neurofisiología espasticidad

7/23/2019 neurofisiología espasticidad

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La espasticidad es un trastorno motor caracte-rizado por un aumento dependiente de velocidaddel tono muscular, con reflejos de estiramientoexagerados, que resulta de un procesamiento anor-mal de las aferencias espinales.1,2 La espasticidades una alteración presente en el síndrome de lamotoneurona superior, como consecuencia de lesio-nes de las vías corticofugas, y es una manifesta-ción frecuente de ictus, esclerosis múltiple,traumatismos cerebrales, lesiones de la médulaespinal y otras afectaciones del sistema nerviosocentral (SNC).

El síndrome de neurona motora superior cursacon síntomas negativos, como paresia, pérdida dedestreza y fatiga rápida, y síntomas positivos, queincluyen espasticidad, espasmos flexores, disto-nía, hiperactividad de reflejos cutáneos y autonó-

micos. Desde un punto de vista clínico, esfrecuente que estos diferentes signos positivos seconsideren integrantes de la espasticidad,3 lo queproduce cierta confusión ya que estos síntomaspueden existir independientemente y no compar-ten la misma fisiopatología. De hecho, los pacien-tes con paresia espástica presentan muchasvariaciones sindrómicas, dependiendo de la regióndel SNC lesionada y del tipo de lesión.

La espasticidad es un ejemplo relevante decambios plásticos que ocurren a nivel espinal

tras lesiones centrales, y el conocimiento de susmecanismos fisiopatológicos puede aportar cla-ves importantes hacia su tratamiento efectivo.

Las principales alteraciones subyacentes a la es-pasticidad son el aumento del tono contráctilmuscular y la hiperactividad de los reflejos mio-táticos espinales, debidos bien a la liberación delcontrol descendente o bien como adaptación delos reflejos a la falta de control supraespinal.4 Lahiperexcitabilidad refleja se desarrolla a lo largode meses tras la lesión central primaria e impli-ca mecanismos de adaptación en la circuiteríaneuronal espinal caudal a la lesión. Lo que no es-tá claro es el significado funcional de la espasti-cidad ni su papel en los movimientos voluntarios.De hecho, la espasticidad podría ser beneficiosaen algunas situaciones; por ejemplo, la espastici-dad que presenta la extremidad inferior en pa-cientes hemiplégicos favorece la locomoción. Encontraste, la espasticidad que estos mismos pa-

cientes sufren en la extremidad superior dificul-ta el uso funcional de la mano afectada. Por otrolado, los tratamientos antiespásticos actuales,que principalmente intentan reducir la retroali-mentación sensorial que reciben las motoneuro-nas, también pueden afectar a la función motoraresidual de los pacientes. Por lo tanto, el trata-miento de la espasticidad debe plantearse cui-dadosamente, sobre todo en pacientes conespasticidad moderada o leve y cierto grado defuncionalidad remanente. En este capítulo se re-

visan las bases generales de la neurofisiologíadel control motor y los principales mecanismosfisiopatológicos relacionados con la espasticidad.

Neurofisiologíade la espasticidad

Capítulo 1

Xavier Navarro Acebes

Esther Udina Bonet



NEUROFISIOLOGÍA DEL CONTROL MOTOR

Los músculos esqueléticos son los órganosefectores que permiten el mantenimiento de la

postura y la realización de los movimientos. Loscentros de control del movimiento y la postura es-tán localizados a diferentes niveles del SNC, si-guiendo una organización jerárquica. El esquemaglobal de los sistemas de control motor (Fig. 1-1)indica una visión cooperativa, además de jerárqui-ca, entre los distintos niveles de control, con bu-cles de procesamiento de información entre córtexy centros subcorticales para la regulación conjun-ta de la actividad de las motoneuronas espinalesque inervan la musculatura esquelética.5,6 Ade-

más, la información sensorial y la acción motoraestán íntimamente ligadas. Las influencias senso-riales sobre la motricidad tienen lugar por circui-tos locales (reflejos espinales) y por circuitoslargos que llegan a nivel cerebral.

Motoneuronas y unidades motoras

Las motoneuronas se agrupan en columnaslongitudinales en la lámina IX medular, a nivel delas astas anteriores. Cada columna de motoneuro-nas que inervan un músculo constituye el núcleo

motor de dicho músculo. Los núcleos motores delos músculos de las extremidades se localizan enla región lateral e intermedia del asta anterior,mientras que aquellos que proyectan a músculos

axiales lo hacen en la región medial e intermedia.Las motoneuronas envían sus axones por las raícesanteriores y los nervios periféricos para ramificar-se dentro del músculo correspondiente.

El conjunto de una motoneurona, su axón y to-das las fibras musculares que inerva constituyeuna unidad motora, que es la unidad básica de ac-ción motora. Existe una correspondencia entre eltipo de motoneurona y el tipo de células muscu-lares que inerva, distinguiéndose:

• Unidades motoras S: con fibras musculares

de tipo I, que efectúan contracción lenta, depoca fuerza y resistente a la fatiga.

• Unidades motoras FR: con fibras muscularesde tipo IIa, de contracción rápida pero resis-tente a la fatiga.

• Unidades motoras FF: con fibras muscularesde tipo IIb, rápidas y fácilmente fatigables.

Cada músculo está constituido por unidadesmotoras de distintos tipos según su función. Elgrado de contracción muscular depende del núme-ro y tipo de unidades motoras que se activen porunidad de tiempo. El incremento de fuerza de con-

2 E VALUACIÓN CLÍNICA Y TRATAMIENTO DE LA ESPASTICIDAD

Figura 1-1. Organización esquemática de las estructuras neurales de control motor.

Córtex asociativo

Córtex premotor

TálamoCerebelo G basales

Plan motor

Programas motores

Órdenes de ejecución

Ejecución

I n f o r m a c i ó n s e n s o r i a l

Córtex motor

Tronco del encéfalo

Médula espinal

Músculos



tracción de un músculo viene dado por la activa-ción progresiva de unidades motoras, siguiendo unorden de tamaño de menor a mayor, y que, a suvez, van aumentando su frecuencia de excitación.

