LA ACRILAMIDA COMO DISRUPTOR REDOX
DE HORMONAS SEXUALES: MODELADO
CUÁNTICO IN SILICO A PARTIR DE LA EXPOSICIÓN
ALIMENTARIA A ULTRAPROCESADOS
ACRYLAMIDE AS A REDOX DISRUPTOR OF SEX HORMONES:
QUANTUM MODELING FROM ULTRA-PROCESSED FOOD
EXPOSURE
Dr. Manuel González-Pérez
Universidad Tecnológica de Tecamachalco, México
Mauricio Walls Salcedo
Universidade de São Paulo, Brasil
Elí Hernández Jiménez
Centro de Estudios Superiores de Tepeaca, México
Dr. Moisés Briteño Vázquez
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, México
Dra. Gisela Méndez Landini
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, México

pág. 7922
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v9i6.21932
La Acrilamida como Disruptor Redox de Hormonas Sexuales: Modelado
Cuántico in Silico a Partir de la Exposición Alimentaria a Ultraprocesados
Dr. Manuel González Pérez1
m.gonzalez.perez@personal.uttecam.edu.mx
https://orcid.org/0000-0001-8700-2866
Agronomía Sustentable y Protegida
Universidad Tecnológica de Tecamachalco
Enlace SECIHTI-UTTECAM
México
Mauricio Walls Salcedo
mauricio.walls@usp.br
https://orcid.org/0009-0001-3035-6775
Faculdade de Medicina
Universidade de São Paulo - USP
Brasil
Elí Hernández Jiménez
lfrehj@gmail.com
https://orcid.org/0009-0001-1656-2679
Escuela de Medicina
Centro de Estudios Superiores de Tepeaca
(CEST) México
Dr. Moisés Briteño Vázquez
moises.briteño@correo.buap.mx
https://orcid.org/0000-0001-5309-191X
Facultad de Medicina de la Benemérita
Universidad Autónoma de Puebla- BUAP
México
Dra. Gisela Méndez Landini
gisml2491@gmail.com
http://orcid.org/0009-0008-7616-2803
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
Escuela de Estudios Superiores en Medicinas
Alternativas y Complementarias MASHACH
Bariatra, México
RESUMEN
La AAm, compuesta neurotóxica y potencialmente carcinogénica, se forma en alimentos
ultraprocesados ricos en almidón expuestos a altas temperaturas. Su interacción con especies reactivas
de oxígeno (ROS) plantea riesgos redox que podrían alterar la homeostasis hormonal, especialmente en
contextos clínicos sensibles como el envejecimiento. Este estudio tuvo como objetivo explorar,
mediante simulación cuántica y modelado molecular in silico, los efectos redox de la AAm sobre la
estructura, estabilidad y función de las hormonas sexuales testosterona (TTT) y estradiol (ETD). Se
modelaron las estructuras moleculares en 3D y se optimizaron mediante la mecánica cuántica
semiempírica (PM3 y AM1). Se calcularon parámetros como los orbitales HOMO–LUMO, la densidad
electrónica, el potencial redox y los coeficientes de transferencia electrónica. Los resultados revelaron
sitios vulnerables a oxidación en ambas hormonas, con mayor susceptibilidad en la TTT, lo que sugiere
un posible equilibrio redox que podría interferir con su función fisiológica. En contraste, el ETD mostró
una mayor estabilidad electrónica que la AAm. Estos hallazgos respaldan la hipótesis de que la AAm
actúa como un disruptor redox con potencial endocrino diferenciado. La química cuántica permite
anticipar riesgos clínicos y diseñar estrategias preventivas en salud pública, nutrición y envejecimiento
activo.
Palabras clave: acrilamida, alimentos ultraprocesados, hormonas sexuales, química cuántica, redox
1 Autor principal
Correspondencia: m.gonzalez.perez@personal.uttecam.edu.mx

