la búsqueda, selección y revisión
de artículos científicos en tres momentos:
septiembre 2019 - enero 2020, diciembre
2020 - enero 2021 y octubre - diciembre 2022.
La búsqueda se desarrolló en las bases de
datos electrónicas Biblioteca Virtual de Salud,
Biological Science Database, Biomed Central,
Ebsco, Nature, PubMed, Scielo y Science Direct.
Se utilizaron como descriptores: obesity, memory,
learning, cognitive function, diet y BDNF, que
se combinaron utilizando operadores booleanos
AND – OR en las búsquedas realizadas, para
nalmente manejar las siguientes ecuaciones de
búsqueda: Obesity AND memory OR learning
OR cognitive function; Obesity AND diet AND
BDNF; Obesity AND diet AND memory OR
learning OR cognitive function.
Los resultados se filtraron acorde con los
siguientes criterios de inclusión: inicialmente,
se tuvieron en cuenta artículos científicos
experimentales, cohorte y casos y controles
publicados entre los años 2010 y 2021,
que estuvieran en inglés o español y que
tuvieran acceso al texto completo. En segunda
instancia, con base en el título y el resumen,
se excluyeron los estudios que involucraban
comorbilidades asociadas a la obesidad y
enfermedades relacionadas con el sistema
nervioso e intervenciones para tratar efectos
asociados a esta epidemia, tales como síndrome
metabólico, enfermedades cardiovasculares,
metabólicas, Alzheimer u otros tipos de
demencia, tratamientos farmacológicos o
quirúrgicos, depresión u otras afecciones
psicológicas; considerando que, el interés de
esta revisión está en identicar la relación única
y específicamente entre obesidad y función
cognitiva y que patologías asociadas podrían
sesgar las posibles afectaciones en memoria y
aprendizaje que generaría directa y solamente
esta epidemia.
Finalmente, con base en los métodos y
resultados, se incluyeron los estudios que
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incluían población obesa (humanos, ratones y
ratas), dietas hipercalóricas, hipergrasas o altas
en carbohidratos, función cognitiva, memoria
o aprendizaje. Se tuvieron en cuenta algunas
referencias de artículos encontrados para
buscar potenciales estudios de interés. Para
esta revisión se tuvieron en cuenta 63 artículos
con una proporción de 39,7% de estudios en
humanos, 36,5% en ratones y 23,8 en ratas, para
el grupo de edades tempranas los artículos
seleccionados corresponden a estudios en
humanos solamente, según lo encontrado en la
búsqueda realizada.
Resultados
Entre los 63 estudios, 59 determinaron algún
grado de afectación en la función cognitiva,
específicamente en la memoria espacial, la
memoria de trabajo y la memoria a largo
plazo, cuatro artículos cientícos especicaron
mayor afectación en el género femenino (dos
en adultos, uno en adolescentes y uno en
preescolares), siete relacionaron reversibilidad
de las alteraciones relacionadas con un cambio
de dieta y uno contradijo esta recuperación de
las afectaciones.
Efectos sobre la función cognitiva
en hijos o crías de madres con
obesidad, expuestas a dietas altas
en grasa, durante los períodos
pregestacional, gestacional o de
lactancia
Estudios en humanos
Con el objetivo de establecer la asociación
del exceso de peso de la madre, antes del
embarazo, con el desarrollo cognitivo de sus
hijos se han realizado estudios utilizando
escalas de desarrollo cognitivo o modelos de
regresión, encontrando puntajes más bajos en
el desarrollo cognitivo en niños entre 11-22
meses de edad, hijos de madres obesas, así como
el decrecimiento de los puntajes cognitivos
a mayor IMC (16), mientras que al evaluarse
dominios cognitivos específicos en edades
tempranas, sólo se observaron alteraciones en
las habilidades motoras visuales globales en
primera infancia y no afectación en la memoria
visual de prescolares y escolares de madres
con obesidad pregestacional (17). Además, al
corroborar la hipótesis de alteraciones cognitivas
y sociales a causa de la obesidad pregestacional,
a partir de un modelo de regresión de datos
de escolares y adolescentes de 7-14 años, la
obesidad pregestacional de la madre se asoció
con un menor rendimiento escolar y menor
competencia social, deficiencias cognitivas
y sociales que serían más probables que se
presentaran en los niños que en las niñas (18).
Estudios en ratas y ratones
Para obtener mayor evidencia de la posible
afectación de la obesidad pregestacional sobre
la función cognitiva, los modelos murinos y las
ratas han sido un objeto elemental de estudio;
los resultados de pruebas de reconocimiento de
objetos nuevos en ratones de 5 semanas de edad,
hijos de madres alimentadas con dietas altas
en grasas por 12 semanas, fueron indicativos
de deciencias en la memoria a largo plazo y
en la memoria de trabajo, aunque el consumo
de bra durante la gestación protegió a sus
crías del deterioro de la memoria provocado
por la obesidad materna (18), corroborando la
importancia de una alimentación saludable en
el embarazo.