Es el fenómeno de reclutamiento de unidades mo-toras.7 El reclutamiento ordenado se debe a dife-rencias en la excitabilidad de las motoneuronas.

Reflejos motores espinales

Reflejo miotático o de estiramiento

El reflejo miotático, monosináptico, tiene porfunción el mantenimiento de la longitud adecuadade cada músculo. Cuando se estira un músculo,los receptores sensoriales de los husos muscula-

res, situados en paralelo a las fibras musculares,se excitan y transmiten impulsos por las fibras afe-rentes hacia la médula espinal, donde sinaptanexcitatoriamente con las motoneuronas homóni-mas, despolarizándolas (Fig. 1-2). Los impulsoseferentes causan la contracción refleja del múscu-lo estirado, con lo que éste se acorta.

Las terminaciones primarias (fibras Ia) de loshusos musculares presentan una respuesta de tipodinámico; son los receptores responsables del re-flejo miotático, que excitan de forma rápida e in-

tensa a las motoneuronas . Las terminacionessecundarias (fibras II) tienen una respuesta estáti-ca, importante cuando el músculo es sometido aestiramientos prolongados o lentos, ya que consi-guen un aumento del tono contráctil prolongado.Las aferencias II hacen conexiones oligosinápticassobre las motoneuronas, a través de interneuronas IIexcitatorias. Las fibras aferentes, además, hacensinapsis colaterales con interneuronas inhibitoriasIa y II, que van a conectar con motoneuronas anta-gonistas, de manera que se produce la relajación

del músculo antagonista.Las motoneuronas inervan las fibras muscu-

lares intrafusales, constituyendo un mecanismo deservoayuda de la contracción muscular. Al activar-se las motoneuronas , se contraen las fibras in-trafusales con lo que aumenta la ganancia de losreceptores sensoriales del huso. Existen dos tiposde motoneuronas : dinámicas y estáticas. Lasmotoneuronas dinámicas inervan las fibras muscu-lares intrafusales en bolsa nuclear, de forma quecuando producen su contracción se aumenta la

respuesta dinámica de los husos musculares. Porsu parte, las motoneuronas estáticas, que prima-riamente causan la contracción de las fibras intra-

fusales en cadena nuclear, incrementan la res-puesta estática pero tienen poco efecto sobre larespuesta dinámica del reflejo de estiramiento.

Reflejo tendinosoEl reflejo tendinoso controla la tensión de los

músculos durante el movimiento. Su finalidad esevitar variaciones bruscas y súbitas de la tensiónque los músculos realizan sobre sus puntos de in-serción durante el movimiento. La tensión, gene-rada por contracción o por estiramiento intenso, escaptada por los receptores tendinosos de Golgi.Los receptores, situados en serie con el músculo,

NEUROFISIOLOGÍA DE LA ESPASTICIDAD 3

Figura 1-2. Representación de los reflejos espinales deestiramiento fásico (aferentes Ia) y tónico (aferentesII), y del reflejo tendinoso (aferentes Ib).

Husomuscular

Ia

MN

+

++

+

+ –

–

MN

++

+–

MN

II

Ib

Husomuscular

Órgano de Golgi

MN: motoneurona



se excitan ante aumentos de tensión, con una do-ble respuesta: dinámica y estática. Los receptoresexcitados envían impulsos por fibras aferentes Ib ala médula, donde sinaptan con interneuronas Ib

que a su vez inhiben a las motoneuronas delmúsculo homónimo (Fig. 1-2). En consecuencia,se produce una reducción de la tensión muscular.En paralelo, para colaborar con esta acción, se in-duce la contracción del músculo antagonista. Laexcesiva tensión inducida en un músculo espásticoconduce, en cierto momento, a la excitación inten-sa de los receptores tendinosos, que determinauna relajación súbita del músculo; es el denomi-nado reflejo en navaja.

Reflejos de retirada El reflejo de retirada se puede desencadenar

por una gran variedad de estímulos externos, perosobre todo por estímulos dolorosos. Las fibras afe-rentes nociceptivas (III y IV) sinaptan con inter-neuronas en el asta posterior medular, ubicadasprincipalmente en las láminas II y III de Rexed y,a través de varias interneuronas, influyen sobre lasmotoneuronas ipsi y contralaterales. A nivel seg-mentario, los estímulos dolorosos provocan excita-ción de las motoneuronas que inervan músculosflexores ipsilaterales e inhibición de las que iner-van los músculos extensores ipsilaterales, provo-cando un reflejo flexor. Además, son capaces deactivar circuitos contralaterales, desencadenando

el reflejo extensor cruzado. En animales espinali-zados, los impulsos aferentes pueden irradiar asegmentos medulares diversos, consiguiendo acti-var a las motoneuronas correspondientes a extre-

midades de otro nivel, produciendo respuestasmotoras contrarias (o en espejo) a las del nivelsegmentario de la estimulación. En conjunto, elreflejo de retirada representa una reacción reflejade huida, con participación de todas las extremi-dades. En el sujeto intacto, la influencia de loscentros de control superiores limita la expresióndel reflejo de retirada al reflejo flexor. En casos delesiones de vías corticoespinales, la respuesta re-fleja queda liberada y se puede expresar en formacompleta. El reflejo de retirada supone una rutina

elemental espinal que determina el patrón de lo-comoción, constituyendo la base del generador depatrón central medular.