pág. 7923
Acrylamide as a Redox Disruptor of Sex Hormones:
Quantum Modeling from Ultra-Processed Food Exposure
ABSTRACT
Acrylamide (AAm), a neurotoxic and potentially carcinogenic compound, is formed in starchy ultra-
processed foods exposed to high temperatures. Its interaction with reactive oxygen species (ROS) poses
redox risks that may disrupt hormonal homeostasis, particularly in clinically sensitive contexts such as
aging. This study aimed to explore, through quantum simulation and in silico molecular modeling, the
redox effects of AAm on the structure, stability, and function of the sex hormones testosterone (TTT)
and estradiol (ETD). Molecular structures were modeled in 3D and optimized using semi-empirical
quantum mechanics (PM3 and AM1). Quantum parameters, including HOMO–LUMO orbitals,
electron density, redox potential, and electron-transfer coefficients, were calculated. The results
revealed oxidation-prone sites in both hormones, with testosterone showing greater susceptibility to
redox disruption, suggesting a quasi-equilibrium state that may impair its physiological function. In
contrast, estradiol exhibited higher electronic stability against AAm. These findings support the
hypothesis that AAm acts as a redox disruptor with underestimated endocrine potential. Quantum
chemistry provides a predictive framework for anticipating clinical risks and informing preventive
strategies in public health, nutrition, and active aging.
Keywords: acrylamide, ultra-processed foods, sex hormones, quantum chemistry, redox
Artículo recibido 10 diciembre 2025
Aceptado para publicación: 10 enero 2026

pág. 7924
INTRODUCCIÓN
La AAm es un compuesto tóxico que se genera durante el procesamiento térmico de alimentos ricos en
carbohidratos, especialmente en productos fritos, horneados y asados (Assefa et al., 2025; Cheng et al.,
2025; Nagata et al., 2019). Un amplio cuerpo de investigación, como la revisión sistemática de Wang
et al. (2022), confirma que la AAm se forma en alimentos ultraprocesados y constituye un riesgo
toxicológico significativo. Desde su identificación en alimentos en 2002, ha despertado creciente
preocupación en salud pública por su amplia presencia en la dieta y su posible impacto endocrino y
oncogénico (Ferreira et al., 2025; González-Pérez, 2015).
Estudios recientes han documentado asociaciones entre la exposición a AAm y alteraciones
hormonales, particularmente en mujeres premenopáusicas y posmenopáusicas. Wang et al. (2023)
reportaron que niveles elevados de aductos de hemoglobina de AAm (HbAA) se correlacionan con
aumentos de testosterona total y libre, mientras que su metabolito glicidamida (HbGA) mostró
asociaciones negativas con la globulina fijadora de hormonas sexuales (SHBG). Por esta razón, la
complejidad de sus efectos requiere una evaluación continua, como la propuesta por Koszucka et al.
(2020), quienes revisaron exhaustivamente el metabolismo y la toxicidad de la AAm, enfatizando su
papel como posible agente disruptor endocrino.
En contextos gestacionales, Nagata et al. (2019) observaron que una mayor ingesta materna de AAm se
asocia con niveles elevados de estradiol en la sangre del cordón umbilical, lo que sugiere una posible
interferencia en la programación endocrina fetal. Además, Zou et al. (2025) identificaron dianas
moleculares relevantes en el cáncer endometrial mediante bioinformática y acoplamiento molecular,
reforzando el vínculo entre AAm y disrupción hormonal.
Aunque estas evidencias son significativas, los mecanismos redox que explican cómo la AAm altera la
estructura y la función de las hormonas sexuales aún no se comprenden por completo. En este contexto,
la química cuántica y el modelado molecular in silico permiten explorar las interacciones orbitales y
energéticas entre AAm, especies reactivas de oxígeno (ROS) y biomoléculas endocrinas como la
testosterona y el estradiol. Este artículo propone una aproximación integrativa basada en la simulación
cuántica para analizar el impacto redox de la AAm sobre las hormonas sexuales, con énfasis en su
relevancia clínica para adultos mayores y poblaciones vulnerables.