De manera similar por el consumo de una dieta
de cafetería (alta en grasas y azúcares), previo
y durante el embarazo de ratas se afectó la
memoria a largo plazo en la adolescencia y en
la edad adulta de la descendencia masculina
y la expresión génica relacionada con la
actividad neuronal y sináptica en el hipocampo,
particularmente por la mayor concentración
de proteína quinasa activada por mitógeno
(MAPK) en las crías adolescentes, afectación
que en la pubertad se presentó independiente
de la continuidad de las crías con el consumo
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Efecto de la obesidad sobre la memoria y el aprendizaje
de este tipo de alimentación; mientras que la
ingestión de una dieta normal por las crías
logró revertir los efectos en la memoria a largo
plazo en la edad adulta, causados por una dieta
inapropiada (19).
Así mismo, se han identificado deficiencias
en el aprendizaje y memoria por una dieta
materna alta en grasas en ratones adultos y
adultos mayores, puesto que se presentaron
bajos rendimientos en las pruebas de memoria
de referencia, aprendizaje por evitación y en
las funciones de activación sensorial-motora y
en la memoria de trabajo en el adulto mayor,
sin cambios en el adolescente ni en la actividad
locomotora (20).
Otros estudios como el de Sarker et al. (21), en
el que se expusieron ratones hembra a una dieta
alta en grasas durante 9 semanas (3 semanas
antes de la concepción, 3 semanas durante la
gestación y 3 semanas durante la lactancia) y
se evaluaron sus crías por tres generaciones
en la edad adulta, encontraron un aumento en
la adiposidad y alteraciones de la memoria de
trabajo espacial sólo en la tercera generación,
así como afectaciones en la retención del
aprendizaje por evitación o asociativo después
de 24 horas en la primera y segunda generación
y en las funciones de activación sensorial-
motora en mayor magnitud en la segunda y
tercera generación, sin afectación de la actividad
locomotora (21). En similares condiciones de
alimentación para ratas, que además tuvieron
dieta regular o alta en grasas después del destete
en sus crías machos adultos, evidenciaron que
las dietas altas en grasa durante la gestación
y post-nacimiento por un mes afectaron
la adquisición de aprendizaje espacial, la
consolidación y recuperación de la memoria, la
actividad locomotora y la expresión de factor
neurotróco derivado del cerebro (BDNF), y que
la modicación dietaria después del destete no
cambiaba las afectaciones mencionadas (22). En
una evaluación equivalente se logró identicar
que debido a la obesidad materna de ratones
hembra por dieta alta en grasas por seis semanas
antes del apareamiento, durante el embarazo
y la lactancia, las crías también presentaron
alteración del aprendizaje espacial en el ratón
joven (4 semanas de edad) pero no en el adulto
(11 semanas de edad) y además afectación de
la arborización dendrítica del hipocampo y
menor expresión de BDNF (23). Contario a estos
resultados, en crías de ratones hembras con
dieta alta en grasas durante el período prenatal,
gestacional y de lactancia y que recibieron dieta
estándar posterior al destete; encontraron que
sólo hasta los seis meses luego del destete se
presentaba deterioro de memoria, es decir, que
el efecto se observó a largo plazo (24).
Los resultados de los estudios expuestos
evidencian que la obesidad pregestacional y
durante el embarazo tiene un gran impacto
en la función cognitiva de los hijos o crías,
encontrándose afectaciones principalmente en
la expresión de BDNF, en la memoria espacial,
memoria a largo plazo y memoria de trabajo,
aunque con hallazgos diferentes en adolescentes
y adultos y en relación con la mejora de las
afectaciones por modicación dietaria posterior
al destete.
Efectos sobre la función cognitiva
en preescolares y escolares
Estudios en humanos
En análisis de cohorte, la obesidad a los 3
años y entre los 3-5 años afectó las habilidades
visuoespaciales a los 5 años y la capacidad
de lenguaje expresivo, aunque las niñas
obesas tuvieron un mejor desempeño en el
razonamiento verbal (25). Especícamente, el
impacto de la obesidad sobre la memoria por
análisis de regresión lineal múltiple, teniendo en
cuenta la inuencia de variables independientes
como nivel socioeconómico y nivel educativo, se
evidenció en un mayor deterioro de la memoria
de trabajo y de la capacidad de recordar en
las niñas obesas de 8-12 años (26); resultados
similares comprobaron que independiente de
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los indicadores de estilo de vida y composición
corporal de niños de 8 a 11 años, aquellos que
tenían sobrepeso y obesidad presentaron un
menor rendimiento cognitivo, especícamente
menor concentración y menor rendimiento
escolar, en comparación con los de normopeso
(27).