Interneuronas espinales

La integración de órdenes supraespinales porlas diversas vías descendentes, de señales aferen-tes segmentarias y de señales propioespinales es-tá regulada por un complejo de interneuronas yredes espinales. Estas interneuronas actúan comocentros de integración premotoneuronal, más quecomo simples relevos. La actuación del conjuntode interneuronas espinales (Tabla 1-1) sirve asípara modular la excitación de las motoneuronas,


Tabla 1-1

Características de distintos tipos de interneuronas espinales que participan en el control motor

Interneurona Transmisor Inputs Outputs

IN Ia Glicina Supraespinales, MN antagonistas,

IN Renshaw, red locomotora IN Ia antagonistas

IN presináptica Ia GABA Reticuloespinales Aferentes Ia antagonistas

IN II (excitadora) ? Ia y II, propioespinales MN flexoras

IN II (inhibidora) ? Ia y II, propioespinales MN extensoras

IN Ib Glicina Ib, Ia, cutáneas (excitatorias), MN sinérgicas,

supraespinales (inhibitorias) IN Ib

IN Renshaw Glicina, GABA MN, supraespinales MN sinergistas,

IN Ia

IN: interneuronas; MN: motoneuronas; GABA: ácido gamma-aminobutínico



principalmente con carácter inhibitorio. Las alte-raciones en su actividad se encuentran implicadasen la fisiopatología de la espasticidad. Los princi-pales tipos de interneuronas son:

• Interneuronas inhibitorias Ia: reciben conexio-nes sinápticas de aferencias Ia de los husosmusculares, de aferencias cutáneas y de víascorticoespinales. Su excitación provoca lainhibición de las motoneuronas antagonistas(inhibición recíproca), de forma que reducela posibilidad de que la musculatura antago-nista se coactive primariamente o en res-puesta al estiramiento cuando la musculaturaagonista se contrae y se acorta.

• Interneuronas II: las aferencias de tipo II de

los husos musculares influyen en las respues-tas reflejas a través de vías di- o trisinápticas,con intervención de interneuronas II espina-les. Éstas reciben también entradas de afe-rencias Ia, así como modulación inhibitoriade vías reticuloespinales.

• Interneuronas inhibitorias Ib: reciben sinapsisde aferencias de los órganos de Golgi, cutá-neas y articulares. Inhiben las motoneuronasde músculos sinergistas al movimiento (inhibi-ción no recíproca o autogénica), pudiendo con-

tribuir al freno del movimiento. Su actividaddepende del estado motriz.

• Interneuronas de inhibición presináptica: lainhibición presináptica axo-axónica es me-diada por el ácido gamma-aminobutínico(GABA) y reduce la cantidad de transmisor li-berado por las terminaciones sensoriales a ni-vel de la médula. Diferentes tipos deinterneuronas median la inhibición presi-náptica de aferentes Ia, Ib y II, de formaque permiten el control de los diferentes

circuitos reflejos. Las interneuronas impli-cadas en la inhibición presináptica Ia pre-sentan una actividad tónica, regulada porvías descendentes.

• Interneuronas de Renshaw: reciben sinapsisexcitatorias de colaterales axonales de lasmotoneuronas y envían sus axones de formarecurrente a inhibir las mismas motoneuro-nas y las sinergistas. Además, ejercen unaacción inhibitoria sobre las interneuronas Ia.La inhibición de Renshaw favorece la activi-

dad de las motoneuronas que intervienen enel movimiento sobre las relacionadas con lapostura.

• Interneuronas de los reflejos flexores: la exci-tación de diversas aferentes, de tipo II, III yIV, musculares, cutáneas y articulares pro-mueve respuestas reflejas de flexión. Éstas

dependen de circuitos polisinápticos, con di-ferentes subgrupos de interneuronas capacesde producir los componentes temprano y tar-dío del reflejo.

Aunque el papel y la nomenclatura de las in-terneuronas espinales se ha asociado primaria-mente a su implicación en alguno de los circuitosreflejos, la mayor parte recibe conexiones de va-rias vías aferentes y descendentes, y participa endiversas actividades motoras durante el movimien-to voluntario y la locomoción.8

Córtex cerebral motor

El córtex motor tiene como funciones dar lasórdenes para la ejecución de movimientos volunta-rios, de precisión y complejidad variable, y el con-trol y modulación de los programas motores deniveles subcorticales y espinales. Se compone de4 áreas:

• Área motora primaria (MI), en la circunvolu-ción precentral, presenta una distribución so-

matotópica contralateral (homúnculo motorde Penfield), en la que cada columna corticalenvía sus axones descendentes a controlar laactividad de un núcleo motor espinal deter-minado. A través de las vías corticoespinales,envía las órdenes de realización de movi-mientos voluntarios precisos, mediante lacontracción de uno o pocos músculos. Laintensidad y fuerza del movimiento están enrelación con la frecuencia y el patrón de ex-citación de las neuronas corticales.

• Área motora posrolándica (SI), en la circun-volución posrolándica, está implicada en laintegración sensoriomotora de la acción mo-tora, interviniendo en guiar espacialmente elmovimiento hacia el objeto.

• Área motora suplementaria (SMA), situada enla cara interna del hemisferio frontal, por en-cima y delante del área primaria. Presentauna representación musculotópica poco di-ferenciada y bilateral. Tiene un papel im-portante en la programación de la secuencia

de movimientos complejos, preferentemen-te de la mano, y en la ejecución de programasde movimiento.




• Área premotora (PMA), por delante del áreaMI, presenta una regionalización de zonasque integran programas motores complejos,como las áreas responsables de la formación

de palabras (área de Broca), de los movi-mientos oculares, de movimientos manualeso de movimientos cefálicos.

El córtex motor recibe conexiones de: áreas so-matosensoriales, córtex visual y auditivo, hemisfe-rio contralateral, núcleos talámicos, que aportaninformación táctil y propioceptiva, y proyeccionesdel tálamo que aportan influencias del cerebelo yde los ganglios basales.