pág. 7925
METODOLOGÍA
Este estudio se desarrolló mediante una aproximación in silico basada en simulación cuántica y
modelado molecular, con el objetivo de explorar los efectos redox de la AAm sobre las hormonas
sexuales testosterona (TTT) y estradiol (ETD). La metodología se estructuró en cinco etapas
complementarias.
En primer lugar, se seleccionaron y modelaron las estructuras moleculares de AAm, TTT y ETD en
formato tridimensional. Las geometrías fueron optimizadas mediante mecánica cuántica semiempírica,
utilizando los métodos PM3 y AM1 implementados en el software HyperChem (Pérez, 2025; Pérez et
al., 2025; Pérez et al., 2014).
En la segunda etapa, se simularon las interacciones redox entre la AAm y las hormonas seleccionadas,
evaluando su reactividad y su potencial de oxidación frente a especies reactivas de oxígeno (ROS).
Posteriormente, se calcularon los parámetros cuánticos fundamentales: orbitales de frontera HOMO
(Highest Occupied Molecular Orbital) y LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital), densidad
electrónica, gap energético HOMO–LUMO, potencial redox y distribución de carga parcial. Estos
valores permitieron identificar sitios vulnerables a oxidación en las estructuras hormonales.
La cuarta etapa consistió en un análisis conformacional y energético, en el que se evaluaron las
alteraciones estructurales inducidas por la interacción con AAm y ROS. Se analizaron los cambios en
la energía total, la estabilidad conformacional y la geometría molecular de TTT y ETD.
Finalmente, los resultados cuánticos se contrastaron con evidencia epidemiológica reciente sobre la
exposición a AAm y las alteraciones hormonales (Wang et al., 2023; Nagata et al., 2019; Ferreira et al.,
2025). A partir de esta integración, se propuso una matriz de riesgo redox–endocrino orientada a
poblaciones vulnerables, como adultos mayores y mujeres embarazadas.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Caracterización molecular
La caracterización cuántica molecular permite descifrar la arquitectura íntima de una molécula, más
allá de lo que el ojo humano o el microscopio puede revelar. Mediante métodos computacionales
basados en la mecánica cuántica, se calculan propiedades como la distribución electrónica, los orbitales
moleculares, la energía de enlace y los modos vibracionales.

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Esta información no solo describe cómo es una molécula, sino también cómo se comporta, cómo
reacciona y qué potencial tiene en contextos biológicos, farmacológicos o ambientales. Es, en esencia,
una radiografía matemática del alma molecular.
Figura 1. Modelo molecular de la AAm en representación de tipo bola y varilla. Los átomos se codifican
por color: carbono (C) en cian, oxígeno (O) en rojo, nitrógeno (N) en azul e hidrógeno (H) en blanco.
En la figura 1 se observa la disposición espacial de los grupos funcionales: una amida terminal (–
CONH₂) y un doble enlace carbono-carbono característico del grupo vinilo, lo que confiere a la
molécula su reactividad química y su relevancia toxicológica.
Figura 2. Representación tridimensional del orbital molecular de mayor energía ocupada (HOMO) de
la AAm.
La figura 2 muestra la distribución espacial del orbital de valencia sobre la estructura molecular,
destacando las regiones de mayor densidad electrónica mediante mallas coloreadas. Las mallas magenta
y verde representan las fases del orbital HOMO, lo que evidencia la conjugación entre el grupo vinilo
y la amida, clave para la reactividad nucleofílica de la molécula.

pág. 7927
Figura 3.
Visualización tridimensional del orbital molecular de menor energía desocupado (LUMO) de la AAm.
La figura 3 muestra la distribución espacial del orbital de aceptación electrónica sobre la estructura
molecular. Las mallas magenta y verde indican las fases del LUMO, lo que evidencia la localización
preferente sobre el doble enlace vinílico y el grupo carbonilo. Esta configuración sugiere una alta
susceptibilidad a interacciones electrofílicas, clave en procesos de adición y reactividad redox.
Interacciones redox cuánticas entre AAm y testosterona, tabla 1. Análisis de la estabilidad electrónica,
del equilibrio molecular y del riesgo endocrino.
La tabla 1 presenta los parámetros electrónicos de cuatro interacciones moleculares entre AAm
(AAm) y testosterona (TTT), organizadas en 11 columnas. Las interacciones 1 y 2 corresponden a
reacciones redox puras, mientras que las interacciones 3 y 4 representan combinaciones redox cruzadas.
Las columnas incluyen
▪ HOMO y LUMO (eV): Energías de los orbitales ocupados y desocupados.
▪ BP (eV): banda prohibida, calculada como la diferencia entre los valores absolutos de HOMO y
LUMO.
▪ δ⁻ y δ⁺ (eV/a0): Densidades electrónicas negativas y positivas.
▪ PE (eV/a0): Potencial electrostático.
▪ CTE (a₀): Coeficiente de transferencia de electrones, obtenido como BP/PE.
Las interacciones puras muestran extremos opuestos del espectro electrónico: AAm como límite inferior
y TTT como límite superior. Las combinaciones redox revelan valores intermedios casi idénticos, lo
que sugiere un equilibrio molecular entre ambas sustancias.