Lo anterior es contradictorio al estudio
multicéntrico de Julvez et al. (28) con niños entre
6-11 años de edad, en el que se encontró que
la ingesta de comida rápida y el hacinamiento
en el hogar se asociaban con puntuaciones de
inteligencia uida más bajas y a la investigación
de cohorte longitudinal de Shapiro et al. (29),
en la cual se evaluó la función cognitiva en
niños de 4-6 años y observaron que el IMC
no se asoció con funciones cognitivas, aunque
los biomarcadores de afecciones en la salud
metabólica (glucosa e insulina) se relacionaron
con menor flexibilidad cognitiva y menor
control inhibitorio en funciones ejecutivas
(habilidades uidas).
Sin embargo, prospectivamente en población
infantil de zonas rurales de China occidental, en
la que se evaluó el desarrollo mental desde los
3 a 24 meses de edad y cognitivo en escolares
de 7-9 años y 10-12 años, a través de la escalas
de desarrollo e inteligencia, se identicaron
cuatro grupos de distintas trayectorias de
desarrollo cognitivo durante los primeros dos
años de vida, en que los niños que comenzaron
con puntuaciones de desarrollo mental por
debajo del promedio y que luego descendieron,
tuvieron las puntuaciones más bajas en las
pruebas de desarrollo cognitivo realizadas en
edad escolar (30).
Las investigaciones realizadas en preescolares
y escolares con obesidad evaluaron diferentes
variables de la función cognitiva, aunque en los
aspectos determinados se encontraron resultados
controvertidos, particularmente al evaluarse
también otras covariables sociodemográcas y
de estilos de vida.
Efectos sobre la función cognitiva
en adolescentes
Estudios en humanos
En la evaluación del efecto de la obesidad sobre
la función cognitiva en la adolescencia, se han
presentado diferentes resultados. Al comparar
adolescentes obesos versus delgados se
identicó que los obesos tenían un rendimiento
académico más bajo (ortografía y aritmética) y
una tendencia a la baja en la memoria de trabajo,
atención, exibilidad mental y en la eciencia
psicomotora, esta última relacionada con la
motricidad na (31). Tee et al. (32) armaron
que en adolescentes con sobrepeso y obesidad
se pueden tener mayores dicultades para evitar
respuestas automáticas irrelevantes, dirigir la
atención y manipular y retener la información,
lo cual sugirió una relación entre obesidad y
función ejecutiva deteriorada en adolescentes
entre 12 y 16 años. Esto último se correlaciona
con los hallazgos en adolescentes obesos y
hospitalizados por 30 semanas que tuvieron
afectaciones en la atención selectiva, en el
sostenimiento de la atención y en la memoria
a corto plazo, condiciones que mejoraban con
la reducción del peso corporal (33). En esta
misma línea, Pearce et al. (34) demostraron
que en adolescentes humanos con obesidad
las alteraciones neuronales funcionales se
presentaban no sólo en regiones del hipocampo
sino también en la corteza cerebral y sugieren
que afectaría no sólo el rendimiento escolar y
adaptativo, sino también el comportamiento
alimentario.
Por otra parte, en relación con el tejido adiposo,
en un estudio que evaluó la asociación de la
grasa visceral con la cognición en adolescentes
entre 12-18 años, Schwartz et al. (35) encontraron
que a mayor grasa visceral se presentaba un
menor rendimiento en el funcionamiento
ejecutivo, en un mayor grado en mujeres. Así
mismo, se ha evidenciado que con la adiposidad
se ha predicho un mayor deterioro de la
87
Efecto de la obesidad sobre la memoria y el aprendizaje
memoria de trabajo y por consiguiente una
mayor actividad inamatoria en niños seguidos
hasta la adolescencia (36).
Estudios en ratas y ratones
En ratones adolescentes con dieta alta en grasas
se determinaron alteraciones de la memoria
cuatro semanas después de consumir este
tipo de dieta, efectos que según los autores
no estuvieron relacionados con la depresión
ni ansiedad que se podrían presentar en la
obesidad (37). Una dieta alta en grasas iniciada
en ratones adolescentes y hasta por 12 semanas
afectó la memoria exible en ratones adultos
(38). En la misma línea, se ha reportado menos
eciencia en las tareas de memoria espacial
cuando iniciaban este tipo de dieta en la
adolescencia (39); inclusive un tiempo corto de
exposición por 7 a 9 días a este tipo de dieta en
ratas macho desde el día postnatal 21 alteró las
funciones del hipocampo, puesto que afectó la
potenciación a largo plazo en CA1 y la memoria
dependiente del hipocampo a largo plazo (40).
En otro estudio con ratones adolescentes, luego
de 6 semanas de consumo de dieta alta en
grasas, se presentó reducción del número de
neuronas positivas para Nissl, disminución de
la expresión del receptor 5-HT1A, aumento de la
expresión de caspasa-3 escindida, disminución
de la regulación de p-CREB y BDNF, aumento
de la expresión de citocinas proinamatorias
y disminución de la expresión de citocinas
antiinamatorias (41). Así se comprobó que
este grupo etario también es vulnerable a estas
alteraciones de aprendizaje y memoria a causa
de la obesidad, demostrado especialmente en las
alteraciones en la atención, memoria de trabajo
y rendimiento escolar y en el aumento en la
expresión de marcadores asociados a apoptosis
y procesos inflamatorios y disminución de
marcadores relacionados con la memoria.