Por su parte, el córtex motor envía sus eferen-cias a través del tracto corticoespinal, que a nivel

bulbar se divide en el fascículo corticoespinal la-teral, que baja por la médula contralateralmente,y el fascículo corticoespinal anterior, que descien-de ipsilateral para cruzarse a nivel cervical o torá-cico. Las fibras corticoespinales del fascículolateral van a controlar las motoneuronas de múscu-los de las extremidades, mientras que las del fas-cículo anterior lo hacen sobre la musculaturaaxial. El tracto corticobulbar finaliza en los nú-cleos motores de los pares craneales situados enel tronco del encéfalo. De las mismas áreas corti-

cales surgen también fibras descendentes que co-nectan con núcleos motores subcorticales, de loscuales se originan los fascículos extrapiramidales(Fig. 1-3).

Las fibras nerviosas corticoespinales actúansobre las motoneuronas espinales, tanto como ,principalmente a través de interneuronas, aunqueen primates una proporción sinapta directamentesobre las motoneuronas, particularmente para elcontrol de movimientos finos de las extremidades.Así, las vías descendentes influyen en la función

motora espinal de dos maneras: pueden comandarla actividad de las motoneuronas para la realizaciónde movimientos voluntarios y pueden facilitar oinhibir los circuitos reflejos espinales. La acción so-bre las eferentes ayuda en el mantenimiento de laactividad excitatoria de los receptores de los husosmusculares y, de esta forma, contribuye por vía delbucle -motor a la excitación de las motoneuronas en la producción del tono muscular.

Núcleos motores del tronco encefálico

Existen 3 estructuras en el tronco encefálicoque dan origen a tractos motores que actúan sobre

las motoneuronas espinales: núcleo rojo, núcleosvestibulares y formación reticular (Fig. 1-3).

Núcleo rojo

Por su parte rostral parvocelular se interconec-ta con la oliva inferior y el cerebelo, mientras quepor su parte caudal magnocelular recibe vías deentrada del córtex motor y de núcleos cerebelosos.Envía el fascículo rubroespinal que desciende porla médula espinal relacionado con el fascículo cor-ticoespinal lateral, y va a influir sobre las moto-neuronas de músculos de las extremidades.Constituye una conexión entre córtex motor y mo-toneuronas espinales con escala sináptica en elnúcleo rojo.

Los grupos de neuronas del núcleo rojo y de laformación reticular pontina y bulbar presentan unaactividad bioeléctrica rítmica durante la locomo-ción. Constituyen un generador de patrón centralde la marcha. Las secuencias locomotoras que ge-neran son automáticas y están reguladas por co-nexiones descendentes del córtex motor.

Núcleos vestibulares

Los núcleos vestibulares reciben señales pro-cedentes de receptores vestibulares, cerebelo, for-

mación reticular y núcleo cuadrigémino superior.El principal tracto descendente es el fascículo ves-tibuloespinal (lateral, procedente del núcleo deDeiters), cuyas fibras tienen un efecto excitadorsobre las motoneuronas de la musculatura axialextensora e inhibidor sobre las de la musculaturaflexora, por lo que contribuyen a la contracciónpostural antigravitatoria.

Formación reticular

Las neuronas reticulares proyectan, tanto por

vías ascendentes como descendentes, a casi la to-talidad de estructuras del SNC realizando nume-rosas escalas sinápticas. Las aferencias a laformación reticular proceden de: córtex sensorio-motor, ganglios basales, cerebelo (núcleo fastigio),hipotálamo, complejo vestibular, vías sensorialesde receptores musculares y cutáneos.

Las neuronas de la porción pontina envían susaxones por el fascículo reticuloespinal anterior,que tiene un efecto activador de las motoneuronasextensoras, mientras que las neuronas de la por-

ción bulbar inhibir las motoneuronas extensoras-por el fascículo lateral. En conjunto, terminan enlas astas anteriores, más densamente en las par-




tes mediales (núcleos de músculos axiales y proxi-males). La formación reticular interviene en elmantenimiento de la postura erecta y del equili-brio en movimientos que afectan a múltiples mús-culos.

Las fibras descendentes de los núcleos moto-res troncoencefálicos terminan a nivel espinal si-naptando sobre neuronas internunciales de lasláminas VI a VIII de Rexed.

Los comandos provinientes de los centros su-periores no sólo se encargan de dar ordenes espe-cíficas a las motoneuronas, sino que tambiénpueden modular la excitabilidad intrínseca de és-tas. Los tractos aminérgicos descendentes provi-

nientes del núcleo del rafe (serotoninérgico) o delceruleus (noradrenérgico) controlan el grado de ex-citabilidad de las motoneuronas espinales me-diante la apertura de receptores metabotrópicosque activan canales de calcio y sodio dependen-dientes de voltaje que provocan corrientes internasy persistentes (PIC, persistant inward currents ) ca-paces de amplificar la respuesta de las motoneu-ronas a los impulsos sinápticos excitadores. Comolos tractos monoaminérgicos del tronco del encé-falo son muy dependientes del comportamiento y

el arousal , se sugiere que, en situaciones donde seactiven estos tractos (por ejemplo, en situacionesde estrés), sólo serán necesarios impulsos sinápti-

cos moderados en las motoneuronas espinales paraque se desarrollen grandes fuerzas musculares.9

FISIOPATOLOGÍA DE LA ESPASTICIDAD

Alteraciones supraespinales

Las neuronas motoras superiores envían fi-bras, tanto excitadoras como inhibidoras, quedescienden por la médula espinal para controlarla actividad de las motoneuronas espinales, delas neuronas premotoneuronales y de los reflejosespinales. Las vías supraespinales incluyen lasvías corticoespinales (o piramidales) y las vías

cortico-troncoespinales. Estudios en animaleshan demostrado que las lesiones puras de la víacorticoespinal producen déficit motores leves (sín-drome piramidal puro), pero no desencadenanespasticidad o hiperactividad muscular. El sín-drome de la motoneurona superior, con sus fenó-menos negativos y positivos, está debido en granmedida a la disfunción de las vías corticotronco-espinales, con contribución de las vías corticoes-pinales de forma más importante en primates yhumanos.10,11

Experimentos históricos realizados por Magounet al. y Sprague et al.12,13 demostraron que la rigi-dez de descerebración y la espasticidad dependían


Figura 1-3. Principales vías descendentes supraespinales que controlan la actividad de las motoneuronas espinales.

