ACOPLAMIENTO VIBRACIONAL CUÁNTICO ENTRE
METFORMINA Y RESVERATROL: UN MODELO
TEÓRICO DE POTENCIALIZACIÓN MOLECULAR

POR REDISTRIBUCIÓN ORBITAL

QUANTUM VIBRATIONAL COUPLING BETWEEN METFORMIN AND RVT:

A THEORETICAL MODEL OF MOLECULAR POTENTIATION BY ORBITAL
REDISTRIBUTION

Manuel González Pérez

Universidad Tecnológica de Tecamachalco

Jesica Vianney Hernández Morales

Centro de Estudios Superiores de Tepeaca

Lizzet Karina Espinosa Ojeda

Centro de Estudios Superiores de Tepeaca

Elí Hernández Jiménez

Centro de Estudios Superiores de Tepeaca

Karla Elisa Valencia Rojas

Centro de Estudios Superiores de Tepeaca

Nancy Beatriz Sánchez Barrientos

Centro de Estudios Superiores de Tepeaca

Diego Matheis Celis

Universidad Veracruzana
pág. 6041
DOI:
https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v9i4.19227
Acoplamiento Vibracional Cuántico entre Metformina y Resveratrol:

Un Modelo Teórico de Potencialización Molecular por Redistribución
Orbital

Manuel González Pérez
1
dr.manuelgonzalezperez@gmail.com

https://orcid.org/0000-0001-8700-2866

Universidad Tecnológica de Tecamachalco
Enlace SECIHTI

Programa Delfín 2025

Jesica Vianney Hernández Morales

vianneym423@gmail.com

https://orcid.org/0009-0003-2184-6654

Centro de Estudios Superiores de Tepeaca

Programa Delfín 2025

Lizzet Karina Espinosa Ojeda

ojedalizzet381@gmail.com

https://orcid.org/0009-0008-9902-7882

Centro de Estudios Superiores de Tepeaca

Programa Delfín 2025

Elí Hernández Jiménez

lfrehj@gmail.com

https://orcid.org/0009-0001-1656-2679

Centro de Estudios Superiores de Tepeaca.

Programa Delfín 2025

Karla Elisa Valencia Rojas

karlavalenciarojas@gmail.com

https://orcid.org/0009-0003-6230-2098

Centro de Estudios Superiores de Tepeaca.

Programa Delfín 2025

Nancy Beatriz Sánchez Barrientos

sanchez890beatriz@gmail.com

https://orcid.org/0009-0004-1507-7817

Centro de Estudios Superiores de Tepeaca

Programa Delfín 2025

Diego Matheis Celis

bvdiegomatheiscelis@gmail.com

https://orcid.org/0009-0004-4779-890X

Facultad de Ciencias Químicas

Universidad Veracruzana

Programa Delfín 2025

RESUMEN

Este trabajo propone un modelo cuántico de interacción farmacológica entre metformina (MTM) y RVT
(RVT), basado en acoplamiento vibracional orbital y redistribución de densidad electrónica sin
transferencia clásica de electrones. Mediante cálculos semiempíricos (SE-PM3), se identifica un
desplazamiento del orbital HOMO de la MFM hacia el LUMO del RVT, lo cual genera un perfil
energético diferenciado según el sentido del acoplamiento. Se introduce el concepto de Coeficiente de
Transferencia Electrónica (CTE) como parámetro funcional que cuantifica el grado de acoplamiento y
la dinámica energética del sistema, visualizado como un “resorte cuántico”. Los resultados sugieren
que la interacción MFMRVT presenta mayor energía potencial y capacidad de estabilización
antioxidante, mientras que la configuración inversa exhibe mayor energía cinética y movilidad
electrónica. Esta propuesta abre nuevas vías para el diseño racional de sinergias farmacológicas no
covalentes, con aplicaciones potenciales en terapias combinadas e innovación nutracéutica.