Efectos sobre la función cognitiva
en adultos y adultos mayores
Estudios en humanos
La población adulta ha sido más investigada
en relación con la función cognitiva y la
obesidad. Khade et al. (42) raticaron que los
adultos jóvenes entre 18 y 20 años con IMC
más altos presentaron deterioro cognitivo, en
mayor proporción en mujeres, aunque esto no
fue estadísticamente signicativo. Así mismo,
Coppin et al. (43), al evaluar en adultos jóvenes
el aprendizaje de asociación, el aprendizaje y
la memoria explícita y la memoria de trabajo,
hallaron décits en la memoria de trabajo y en
el aprendizaje de estímulo recompensa en los
adultos obesos, por lo cual los autores sugieren
que se les diculta aprender a evitar resultados
negativos.
Por su parte, Hartanto et al. (44) investigaron
las relaciones bidireccionales entre obesidad,
las funciones ejecutivas y la memoria episódica,
encontrando que un aumento en la obesidad se
asociaba con una disminución en la memoria
episódica en adultos de mediana edad y que
un aumento en la función ejecutiva se asociaba
con una reducción en la obesidad en individuos
relativamente más jóvenes. Lo anterior está en
concordancia con otra investigación en hombres
jóvenes donde se logró identicar que el estado
de peso normal se asocia con una mejor función
ejecutiva al compararse con los de peso no
saludable, y que la memoria de trabajo se veía
más afectada en peso bajo versus exceso de
peso (45).
En el mismo sentido, Syan et al. (46) describieron
décits en la atención, la memoria y la función
ejecutiva en adultos obesos, presentando un
peor desempeño en las pruebas de exibilidad
cognitiva, impulsividad, memoria verbal,
inteligencia uida, comprensión del lenguaje y
vocabulario y destreza psicomotora, así como
en la memoria de trabajo (46). Igualmente, las
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mujeres obesas parecen tener peor memoria de
trabajo que las de peso normal (47) y adultos con
IMC más alto y con menos educación tuvieron
peores rendimientos en las pruebas de memoria
de trabajo (48).
En un estudio con resonancia magnética,
marcadores séricos y expresión génica en
jóvenes con sobrepeso y obesidad, los autores
encontraron que en adultos jóvenes con
sobrepeso y obesidad la reducción de materia
gris se correlacionaba con un aumento de
los niveles séricos de enolasa específica de
neuronas, un marcador de lesión neuronal
en áreas hipocampales bilaterales y áreas
cerebelosas bilaterales, por lo que los autores
especularon que el sobrepeso y la obesidad en
una edad temprana podría contribuir a una
mayor vulnerabilidad de las regiones cerebrales
que albergan la función cognitiva (49).
Por otra parte, a partir de modelos estadísticos,
Karlsson et al. (50) determinaron que a partir
de los 50 años un mayor IMC predecía una
decadencia más acentuada de las capacidades
cognitivas, en mayor medida en el estado mental
(memoria de trabajo, lenguaje y orientación); en
los hombres en comparación con la memoria
episódica y la cognición total y las mujeres,
acorde con los test telefónicos realizados en el
estudio a lo largo de varios años. Cherbuin et
al. (51) establecieron en modelos estadísticos
multinivel, a partir de imágenes de resonancia
magnética, que la población estudiada de 60-64
años presentaba un menor volumen y atroa
del hipocampo proporcional a la severidad de
sobrepeso y obesidad y a lo largo del tiempo.
Estudios en ratas y ratones
Es pertinente mencionar a McLean et al. (52),
quienes estudiaron los efectos de una dieta alta
en grasas sobre la memoria en ratones de 12
semanas de edad y encontraron que este tipo
de dieta genera un aumento de peso y masa
grasa y provoca décits rápidos evidenciados
desde el día 1 en la memoria episódica, espacial
y contextual, sugiriendo posible disfunción
cognitiva en el hipocampo y en las cortezas
postrinal y entorrinal, mientras que no se afectó
la memoria de objetos; así mismo, notaron que
al retomar una dieta baja en grasas se invirtieron
estos décits y se disminuyó el peso corporal.
Por su parte, Rendeiro et al. (53) estudiaron
ratones que a partir de los 29 días postnatales
se alimentaron por 11 semanas con dietas que
remplazaban la sacarosa y el almidón de maíz
con glucosa o fructosa y observaron que había
un aumento de peso corporal mayor en la dieta
de fructosa, pero que no había afectaciones
cognitivas, contrario a lo que se ha visto con
dietas altas en grasas.
Es preciso mencionar otras publicaciones
cientícas con tiempos largos de exposición a
dietas altas en grasas como la de Toyama et al.