Córtex motor

FR pontina

Motoneuronas espinales y

Músculos

FR bulbarNúcleo Rojo

F. RubroEF. RetE

lat (–)F. RetEant (+)

F. VE lat(+)

Distales Distales Axiales Axiales

F. CE

ant

F. CE

lat

(+) (–) (–)

N. vestibulares



no sólo de la abolición de influencias supraespina-les inhibitorias, sino también de otras vías descen-dentes facilitadoras de las respuestas reflejasespinales. El principal tracto que inhibe la activi-

dad refleja espinal es el fascículo reticuloespinallateral, que se origina en la formación reticularbulbar (Fig. 1-3) y desciende por el funículo late-ral, próximo al fascículo corticoespinal lateral. Portanto, las lesiones que afecten a esta zona causa-rán con frecuencia disfunción mixta piramidal yreticuloespinal. La región bulboreticular inhibito-ria recibe influencias de córtex cerebral motor, dellóbulo anterior del cerebelo y de los ganglios basa-les. Las vías excitadoras también se originan en eltronco del encéfalo. La principal es el fascículo re-

ticuloespinal medial, procedente de la región pon-tina de la formación reticular, mientras que elfascículo vestibuloespinal no parece tan importan-te en la producción de espasticidad.

El hecho de que exista un sistema equilibra-do de inhibición y excitación, y de que las víasdescendentes se sitúen en diferentes áreas de lamédula espinal ofrece explicaciones a las varia-ciones en el patrón clínico y en la fisiopatologíade la espasticidad de origen medular o cerebralen función del nivel de lesión de la motoneurona

superior.14

La formación reticular bulbar está bajoun continuo control facilitador del córtex motor,que, por tanto, aumenta las órdenes de inhibicióndel tono muscular hacia la médula espinal en pa-ralelo a las órdenes de actividad motora volunta-ria. Una lesión de las fibras corticobulbares, anivel del córtex o de la cápsula interna, elimina es-ta facilitación cortical, conduciendo a una leve re-ducción de las influencias inhibitorias y unasupremacía de las excitatorias a nivel espinal. Porotro lado, la lesión espinal que afecta al funículo

lateral, pero no al medial, dejará la actividad me-dular distal completamente desinhibida, originan-do importante espasticidad e hiperreflexia. Enlesiones completas de la médula espinal, los cir-cuitos reflejos espinales pierden todo el control su-perior, tanto inhibidor como excitador, y devienenhiperactivos a la estimulación.

En cuanto a la contribución del córtex cerebralmotor, parecen existir influencias diversas según lasáreas motoras.10 Así, las lesiones experimentales de-limitadas al córtex precentral resultan en parálisis

flácida contralateral, acompañada de hipotonía e hi-porreflexia. Por su parte, las lesiones confinadas alárea 6 determinan espasticidad sin notable parálisis.

Cambios de las motoneuronas espinales

Existen evidencias experimentales y clínicas deque la excitabilidad de las motoneuronas espinales

se ve modificada tras lesiones supraespinales y es-pinales. Tras lesiones espinales experimentales, laganancia del reclutamiento de unidades motorasaumenta, de forma que todas las motoneuronasexhiben un patrón de descarga propio de las moto-neuronas de bajo umbral.15 En consecuencia, au-menta el número de unidades motoras activadaspara una reducida señal descendente.

Por otro lado, las motoneuronas pueden modu-lar su grado de excitabilidad mediante la mayor omenor activación de canales de sodio y calcio per-

sistentes, que a su vez están modulados por lostractos monoaminérgicos descendentes (Fig. 1-4).La activación de estos canales explica los fenóme-nos de potenciales en meseta observados en lasmotoneuronas (plateau potentials) , que pueden re-presentar un mecanismo eficiente para activar lamusculatura utilizada en el mantenimiento postu-ral. Se ha observado que, en lesiones medularescrónicas, estos canales de calcio y sodio persisten-tes son capaces de activarse sin necesidad de lasvías monoaminérgicas, hecho que podría explicar

la aparición de espasmos en los lesionados medu-lares. Ante un estímulo cutáneo leve, la motoneu-rona empezaría a disparar de forma incontroladadebido a la falta de las vías descendentes que mo-dulan estas corrientes iónicas persistentes.16-18 Enpacientes lesionados medulares, las unidades mo-toras requieren una menor activación sináptica pa-ra ser desreclutadas al final de un espasmomuscular que la requerida para reclutarlas al ini-cio de éste.19 Estos hallazgos son parecidos a los ob-servados en modelos animales, que demuestran que

la excitabilidad aberrante de las motoneuronas en le-siones medulares crónicas desempeñan un papelfundamental en el desarrollo de los espasmos.20

Investigaciones en otros modelos experimenta-les de espasticidad apuntan a un importante papelde los receptores glutamatérgicos de tipo AMPA anivel espinal, dado que la administración de anta-gonistas selectivos de AMPA reduce la resistenciamuscular y los reflejos tónicos y fásicos de estira-miento.21 Las motoneuronas e interneuronas espi-nales muestran una reducción de la expresión de

la subunidad GluR2 tras la lesión, lo que implica-ría un aumento de entrada de calcio y la consi-guiente hiperexcitabilidad.22 Además, los astrocitos




reactivos aumentan su expresión de receptoresAMPA, que incrementan la liberación de glutama-to, contribuyendo a facilitar la exagerada actividadde las motoneuronas.