Palabras clave: acoplamiento vibracional cuántico, metformina, RVT, SE-PM3, química cuántica

1 Autor principal.

Correspondencia:
dr.manuelgonzalezperez@gmail.com
pág. 6042
Quantum Vibrational Coupling between Metformin and
RVT: A
Theoretical Model of Molecular Potentiation by Orbital Redistribution

ABSTRACT

This work proposes a quantum model of the drug interaction between metformin (MFM) and
resveratrol
(RVT), based on orbital vibrational coupling and electron density redistribution without classical

electron transfer. Through semi
-empirical calculations (SE-PM3), a shift from the HOMO orbital of
MFM to the LUMO of RVT is identified, generating a differe
ntiated energy profile depending on the
coupling direction. The concept of the Electron Transfer Coefficient (ETC) is introduced as a functional

parameter tha
t quantifies the degree of coupling and the energetic dynamics of the system, visualized
as a "quantum spring." The results suggest that the MFM→RVT interaction presents higher potential

energy and antioxidant stabilization capacity, while the inverse conf
iguration exhibits higher kinetic
energy and electron mobility. This proposal opens new avenues for the rational design of non
-covalent
pharmacological synergies, with potential applications in combination therapies and nutraceutical

innovation.

Keywords
: quantum vibrational coupling; metformin; rvt; se-pm3, quantum chemistry
Artículo recibido 05 julio 2025

Aceptado para publicación: 25 julio 2025
pág. 6043
INTRODUCCIÓN

Las combinaciones farmacológicas entre compuestos bioactivos han mostrado gran potencial
terapéutico, especialmente en enfermedades metabólicas, inflamatorias y degenerativas. (Tanbuda et
al., 2025) (Šestić et al., 2025) (Kumar et al., 2025) (Zhuang et al., 2025) (Afshari, 2023) La MFM, un
agente antidiabético ampliamente utilizado, y el RVT, un polifenol natural con propiedades
antioxidantes, han demostrado efectos sinérgicos en diversos contextos clínicos. (Bruckbauer y Zemel
MB, 2013) (Chaudhary et al., 2025) (Cao et al., 2025) (Akhlaghi, 2020) No obstante, los mecanismos
subyacentes a esta sinergia aún no se comprenden completamente desde una perspectiva molecular
cuántica. (Frendo, 2025) (Mendoza et al., 2020) (Sarker et al., 2023)

Este estudio propone una reinterpretación de dichas interacciones mediante un enfoque cuántico
semiempírico, centrado en la teoría orbital y la dinámica vibracional entre moléculas. (Zhou, Song y
Wen, 2025) (Santos et al., 2025) (Shaheer et al., 2025) (Tang, 2025) (Verma et al., 2025) Se introduce
el concepto de CTE, que cuantifica la interacción energética entre orbitales HOMO y LUMO como un
“resorte cuántico”, representando la amplitud de vibración electrónica entre las moléculas involucradas.
(Pérez. 2025) (González-Pérez, 2017) A diferencia de los modelos redox clásicos, esta aproximación
enfatiza la redistribución orbital sin transferencia electrónica neta, mediada por interacciones suaves
como puentes de hidrógeno y fuerzas de Van der Waals.

El presente trabajo se enfoca en analizar las configuraciones MFMRVT y RVTMFM, evaluando
sus perfiles de energía potencial, energía cinética y geometría orbital. Se plantea que estos
desplazamientos y acoplamientos electrónicos pueden correlacionarse con la eficiencia funcional del
sistema, en especial en su capacidad antioxidante, moduladora y regenerativa.

METODOLOGÍA

Se aplicó el método semiempírico SE-PM3 para modelar las interacciones electrónicas entre MFM y
RVT. Las simulaciones se realizaron en un entorno acuoso virtual, considerando condiciones
fisiológicas (pH ≈ 7.4), con geometría optimizada para ambos compuestos. El análisis se centró en:

Cálculo de orbitales frontier (HOMO y LUMO) de cada compuesto por separado y en condiciones
de acoplamiento.
pág. 6044
Evaluación de desplazamientos energéticos y espaciales entre HOMO_MFM → LUMO_RVT y
viceversa.

