Introducción. La responsabilidad de cuidar de un paciente con enfermedad de Alzheimer (EA) puede generar alteraciones en la salud del anciano cuidador. Es importante investigar los factores que influyen en la presencia de sobrecarga para crear estrategias de enfrentamiento. En este contexto, los objetivos del presente estudio fueron investigar las relaciones entre parámetros psiconeuroinmunológicos y determinar los predictores de la sobrecarga de cuidado en ancianos cuidadores de pacientes con EA. Material y métodos. Un total de 30 cuidadores de pacientes con EA, participantes del Programa de Cinesioterapia Funcional e Cognitiva em Idosos com Doença de Alzheimer (PRO-CDA), de Rio Claro (SP, Brasil) fueron evaluados para estimar los parámetros psiconeuroinmunológicos. Se utilizó el análisis estadístico descriptivo, correlación de Pearson y regresión lineal múltiple. Resultados Los cuidadores presentaron un promedio de edad de 71,3 (± 9,3) años, y la gran mayoría eran parientes de primer grado. La sobrecarga de cuidado se relacionó con los síntomas depresivos (r = 0,60; p < 0,001), desgaste del cuidador (r = 0,68; p < 0,001) y perturbaciones neuropsiquiátricas del paciente con EA (r = 0,53; p < 0,001). El análisis de regresión apuntó los síntomas depresivos y perturbaciones neuropsiquiátricas como predictores de la sobrecarga de cuidado. Conclusión La sobrecarga de cuidado es asociada e influida por parámetros relacionados con el sufrimiento psíquico del cuidador y características inherentes a la EA. Así, es importante buscar estrategias e implementar programas de carácter no farmacológico para ofrecer soporte a los ancianos cuidadores, para que puedan auxiliar en el tratamiento del paciente con EA, buscando mejorar la salud holística de esta población.