(54), quienes describieron que en los ratones
salvajes de dos meses de edad la alimentación
con dieta alta en grasas por 17 y 24 meses
ocasionó deterioro de la función cognitiva,
particularmente en relación con la memoria
de trabajo espacial, aprendizaje y memoria
a largo plazo, evidenciando además lesiones
en la sustancia blanca, como en humanos
(49), disminución de la densidad capilar del
hipocampo, pérdida de neuronas hipocampales
y deterioro del endotelio vascular, sin embargo,
el peso corporal aumento sólo hasta los 15 meses
y después se redujo. Así mismo, Feijo et al. (55)
investigaron ratas Wistar de 3 meses que se
alimentaron con dieta de cafetería sola o con
sodas por 16 semanas y encontraron obesidad,
un mayor aumento de tejido adiposo visceral
y afectación de la memoria de reconocimiento,
determinado por la composición de la dieta y
Fernández-Felipe et al. (56) evaluaron ratones
macho de 35 días posnatales a quienes se les
brindó dieta enriquecida con grasa saturada
e insaturada, logrando corroborar que estas
dietas modulan la memoria de trabajo espacial
y alteran este tipo de memoria a corto plazo
dependiente del hipocampo.
Adicionalmente, la memoria episódica evaluada
89
Efecto de la obesidad sobre la memoria y el aprendizaje
en ratones con dieta alta en grasas registró un
rápido décit, así como la memoria espacial
y contextual, efectos que fueron reversibles
al cambiar a una dieta baja en grasas durante
ocho días junto con una reducción de peso y
masa grasa (52). Fernandes-Bondan et al. (57)
hallaron décits de memoria a corto y largo
plazo, asociada a astrogliosis hipotalámica y a la
del hipocampo en ratas con dieta hipercalórica
de 60 días.
En machos de ratas Wistar alimentados
durante 3 a 9 meses con dieta cetogénica, al
realizarles pruebas de memoria en el laberinto
radial de ocho brazos, demostraron tener
mejor memoria que los alimentados con dieta
normal, dado que los niveles elevados de
cetonas se han correlacionado positivamente
con el rendimiento de la memoria; así mismo,
tuvieron mejores puntajes de comportamiento
y un hipocampo más grande (58). Cuando se
evaluaron diferentes dietas sobre la memoria
dependiente del hipocampo en ratas macho,
en aquellas que tuvieron una dieta alta en
grasa y azúcares (dieta occidental) y glutamato
monosódico se afectó la función del hipocampo
en comparación con animales que recibían
comida estándar del laboratorio (59).
También se han evaluado los mecanismos
moleculares de la expresión génica diferencial
inducida por la dieta occidental en la
microvasculatura del hipocampo de ratones
hembra. Nuthikattu et al. (60) encontraron
que el consumo crónico de este tipo de dieta
generó una regulación molecular integrada de
múltiples niveles de la microvasculatura del
hipocampo, lo cual podría proporcionar uno
de los mecanismos subyacentes a la demencia
vascular, al considerarse que los efectos
metabólicos de la obesidad, probablemente
contribuirían al deterioro cognitivo y la
incidencia de la demencia, según lo describen
estos autores.
Con relación a la memoria espacial, ratones
expuestos a dieta alta en grasas durante 15
semanas, mostraron déficits severos en el
aprendizaje y la consolidación de la memoria
a largo plazo, los investigadores sugieren que
la exposición temprana a la obesidad puede
tener consecuencias en el cerebro a largo plazo
(61). En el mismo sentido, De Luca et al. (62)
demostraron que la sobrealimentación neonatal
de ratas conducía a décits cognitivos a largo
plazo. Por otra parte, ratones alimentados
por ocho semanas con dieta alta en grasas
mostraron afectación del aprendizaje espacial,
que según los autores, podría percibirse antes
del desarrollo de alteraciones metabólicas por
la obesidad (63). Sin embargo, contrario a estos
resultados, una evaluación de la memoria
espacial en ratas macho con ocho semanas de
consumo de dieta alta en grasas no mostró
alteración en este tipo de memoria, aunque si
en el microbioma intestinal (64).
En otro estudio con ratas inducidas a obesidad
por dieta alta en grasas en el que a algunas de estas
se les mantuvo sedentarias y a otras se les realizó
ejercicio, Woo et al. encontraron que las ratas
obesas tuvieron niveles signicativamente más
bajos de expresión de proteínas relacionadas con
la función cognitiva (NGF, BDNF, p38MAPK),
pero el ejercicio y el cambio en la dieta tuvieron
efectos sobre la pérdida de peso y mejoró la
función cognitiva y la plasticidad sináptica (65).
En otra investigación con ratones adultos, la
dieta alta en grasa además de afectar la función
cognitiva también generó una reducción en
la neurogénesis y en los niveles de BDNF y
el receptor quinasa B de tropomiosina (trkB),
así como décit en la señalización de insulina
del hipocampo, la cual está relacionada con el
proceso de neuroplasticidad (66). Igualmente, en
ratas macho al exponerse a dieta alta en grasas
también se evidenció reducción en los nieles de
BDNF (67).