Alteraciones de los reflejos espinales

La mayor parte de los fenómenos positivos delsíndrome de motoneurona superior se deben a al-teraciones en la regulación de los reflejos motoresespinales. En primer lugar, la lesión central aguda

se asocia con una pérdida de los reflejos miotáti-cos, atribuible a una reducida excitabilidad de lasmotoneuronas y debida a la súbita pérdida deinfluencias supraespinales. Al cabo de unas sema-nas, se establece una situación de hiperreflexiapor desinhibición de los reflejos espinales norma-les, implicados en el mantenimiento de la posturay la regulación del movimiento. Así, la exageraciónde los reflejos miotáticos causa hipertonía y clonus ,y la de los reflejos nociceptivos de retirada produceespasmos flexores, mientras que la liberación de re-

flejos primitivos, suprimidos durante el desarrollo,determina la aparición del signo de Babinski y unareacción de soporte positiva.14

La hipertonía en la espasticidad se atribuye aun procesamiento anormal en la médula espinalde la información propioceptiva que integra el re-flejo miotático tónico. En contraste con los suje-tos normales, en los pacientes con espasticidadse desarrolla una notable actividad electromio-gráfica en el músculo sometido a estiramiento,incluso a velocidades bajas como las usualmenteempleadas en la exploración clínica. La cantidadde actividad muscular aumenta con la velocidaddel estiramiento siguiendo una relación lineal,

ofreciendo una progresiva resistencia al estira-miento.

El estiramiento muscular excita los receptoresprimarios (Ia) y secundarios (II) de los husos mus-culares, que conducen impulsos a la médula espi-nal donde, a través de circuitos reflejos mono- yoligosinápticos, producen la excitación de las moto-neuronas homónimas y la inhibición de las antago-nistas para conseguir la respuesta de contracción delmúsculo estirado. La espasticidad resulta de una hi-perexcitabilidad del reflejo de estiramiento, que pue-

de deberse a diversas alteraciones (Tabla 1-2).Múltiples vías espinales contribuyen a modular elreflejo excitatorio: excitación e inhibición de las


Arousal , estrés,ejercicio, motivación

Vías aminérgicas

Canalesmetabotrópicos

Canales de calcio ysodio persistentes

Potencialesde acción

Movimiento voluntariorítmico, postura, reflejos

Vías descendentes

supraespinales

Circuitosespinales

Canalesionotrópicos

Glu

GABAGly

Propiedadesintrínsecas de las

motoneuronas

Flujo iónico

Figura 1-4. Mecanismos de modulación de las propiedades intrínsecas de excitabilidad de las motoneuronasespinales que pueden verse alteradas en la espasticidad.



aferentes Ia y II del huso muscular; inhibición auto-génica de los receptores tendinosos de Golgi (víaaferentes Ib); inhibición recurrente vía colateralesde los axones motores e interneuronas de Renshaw;inhibición presináptica de las terminaciones de lasaferentes Ia e inhibición recíproca de las aferentes

fusales de músculos antagonistas.

4,23

Los cambiosen la transmisión de estas vías reflejas pueden de-pender tanto de la alteración de influencias su-praespinales como de cambios secundarios anivel neuronal en la médula espinal por debajo dela lesión.

En respuesta a desplazamientos, los músculosnormales presentan un característico patrón derespuesta refleja compensatoria, registrable elec-tromiográficamente. La primera fase correspondeal reflejo de estiramiento de corta latencia, mono-

sináptico, mediado por fibras aferentes Ia, al quesigue una respuesta refleja de más larga latenciadurante el movimiento, pero no en reposo. Los re-flejos oligosinápticos de larga latencia serían me-diados por las fibras II a nivel espinal.24 Se hasugerido que la espasticidad podría depender deuna exageración del reflejo monosináptico de esti-ramiento combinada con una reducida facilitaciónde los reflejos polisinápticos.25

La aplicación de vibración en el tendón muscu-lar excita las aferencias primarias de los husos

musculares, pero no las secundarias.26 Cuando seaplica vibración en el tendón y se estira el múscu-lo, disminuye el reflejo de estiramiento, ya que la

vibración bloquea la excitación de las aferentesIa y promueve la inhibición presináptica Ia. En pa-cientes hemipléjicos con espasticidad se ha de-mostrado una ausencia del efecto inhibitorio de la

vibración sobre el reflejo de estiramiento de cortalatencia (mediado por las aferentes Ia), confirman-do una reducida capacidad de inhibición del refle-jo monosináptico, pero, por el contrario, aumentala amplitud del reflejo de larga latencia (mediadopor las aferentes II), indicando una desinhibiciónde estas aferentes en los pacientes.27 El circuitoreflejo de las aferentes II está normalmente bajo elcontrol inhibitorio de influencias descendentesmonoaminérgicas, procedentes principalmente dellocus ceruleus .28 Por tanto, la disminución de las

influencias cerulo-espinales producirá una desinhi-bición de la vía interneuronal II.Los estudios electrofisiológicos indican que la

hiperreflexia y la hipertonía dependen, al menosen parte, de distintos mecanismos fisiopatológi-cos.29 La hipertonía espástica parece dependermás de la liberación de las vías reflejas II que delas Ia, mientras que la hiperreflexia se correlacio-na más con afectación de la inhibición espinal deaferentes Ia.

Aumento de actividad de los receptores de los husos musculares

Inicialmente se creyó que en situaciones deespasticidad, los receptores de los husos muscula-res aumentaban su sensibilidad, dando lugar adescargas de impulsos a mayor frecuencia en elarco reflejo.30 Sin embargo, mediante estudioselectrofisiológicos y de microneurografía no ha si-do posible demostrar cambios en el patrón de des-carga de las aferentes fusales en pacientesespásticos,31,32 por lo que esta hipótesis se ha des-

cartado.

Neurotransmisión de las aferentes fusales

La aplicación de estímulos de vibración en eltendón de Aquiles produce una inmediata depre-sión de la amplitud del reflejo H registrado en elmúsculo sóleo por un mecanismo inicialmenteatribuido a inhibición presináptica de las termina-les espinales de las aferentes Ia.33 La inhibiciónpor vibración se halló reducida en pacientes conespasticidad por ictus y lesiones medulares,30,34

por lo que se aceptó que la inhibición presinápticade aferentes Ia se encontraba reducida en la es-pasticidad. Sin embargo, estudios más recientes


Tabla 1-2

Posibles mecanismos fisiopatológicosde la circuitería espinal en la espasticidad

• Hiperactividad de las motoneuronas .• Hiperactividad de las motoneuronas .