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Tabla 1. Resultado de los cálculos cuánticos de la AAm y la TTT
N Nombre Agente
eductor
Agente
Oxidante
HOM
O
(eV)
LUM
O
(eV)
BP
(eV)
δ−
(eV/a0)
δ+
(eV/a0)
PE
(eV/a0)
CTE
(a0)
1 AAm AAm AAm -9.766 -0.016 9.750 -0.147 0.143 0.290 33.620
2 TTT TTT TTT -10.053 -0.065 9.988 -0.129 0.117 0.246 40.602
3 AAm vs. TTT AAm TTT -9.766 -0.065 9.701 -0.147 0.117 0.264 36.746
4 TTT vs. AAm TTT AAm -10.053 -0.016 10.037 -0.129 0.143 0.272 36.900
Interpretación cuántica y clínica
La interacción 1 (AAm pura) representa el límite inferior del pozo cuántico, con menor energía del
HOMO y menor CTE, lo que indica una alta estabilidad electrónica. En contraste, la interacción 2 (TTT
pura) se ubica como límite superior, con mayor polarización y capacidad de transferencia, lo que sugiere
menor estabilidad. Esta diferencia establece un gradiente energético entre ambas moléculas.
Sin embargo, en las interacciones combinadas (3 y 4), los valores de BP, IP y CTE son casi idénticos,
lo que indica un equilibrio redox cuántico entre AAm y TTT. Este equilibrio puede ser clínicamente
problemático, ya que podría inhibir la función fisiológica de la testosterona, al mantenerla en un estado
de resonancia electrónica con la AAm. Tal interacción sostenida podría interferir con las rutas
hormonales, favorecer estados intermedios reactivos y aumentar el riesgo redox-endocrino en pacientes
expuestos.
Figura 4. Visualización de los orbitales HOMO y LUMO de las moléculas AAm y TTT, con
distancias electrónicas cruzadas en unidades de radio Bohr. Se presenta superposición cuántica en
TTT.

pág. 7929
La figura 4 muestra las visualizaciones de los orbitales HOMO y LUMO de las moléculas AAm y TTT,
representadas mediante superficies de isovalor superpuestas a modelos moleculares tipo bola-y-varilla.
Se indican las distancias electrónicas entre los orbitales correspondientes en unidades de radio de Bohr,
destacando las interacciones cruzadas entre HOMO y LUMO de ambas especies. Estas distancias
permiten inferir la proximidad electrónica y la posibilidad de transferencia de carga entre los orbitales
de Valencia, en el marco de la Teoría del Enlace de Valencia (TEV) y de modelos vibracionales
análogos a resortes moleculares.
Desde una perspectiva vibracional, las distancias orbitales pueden interpretarse como longitudes de
resortes que median la interacción electrónica. Un resorte más corto implica mayor energía potencial y
menor energía cinética vibracional, favoreciendo una interacción más fuerte. En este caso, la menor
distancia (36.746 a₀) entre el HOMO de AAm y el LUMO de TTT sugiere una ligera preferencia por
AAm como agente reductor y TTT como agente oxidante. Sin embargo, la diferencia con la interacción
inversa es mínima, lo que indica un sistema de transferencia electrónica en quasiequilibrio químico, con
posibilidad de reversibilidad y resonancia electrónica compartida.
Otra observación es que la TTT presenta superposición cuántica entre sus orbitales de valencia
HOMO y LUMO (ambas nubes electrónicas se superponen en los mismos átomos). Este fenómeno de
superposición genera en la TTT un comportamiento similar al de un ácido orgánico de cadena corta;
por lo tanto, puede formar micelas o membranas de doble capa.
Tabla 2. Resultado de los cálculos cuánticos de la ETD y la TTT
N Nombre Agente
Reductor
Agente
Oxidante
HOMO
(eV)
LUMO
(eV)
BP
(eV)
δ−
(eV/a0)
δ+
(eV/a0)
EP
(eV/a0)
CTE
(a0)
1 Estradiol ETD ETD -8.872 0.338 9.210 -0.082 0.182 0.264 34.88
2 AAm AAm AAm -9.766 -0.016 9.750 -0.147 0.143 0.29 33.620
3 Estradiol
vs. AAm ETD AAm -8.872 -0.016 8.856 -0.082 0.143 0.225 39.358
4 AAm vs.
Estradiol AAm ETD -9.766 0.338 10.104 -0.147 0.182 0.329 30.711
La Tabla II presenta los resultados de los cálculos cuánticos de la ETD y la TTT, bajo la misma
descripción metodológica que la Tabla I. Destaca particularmente la interacción 4, en la cual el ETD
actúa como agente oxidante frente a la AAm, que, a su vez, se comporta como agente reductor. Esta
interacción supera el límite inferior observado en la interacción 1 (ETD puro), lo que sugiere que la
AAm ejerce un efecto menos perjudicial sobre el estradiol que sobre la TTT.