Entre otros estudios en modelos murinos
adultos se encuentran el de Davis et al. (68), en
el cual lograron determinar que una dieta alta
en grasas por 20 semanas en ratones macho
incrementaba la grasa corporal y deterioro
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de la memoria de trabajo y la potenciación a
largo plazo en el hipocampo, especícamente
por la noche, lo cual se podría reversar con
una alimentación restringida en el tiempo.
Así mismo, en ratas adultos machos a las
cuales se les ofreció una dieta alta en grasas
durante cuatro meses que les generó obesidad;
Wahid et al. (69) evidenciaron deterioro de las
capacidades de aprendizaje espacial, alteración
en la retención de memoria en el sexto día de
la prueba, disminución de la neuroplasticidad
del hipocampo (niveles reducidos de ARNm
de BDNF), defecto en la plasticidad sináptica,
activación microglial y afectación de astrocitos
y deterioro de la mielinización.
Por su parte, Leyh et al. (70) estudiaron ratones
macho adultos jóvenes con dieta alta en grasas,
encontrando que ésta genera un aumento
significativo de peso que podría mejorar
con el cambio a una dieta normal; así mismo
y contrario a lo hallado en otros estudios,
observaron que estos ratones obesos con dieta
alta en grasas a largo plazo no presentaron
alteraciones neuroanatómicas en el hipocampo
ni a nivel de aprendizaje y memoria espacial.
Mientras que McFadden et al. (71), quienes
investigaron ratas macho de ocho semanas de
edad que tuvieron una alimentación alta en
grasas por seis semanas y generaron obesidad,
notaron alteración en la memoria espacial y en
la proteólisis en el hipocampo y Zanini et al.
(72) evaluaron el efecto de dieta hipercalórica
por 22 semanas en ratas Wistar hembras
adultos, comprobando un aumento de peso
signicativo y afectación en la consolidación
de la memoria al evaluar el reconocimiento de
objetos, asociado posiblemente al aumento de
peso y a la resistencia a la leptina, según arman
estos autores. En el mismo sentido, Heyward et
al. (73) determinaron en su estudio de ratones
macho alimentados con dieta alta en grasas
que ésta induce obesidad y que esta condición
de malnutrición está muy relacionada con la
alteración de la memoria y Boitard et al. (74)
evidenciaron que se presenta un aumento de
la memoria aversiva en ratones alimentados
con dieta alta en grasas desde el destete hasta
la adultez, pero no se presenta si sólo tuvo esta
dieta cuando eran adultos.
En el mismo grupo etario, ratones alimentados
con dieta alta en grasas experimentaron cambios
en proteínas del hipocampo que pueden ser
reversibles parcialmente al cambiar la dieta,
como la proteína 2 asociada a los microtúbulos
(MAP2), la estamina y las proteínas que regulan
la actina (fascina y proteína 3 relacionada con la
actina), las cuales se relacionan con la memoria
y otras funciones; por lo tanto sugieren que este
tipo de dieta afecta la sinaptogénesis, cognición
y memoria (75). Al considerar que este tipo de
dieta puede generar una disminución de ácido
eicosapentaenoico (EPA) en el cerebro, debido
a una baja disponibilidad o conversión a otros
ácidos grasos, se podría afectar la memoria dado
que en algunos estudios se ha demostrado que
el EPA mejora la memoria espacial en ratas
envejecidas y restaura la potenciación a largo
plazo (76). Por su parte, Hao et al. (77) hallaron
que la obesidad por dieta alta en grasa deterioró
la memoria dependiente del hipocampo y redujo
la potenciación a largo plazo y la expresión
inducida del marcador de activación del
complejo principal de histocompatibilidad II
(MHCII) en la microglía del hipocampo, por
lo cual aseguran estos investigadores, que la
obesidad por esta dieta deteriora la función del
hipocampo de forma reversible. Contrariamente,
independiente de la dieta se presentaron
décits cognitivos espaciales en ratones obesos
envejecidos (78). Es interesante anotar que de
manera similar a los resultados obtenidos con
modelos murinos, también en un experimento
con el pez cebra (Danio rerio), el consumo de
una dieta alta en grasas ocasionó deterioro en
la función cognitiva (79) y especícamente en la
formación de la memoria (80).
Estos resultados en adultos jóvenes y mayores
mostraron afectación en neuroplasticidad,
memoria espacial, memoria episódica, memoria
contextual y memoria a largo plazo, alteraciones
que algunos autores reeren como reversibles
91
Efecto de la obesidad sobre la memoria y el aprendizaje
con un cambio de dieta y reducción de peso
corporal.
Discusión
La obesidad es un problema de salud pública
multicausal, donde la exposición a factores
genéticos y factores ambientales relacionados
con la alimentación juega un papel fundamental.