• Hiperexcitabilidad de las interneuronas excita-

doras Ia.

• Hiperactividad de los efectos facilitadores de

aferentes II.

• Reducción de la inhibición presináptica de

aferentes Ia.

• Reducción de la inhibición recíproca Ia.

• Reducción de la inhibición autogénica Ib.

• Reducción de la inhibición recurrente (neuro-nas de Renshaw).



han comprobado que el mecanismo más probablede este efecto sería la modulación a la baja de latransmisión sináptica central de las aferencias fu-sales. Así, la activación de las aferentes Ia de la

musculatura flexora plantar evoca una potente yduradera reducción de la liberación de neurotrans-misor, circunscrita a las aferentes activadas.35 Es-ta reducción presináptica determina la consiguientedepresión de los potenciales postsinápticos excita-torios en las motoneuronas. La depresión posacti-vación se encuentra reducida en pacientesespásticos36,37 y sigue un curso temporal similar alde los cambios de la inhibición vibratoria tras le-siones medulares.38

Cambios en interneuronas espinales

Varias vías inhibitorias contribuyen en el con-trol de la actividad de las motoneuronas espinalesen relación con el mantenimiento postural y la re-alización de movimientos voluntarios (Fig. 1-5).Entre ellas, existen evidencias de que las inter-neuronas inhibitorias responsables de los meca-

nismos de inhibición presináptica, inhibición recí-proca, inhibición recurrente e inhibición autogéni-ca desempeñan un papel en la fisiopatología de laespasticidad.

Inhibición presináptica

Estudios, tanto experimentales como clínicos,han confirmado la existencia de una reducción enla inhibición presináptica de aferentes Ia en repo-so en situaciones de paresia espástica de origenespinal y cerebral.37,39 Una disminuida inhibiciónpresináptica de aferentes Ia puede incrementar losimpulsos excitadores de los receptores fusales alas motoneuronas, aumentando así la contracciónen respuesta a un estiramiento tónico (distonía es-

pástica) o fásico (espasticidad).

Inhibición recíproca

La inhibición recíproca disináptica Ia tiene comofinalidad mantener relajados los músculos antago-nistas a aquellos que son activados voluntariamente.Se ha descrito una reducción de inhibición recípro-ca en la musculatura flexora plantar del pie en


Figura 1-5. Esquema de las principales vías aferentes e interneuronas espinales que participan en la regula-ción de la excitación de las motoneuronas y cuyas disfunciones pueden contribuir al aumento del tono muscu-lar y la exageración de los reflejos de estiramiento en la espasticidad.

Vías

supraespinales

Iaantag

Sinapsis

Excitatoria

Inhibitoria

IbIaII

InII

PrIa

InIb

InIa

n R

MN

InIa, InIb, InII: Interneuronas; PrIa: presináptica Ia; nR: de Renshaw; MN: motoneuronas .



pacientes con espasticidad secundaria a diversaspatologías.40,41 La reducción de la inhibición recípro-ca puede, por tanto, contribuir al desarrollo de hipe-rreflexia, espasticidad y cocontracción de músculos

antagonistas. El hecho de que no exista correlaciónentre el grado de espasticidad medido clínicamentey el grado de reducción de la inhibición recíprocapuede deberse a la falta de sensibilidad de las esca-las de valoración clínica habituales.40

Durante el movimiento voluntario, la inhibiciónrecíproca de las motoneuronas activadas está re-ducida, al igual que la inhibición presináptica delas aferentes Ia.42 Estos cambios son responsablesde la facilitación de los reflejos de estiramientoque ocurre con la contracción voluntaria de los

músculos implicados. En pacientes espásticos, es-tos mecanismos se encuentran reducidos ya en re-poso y no se ven modulados durante el movimientovoluntario.43 En consecuencia, el incremento delos reflejos de estiramiento observado en la con-tracción voluntaria es menos pronunciado en suje-tos espásticos que en los sanos. Así, los reflejos deestiramiento de corta latencia, mediados por afe-rencias Ia, se encuentran aumentados en reposopero no muestran la facilitación normal durante lacontracción en los pacientes espásticos. La falta

de modulación de estos reflejos puede desempe-ñar una función importante en el cuadro espásti-co, ya que el incremento en la inhibición delreflejo de estiramiento del músculo antagonista yla facilitación en el músculo agonista, son nece-sarias para un buen movimiento, sobre todo si esrápido.4

Inhibición recurrente

La inhibición recurrente, mediada por las neu-ronas de Renshaw, actúa limitando la excitación

de las motoneuronas, así como de las interneuro-nas inhibitorias Ia. Estudios electrofisiológicoshan demostrado que la inhibición recurrente resul-ta normal en reposo, aunque parece aumentadadurante movimientos voluntarios en pacientes es-pásticos con lesiones supraespinales y espinales,44

alteración que no contribuiría al desarrollo de laespasticidad.

Inhibición autogénica

La inhibición autogénica o no recíproca es

causada por excitación de las aferentes Ib de losórganos tendinosos y es mediada a nivel espinalpor interneuronas inhibitorias Ib, que proyectan a

las motoneuronas del mismo músculo. En pacien-tes hemipléjicos se ha observado que esta accióninhibitoria está suprimida o incluso facilitada encasos con hiperreflexia e hipertonía, pero no apa-

rece alterada en casos con hiperreflexia sin disto-nía espástica.29 Una posible explicación de estefenómeno radicaría en una incrementada excitabi-lidad de las aferencias Ib excitatorias.45 Las altera-ciones en el equilibrio entre las vías Ib inhibitoriasy excitatorias pueden, pues, ejercer una función im-portante en la espasticidad.