pág. 7930
La figura 5 representa las interacciones electrónicas entre las orbitales fronteras del estradiol (ETD) y
la AAm, visualizadas como pozos cuánticos que delimitan la probabilidad de transferencia de carga.
Las distancias entre HOMO y LUMO de ambas moléculas permiten inferir la accesibilidad energética
y espacial para el intercambio de carga.
Figura 5. Diagramas de orbitales de frontera entre ETD (estradiol) y AAm (AAm), mostrando las
distribuciones de HOMO y LUMO y sus resortes de vibración (en unidades de Bohr, Å).
La interacción 4 (ETD como oxidante y AAm como reductor) muestra una distancia HOMO–LUMO
de 30.711 a₀, menor que la del estradiol puro (34.884 a₀ en la interacción 1). Esta reducción sugiere una
mayor proximidad cuántica entre los orbitales activos, lo que facilita la transferencia de carga y
estabiliza la interacción. En consecuencia, la AAm no representa una amenaza electrónica significativa
para el estradiol, en contraste con su efecto sobre la TTT, donde las distancias y potenciales son menos
favorables.
Figura 6. Comparación de los pozos cuánticos entre TTT vs. AAm) y ETD estradiol vs. AAm,
representando los radios CTE en función del fondo energético de cada pozo. Las zonas de interacción
débil, media y fuerte están codificadas en colores.

pág. 7931
Comparación
Las gráficas de pozos cuánticos permiten visualizar la eficiencia de transferencia de carga entre los
sistemas TTT–AAm y ETD–AAm. En el caso de TTT, el valor de CTE alcanza 40.62 a₀, ubicándose
en la zona de interacción fuerte, mientras que la AAm presenta un fondo de 33.89 a₀, lo que indica una
alta susceptibilidad del TTT a procesos de oxidación. En contraste, la interacción ETD–AAm muestra
valores más equilibrados (ETD: 34.884 a₀; AAm: 33.689 a₀), situándose en una zona de interacción
media, con menor profundidad cuántica y menor CTE. Esta diferencia sugiere que el estradiol mantiene
una mayor estabilidad electrónica que la de la AAm, lo que refuerza la hipótesis de que su reactividad
es menor que la de la TTT.
DISCUSIÓN
La tabla 3 presenta un resumen de las referencias consultadas, que indica el riesgo clínico de la AAm
en cada grupo poblacional.
Tabla 3. Matriz de Riesgo Redox–Endocrino por Exposición a AAm
Grupo
Poblacional
Vía de Exposición
Principal
Hormonas
Afectadas
Mecanismo
Redox
Propuesto
Evidencia Cuántica
(in silico)
Riesgo Clínico
Potencial
Adultos y
adultos
mayores
Dieta rica en
alimentos
ultraprocesados
(papas fritas,
cereales inflados,
pan tostado)
Testosterona
total y libre
Oxidación de
enlaces C=C y
grupos
cetónicos por
ROS inducidos
por AAm
Disminución de
estabilidad
conformacional y
aumento de
reactividad orbital
HOMO【
Simulación propia】
Disminución de
masa muscular,
alteración de
libido, riesgo
metabólico
Mujeres
embarazadas
Ingesta de AAm
durante gestación
(panes, galletas,
café tostado)
Estradiol y
estriol (cordón
umbilical)
Interferencia en
la señalización
estrogénica
fetal por estrés
oxidativo
Alteración
energética y
desplazamiento de
densidad electrónica
en estradiol【
Simulación propia】
Riesgo de
programación
endocrina alterada,
impacto en
neurodesarrollo
fetal
General (ambos
grupos)
Exposición
ambiental
(inhalación en
cocina, contacto
dérmico)
SHBG,
testosterona,
estradiol
Formación de
aductos y
oxidación
indirecta por
ROS
ambientales
Vulnerabilidad de
sitios polares y
aromáticos en
hormonas sexuales
【Simulación propia
】
Disrupción
hormonal
subclínica, riesgo
acumulativo