Dada la alta disponibilidad y accesibilidad
a alimentos ricos en carbohidratos y grasas
saturadas, se ha tendido a la adopción de dietas
altas en grasas o carbohidratos que pueden
inducir obesidad, la cual se ha asociado con
un estado de inamación por la hiperplasia e
hipertroa de los adipocitos (81,82).
Los estudios analizados en esta revisión
temática lograron identicar algún grado de
alteración en la función cognitiva a causa de
la obesidad inducida por dietas altas en grasas
o carbohidratos, coincidiendo en un mayor
impacto y efectos a largo plazo, así como
predisponibilidad a estas afecciones cuando
los individuos se exponen tempranamente
a una inadecuada alimentación; por ello,
se ha afirmado que los descendientes de
madres con dietas altas en grasas tendrían un
mayor riesgo de desarrollar décits cognitivos
que terminarían afectando los procesos de
aprendizaje y memoria en la edad adulta (20).
Esta epidemia se considera una condición
patológica que puede generar neuroinamación
por aumento de citocinas proinflamatorias,
remodelación sináptica, deterioro de
la neurogénesis por reducción del BDNF
y apoptosis neuronal al afectar la barrera
hematoencefálica y generarse un metabolismo
energético disfuncional que termina resultando
en la disminución del ujo sanguíneo y alteración
de la función cognitiva (81,82), condiciones
que sustentan los hallazgos resumidos en este
artículo.
En relación con el aumento de citocinas
proinamatorias, en los estudios que evaluaron
marcadores de inflamación se corroboró un
aumento en su expresión adolescente (41) (36).
El BDNF es una proteína importante en la
supervivencia y diferenciación neuronal
durante el desarrollo y en el adulto sus niveles
se mantienen altos para regular la transmisión
sináptica y la plasticidad. Los mayores niveles se
han reportado en el hipocampo y se ha sugerido
que las experiencias ambientales inuirían en los
niveles BDNF maduros (83). De ahí que en los
estudios revisados se encontró una expresión
disminuida de este marcador en adolescentes y
adultos evaluada en hipocampo y correlacionada
con estilos de vida, especícamente consumo de
dieta alta en grasas y carbohidratos (22,23,41,65-
67,69).
Esta proteína en su forma madura se une
a receptores tirosina quinasa (TrKB) para
promover la supervivencia celular, aumentar la
complejidad espinal y facilitar la potenciación
a largo plazo (LTP), funciones que lo han
asociado con el aprendizaje y la memoria al
considerar que aumenta el almacenamiento de la
memoria al favorecer cambios en la morfología
de las espinas que conducen a la estabilización
de la LTP, aumenta la neurogénesis a través
de cambios en la supervivencia celular y la
proliferación y los cambios en las conexiones
sinápticas favorecen el almacenamiento de la
memoria, asociándolo con memoria a largo
plazo, memoria espacial y reconocimiento
(83). Por tanto, es posible que los hallazgos
en la disminución de la expresión de esta
proteína y de TrKB reportados por los autores
(66) puedan atribuirse a alteraciones de este
mecanismo celular que podría haber afectado:
arborización dendrítica en el hipocampo (23),
potenciación a largo plazo en el hipocampo
(40,68,77), neuroplasticidad (66,69), aprendizaje
o la memoria espacial (22,23,40,54,61,69,71),
consolidación de la memoria (22,69,72),
memoria a largo plazo (16,18,40,54,57,61,75,77)
u ocasionado una pérdida de neuronas (41,54).
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En concordancia con las vías fisiológicas
involucradas en la memoria, el almacenamiento
a largo plazo de la memoria implícita depende
de la vía AMPc-PKA-MAPK-CREB (84), de ahí
que se vea afectada la expresión de p-CREB
(41) y de MAPK y p38MAPK (16,65). En este
mismo sentido, teniendo en cuenta que la
serotonina continúa estimulando sus receptores
y aumentando el AMPc, que activa la protein-
kinasa - PKA, se transloca al núcleo y promueve
factores te trascripción tempranos como el
CREB, induciendo síntesis de nuevas proteínas
(85) para la consolidación de la memoria, en la
revisión se encontró disminución en el receptor
de 5-HT1A (41).
Por otra parte, en relación con la alteración
de las estructuras cerebrales asociadas con la
memoria ejecutiva y memoria a corto plazo se
presentan porque la materia gris, la materia
blanca y el hipocampo son sensibles al aumento
de esas proteínas inamatorias, a las alteraciones
metabólicas y al estrés (81,82).