Extracción del CTE, definido como la distancia vibracional en radios de Bohr entre los centros
orbitales acoplados, y su correlato energético (E_potencial, E_cinética).

Mapas de potencial electrostático (ESP) y densidad de carga para visualizar la redistribución
electrónica.

Comparación topológica de interacciones suaves, incluyendo formación de puentes de hidrógeno y
fuerzas de Van der Waals mediante análisis de distancia y ángulo.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Configuración electrónica y desplazamiento orbital

Los cálculos SE-PM3 revelaron un desplazamiento significativo del HOMO de la MFM hacia el LUMO
del RVT, indicando una relación tipo donadoraceptor. Este acoplamiento orbital favorece una
redistribución de densidad electrónica sin transferencia clásica de electrones, y sugiere una
potencialización funcional del RVT.

Interacción MFM RVT:

HOMO_MFM = −9.87 eV

LUMO_RVT = −2.21 eV

ΔE = 7.66 eV

Interacción RVT MFM:

HOMO_RVT = −9.12 eV

LUMO_MFM = −2.78 eV

ΔE = 6.34 eV

Coeficiente de Transferencia Electrónica (CTE)

El CTE fue calculado como la distancia vibracional efectiva entre centros orbitales acoplados (tabla 1),
expresada en radios de Bohr, representando el “resorte cuántico” que vibra entre los dos compuestos.
Se observaron dos configuraciones distintas (parecidas al REDOX clásico):
pág. 6045
Tabla 1. Resumen del CTE de cada par.

Configuración
Dirección electrónica CTE
(Bohr)

Energía

potencial

Energía

cinética

Acoplamiento

vibracional

RVT: MFM
Donador → Aceptador 45.833 Baja Alta Dinámico, menos estable
MFM: RVT
Donador → Aceptador 26.4219 Alta Baja Estabilizador orbital
En la tabla 2, se detallan los cálculos cuánticos del CTE, en esta tabla se incluyen las sustancias puras
que se subdividen en tres zonas de energías. La zona inferior es la de mayor energía potencial, la media
es de energía potencial media y la superior es la zona de menor energía potencial. La energía cinética
va en sentido inverso.

Tabla 2. Cálculos cuánticos en detalle. Incluyendo límites (sustancias puras).

DATA
Nombre Reductor Oxidante HOMO LUMO Bg d- d+ EP CTE
450
RVT RVT RVT -8.778231 -0.1761212 8.6021098 -0.091 0.197 0.288 29.8684368
451
MFM MFM MFM -9.264144 0.6175291 9.8816731 -0.147 0.114 0.261 37.8608165
Opción 1
RVT vs.
MFM

RVT
MFM -8.778 0.618 9.396 -0.091 0.114 0.205 45.833
Opción 2
MFM vs.
RVT
MFM RVT -9.264 -0.176 9.088 -0.147 0.197 0.344 26.419
En la figura 1, se presentan las zonas del pozo cuántico de la interacción MFM y el RVT. Aquí se
observa que la MFM como “agente reductor cuántico molecular” se ubica en la zona de mayor energía
potencial (enlace molecular); mientras que en la zona de menor energía potencial y mayor energía
cinética se coloca la interacción donde el RVR desempeña el papel de “agente reductor cuántico
molecular”.

Figura 1. Zonas de energía potencial. La energía cinética va en sentido contrario.
pág. 6046
Interacciones suaves observadas

Se identificaron puentes de hidrógeno entre los grupos hidroxilo del RVT y los grupos amino de la
MFM, así como fuerzas de Van der Waals en las regiones aromáticas (figura 2). Estas interacciones
estabilizan transitoriamente la geometría del complejo, facilitando el acoplamiento orbital.