pág. 7932
Las referencias consultadas refuerzan la validez de los cálculos cuánticos realizados, al vincular la
exposición a la AAm con mecanismos redox que afectan la estabilidad hormonal y electrónica del
estradiol y la TTT. Estas fuentes permiten contextualizar los resultados in silico en un marco
toxicológico, endocrino y computacional de alta relevancia clínica.
Los estudios de Wang et al. (2023) y Nagata et al. (2019) aportan evidencia de que la AAm puede
inducir estrés oxidativo mediante especies reactivas de oxígeno (ROS), lo que afecta los enlaces C=C
en hormonas como la testosterona y el estradiol. Esta interferencia redox se refleja en los cálculos
cuánticos presentados en las Tablas 2 y 3, donde se observa una disminución de la afinidad de unión
del HOMO y una alteración de los potenciales electrostáticos (PE), especialmente en poblaciones
vulnerables como adultos mayores y mujeres embarazadas. Por su parte, Li et al. (2025) y Cheng et al.
(2025) destacan el uso de la química computacional para modelar interacciones moleculares en sistemas
biológicos, y validan el enfoque de pozos cuánticos y de matrices de riesgo aplicado en este trabajo.
Finalmente, Zou et al. (2025) complementan la interpretación al señalar que la AAm puede formar
aductos con proteínas hormonales, lo que concuerda con la vulnerabilidad de los sitios de unión
simulados y el riesgo clínico potencial de disrupción endocrina subclínica. En conjunto, estas
referencias consolidan la hipótesis de que la AAm representa un riesgo redox-endocrino diferenciado
según el tipo de hormona y el contexto poblacional, siendo menos agresiva para el ETD que para la
TTT, como lo demuestran los cálculos de CTE, BP y EP.
Para mitigar este riesgo para la salud pública, se requieren estrategias preventivas basadas en evidencia,
incluida la reducción de la ingesta de AAm en la dieta. En este sentido, un estudio relevante es el de
Mesías et al. (2025), que monitoreó la AAm en cereales para el desayuno y evaluó el impacto de las
reformulaciones del mercado, lo que ofrece un camino práctico para reducir la exposición. 16
CONCLUSIONES
Objetivo
Explorar, mediante simulación cuántica y modelado molecular in silico, los efectos redox de la AAm
sobre la estructura, la estabilidad y la función de las hormonas sexuales testosterona (TTT) y estradiol
(ETD). Se cumplió.

pág. 7933
Hipótesis
Es probable que la AAm interaccione con los AA del cuerpo humano en forma redox (óxido-reducción)
Tesis. Hipótesis comprobada.
LA AAm, sí, interacciona con los AA del cuerpo humano, pero lo hace en equilibrio dinámico.
Corolario
Se encontró que las interacciones AAm-AA en equilibrio pueden causar muchos problemas de salud a
corto y largo plazo.
Futuras investigaciones.
Este estudio puede extrapolarse a otras hormonas, tanto sexuales como no sexuales, tanto femeninas
como masculinas.
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