Una gran parte de los avances científicos
en obesidad y función cognitiva se han
desarrollado en modelos murinos y humanos,
evaluando principalmente desarrollo
cognitivo y psicomotor a partir de pruebas
comportamentales, escalas de desarrollo y de
inteligencia y modelos prospectivos de regresión
lineal. Los resultados presentados no esclarecen
la asociación entre la obesidad materna pre-
gestacional y gestacional y la cognición infantil,
aunque sí evidencian alteraciones en diferentes
tipos de memoria. Casas et al. (16) arman que
el estudio paralelo de marcadores que se asocien
con la adiposidad materna podrían diferenciar
el efecto intrauterino y que la edad en la que
se realicen las pruebas de desarrollo cognitivo
podrían afectar los resultados, por la exposición o
no a nuevos hábitos alimentarios u otros factores
ambientales. También se ha propuesto que los
deterioros cognitivos observados podrían ser
consecuencia de una mayor predisposición a
la obesidad (20) y que estos décits podrían
suceder en varias generaciones mediados por
el linaje paterno (21).
La inclusión de evaluaciones neuroquímicas
permitió explicar la posible causa de los décits
cognitivos en ratones descendientes de madres
con dietas altas en grasa, debido a los niveles
reducidos de aspartato, taurina y glicina en
las regiones hipocampal y prefrontal de la
descendencia y a los cambios estructurales
y la conectividad funcional anormal en el
cuerpo estriado, corteza prefrontal medial
e hipocampo como consecuencia de niveles
reducidos de glutamato y GABA, lo cual se
podría correlacionar con décits de aprendizaje
y memoria (20,21).
En los adolescentes, autores indican que se
requeriría una mayor afectación metabólica
para que se generen cambios estructurales,
advirtiendo que las anormalidades estructurales
del cerebro son reversibles con la pérdida
de peso significativo (86). Sin embargo, las
especificidades de esta afectación aún no
se han esclarecido, considerando que se
han encontrado diversos resultados en los
estudios revisados que reeren décits o no
en la memoria de trabajo, memoria espacial,
aprendizaje, rendimiento escolar y atención.
Estas diferencias podrían explicarse por la
población objeto de estudio (humano o modelo
murino), el tiempo de exposición a dieta alta
en grasas o a la obesidad (22), a la edad de
aplicación de las pruebas que puede evidenciar
un mayor impacto sobre la cognición en
determinados grupos etarios (25) y a las escalas
de desarrollo cognitivo, usadas (16) al no utilizar
pruebas que correspondan adecuadamente a los
procesos cognitivos afectados por la obesidad
(25). También influye la inclusión o no de
variables socioeconómicas (30) y de estilos de
vida, el ambiente embrionario, fetal y postnatal
temprano (22) y las evaluaciones moleculares,
neuroquímicas (21), morfológicas y genéticas,
así como las áreas encefálicas estudiadas.
Por otra parte, de acuerdo con las funciones
señalización de la insulina, su posible
93
Efecto de la obesidad sobre la memoria y el aprendizaje
alteración con la obesidad y su participación
en la modulación de funciones cognitivas, al
considerar que el rendimiento de la memoria
espacial mediada por el hipocampo está
limitado por la disponibilidad de la glucosa (87),
se le ha atribuido una afectación por una mala
salud metabólica, inclusive de por vida (29) y
una posible solución con su administración en
el hipocampo está limitado por la disponibilidad
de la glucosa (87).
En conclusión, los estudios revisados mostraron
afectaciones en menor grado en la memoria
a corto plazo y en mayor magnitud en la
memoria a largo plazo, aunque contradictorias
en algunos casos y en la reversión de las
alteraciones con cambios en la dieta y se
estudiaron principalmente en la edad adulta. Se
encontraron abordajes para realizar seguimiento
al desarrollo cognitivo de manera predictiva,
sin embargo, en un mismo estudio controlado
no incluyeron diferentes áreas encefálicas
relacionadas con memoria y aprendizaje
para evaluar diferentes tipos de memoria, el
grado de afectación teniendo en cuenta diseño
experimental con precisión en tipo de dieta,
tiempo, control con y sin la dieta tratamiento,
pruebas comportamentales, marcadores de
expresión de proteínas relacionadas con estos
procesos, con inamación y los implicados en
los procesos de equilibrio energético, así como
análisis comparativos por sexo y grupos etarios,
variables que podrían afectar el resultado de
la alteración de la función cognitiva a causa
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prevención y tratamiento de la obesidad y sus
efectos en el aprendizaje y la memoria.
Se requiere generar conocimiento para desarrollar
estrategias integrales e interdisciplinarias para
prevenir o mitigar los efectos de la obesidad en
el desarrollo social y académico del preescolar,
escolar y adolescente, grupos etarios que marcan
hábitos, comportamientos y el estado de salud
en la adultez; así como motivar la vivencia diaria
y permanente de estilos de vida saludable en los
adultos y adultos mayores.
Ahora existen nuevas evidencias sobre la
influencia genética y el desequilibrio
neuroendocrino de la obesidad y por ello el
modelo a estudiar con esta patología inducida
por dieta debe ser holístico, en el cual todos
los factores de riesgo interaccionen y se
logre también una comprensión del balance
energético.
Financiación
Dirección de Investigación en Salud Públi-
ca, Instituto Nacional de Salud, Proyecto
CEMIN 14 de 2023.
Conicto de interés
Ninguno declarado
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