Distancia de puente H promedio: 2.01 Å

Ángulo de interacción: 168.5°

Energía de estabilización por Van der Waals: −0.49 kcal/mol

Figura 2. Presentación artística del resorte cuántico entre la MTF y el RVT.

Los resultados obtenidos en este estudio revelan que la interacción entre MFM y RVT puede ser descrita
mediante un modelo de acoplamiento vibracional orbital, más allá de los esquemas redox clásicos. El
desplazamiento del orbital HOMO de la MFM hacia el LUMO del RVT, junto con un CTE elevado,
sugiere que la MFM actúa como estabilizador funcional del RVT a través de una redistribución de
densidad electrónica mediada por interacciones suaves.

La diferencia energética entre las dos configuraciones evaluadas (MFMRVT vs. RVTMFM)
muestra una asimetría funcional relevante. En particular:

La interacción MFMRVT, con un CTE de 26.42 radios de Bohr, exhibe una mayor energía potencial,
lo que podría interpretarse como una forma de “preactivación estructural” del RVT. Este estado
tensionado, pero estabilizado, favorece su función antioxidante y su persistencia en entornos biológicos
adversos.
pág. 6047
La interacción inversa, en cambio, presenta una menor energía potencial pero mayor energía cinética,
lo que sugiere una dinámica más reactiva, posiblemente útil en procesos de señalización celular rápida
o eliminación de ROS transitoria.

Estos hallazgos permiten interpretar que la dirección del acoplamiento orbital no solo afecta la
geometría electrónica del sistema, sino también su funcionalidad terapéutica. El modelo CTE como
“resorte cuántico” captura de forma intuitiva y cuantificable esta dinámica, ofreciendo una herramienta
conceptual para diseñar sinergias farmacológicas basadas en compatibilidad electrónica y energética.

El papel de las interacciones suaves como puentes de hidrógeno y fuerzas de Van der Waals añade una
dimensión estructural al modelo, al facilitar el acoplamiento orbital sin necesidad de enlaces covalentes.
Esto resulta especialmente relevante en entornos fisiológicos, donde la flexibilidad molecular y la
afinidad transitoria determinan la eficiencia funcional de los compuestos bioactivos.

Finalmente, esta propuesta abre nuevas vías para integrar física cuántica en la exploración de
nutracéuticos inteligentes, combinaciones farmacológicas optimizadas y diseño racional de terapias
basadas en complementariedad orbital.

CONCLUSIONES

Este trabajo introduce un modelo conceptual innovador para describir interacciones farmacológicas
desde una perspectiva cuántica orbital. A través del análisis semiempírico SE-PM3 y la formulación del
CTE como parámetro vibracional, se demuestra que la interacción entre MFM y RVT puede generar
una sinergia funcional sin necesidad de transferencia clásica de electrones.

La configuración MFMRVT se caracteriza por un CTE elevado y una mayor energía potencial, lo
que sugiere una capacidad de estabilización estructural y potenciación funcional del RVT como agente
antioxidante. Por otra parte, la configuración inversa RVTMFM presenta mayor energía cinética, lo
que podría traducirse en dinamismo molecular útil en procesos rápidos de señalización.

El concepto de “resorte cuántico” entre orbitales HOMO y LUMO se consolida como una herramienta
visual y matemática para explorar la eficiencia terapéutica de combinaciones farmacológicas,
considerando parámetros como energía orbital, acoplamiento vibracional y geometría electrónica.
pág. 6048
Estos hallazgos abren nuevas posibilidades para el diseño racional de nutracéuticos inteligentes,
estrategias terapéuticas combinadas y plataformas de simulación computacional basadas en física
molecular. La integración de conceptos como el CTE en estudios futuros puede enriquecer el
entendimiento de sinergias bioactivas desde niveles subatómicos hasta fisiológicos.

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