Interneuronas II

A diferencia del gato, donde las aferencias IIexcitarían la musculatura flexora e inhibirían la ex-

tensora, parece que en humanos serían excitado-ras para los diferentes músculos.8 No obstante,clásicamente se ha sugerido que las aferencias delgrupo II mediarían predominantemente inhibiciónde musculatura extensora y facilitación de la flexo-ra en pacientes espásticos, contribuyendo así a loscambios tónicos con el estiramiento.46 Estudiosmás recientes han demostrado que existe una fa-cilitación de la transmisión en vías interneurona-les excitatorias coactivadas por aferencias II y Iaen pacientes con hemiplejia espástica. Por otra

parte, el tratamiento con agonistas adrenérgicosproduce una reducción del tono muscular conco-mitante a la reducción de los efectos facilitadoresde las aferencias II.47,48 Estos hallazgos soportan lahipótesis de que las alteraciones en las vías II, in-cluyendo sus interneuronas, están implicadas enel desarrollo de la distonía espástica en músculosantigravitatorios.

Alteraciones de las propiedades intrínsecas delmúsculo

La hipertonía muscular se define clínicamen-te como un incremento dependiente de velocidaden la resistencia al estiramiento, que resulta par-ticularmente evidente en los músculos antigravi-tatorios. La hipertonía muscular resulta de unacombinación de la tensión intrínseca del músculoy la causada por vía refleja.

Diversos estudios han mostrado que sujetosespásticos clínicamente no presentan signos dehiperreflexia, y que la anormal hiperactividad de los

reflejos de estiramiento por sí sola no explica la hi-pertonía muscular en pacientes afectadass de acci-dentes cerebrovasculares o esclerosis múltiple.49,50




Por ello se ha argumentado que la espasticidadpuede explicarse también por cambios en las pro-piedades del músculo y no sólo por las alteracio-nes de procesamiento en la médula espinal.51 La

paresia deja los músculos afectados en situaciónde inmovilidad, algunos en una posición de acor-tamiento. La inmovilización en posición acortadacausa una reducción de la tensión longitudinal,que supone el primer mecanismo inductor de con-tractura. La contractura muscular produce la re-ducción de la masa muscular, pérdida desarcómeros (acortamiento) y acumulación de teji-do conectivo y grasa en el músculo, con alteracio-nes detectables en pocos días.52-54 El desarrollo desobreactividad muscular en fases más tardías de

paresia espástica representa un mecanismo adi-cional de contractura, que agrava la inicialmentedebida a inmovilización.

Las adaptaciones de las características contrác-tiles de los músculos afectados reproducen las queocurren durante la inmovilidad. Así, se reduce lafuerza y la cantidad de actividad electromiográfica,

y aparece un nuevo tipo de unidad motora, lenta yfatigable.55,56 Análisis morfométricos e histoquími-cos han demostrado una gradual transformación alo largo de meses hacia una predominancia de fi-

bras musculares de tipo II, con expresión de isofor-mas tipo II de las cadenas pesadas de la miosina.57

Sin embargo, estudios tanto en animales como enpacientes han sugerido que la dirección del cambiode tipo muscular puede depender del tipo de fibrainicial. Por ejemplo, en músculos rápidos como elgastrocnemio aparece una atrofia preferente de fi-bras de tipo II y predominan las de tipo I.55

En conjunto, en el músculo espástico las prin-cipales alteraciones descritas implican: 1) cam-bios en el tamaño y la distribución de tipos de

fibras musculares; 2) proliferación de material dela matriz extracelular; 3) aumento de la rigidez delas fibras musculares y el tejido muscular, y 4) re-ducción de las propiedades mecánicas del mate-rial extracelular.58 Estos cambios en las propiedadesbiomecánicas musculares pueden contribuir al to-no muscular espástico de forma directa, y también


Figura 1-6. Principales mecanismos implicados en el desarrollo del síndrome espástico tras una lesión del sis-tema nervioso central (SNC).

Lesión del SNC

Pérdida de control supraespinal

Pérdida/alteración deinterneuronas

Facilitación deaferentes II

Hipertonía Hiperreflexia Clonus

Síndrome espástico

Menor inhibición deaferentes Ia

Excitabilidad demotoneuronas Alteración de laspropiedades

mecánicas delmúsculo



ejercer un efecto sobre respuestas reflejas mediadasa través de aferentes musculares de tipo III/IV.59

No obstante, hay autores que prefieren limitar la de-finición de espasticidad a los fenómenos de hiperto-

nía relacionados con alteraciones del procesamientocentral del control motor y excluir aquellos relacio-nados con cambios estructurales del músculo.23 Es-ta diferenciación sería importante para mejorar eltratamiento, ya que los medicamentos que reducenla hiperexcitabilidad del sistema nervioso serían in-efectivos y hasta perjudiciales en pacientes con hi-pertonía debida a cambios musculares.

Es interesante remarcar que, en modelos anima-les, la atrofia y los cambios que sufren las fibrasmusculares después de lesiones espinales revierten

parcialmente gracias a la actividad neural, en formade espasmos, que caracteriza el síndrome espásti-co.60 Es decir, el músculo no espástico se atrofia,mientras que el músculo espástico no se atrofia, he-cho que de nuevo cuestionaría hasta qué punto de-bería tratarse la espasticidad de forma general.61

CONCLUSIÓN

La localización de la lesión, la etiología y la du-ración tras la lesión primaria son factores crucia-

les para determinar qué mecanismos de controlsegmentario son deficientes en cada caso indivi-dual de paciente espástico. El concepto actual dela fisiopatología de la espasticidad es que es unsíndrome multifactorial que puede deberse a casicualquier combinación de lesiones de vías motorassupraespinales y deficiente función de diversosmecanismos de control espinal, incluyendo princi-palmente reflejos tónicos por vías II, inhibición re-cíproca, inhibición presináptica, inhibiciónautogénica y depresión posactivación (Fig. 1-6).

Una mejor comprensión de la fisiopatología dela espasticidad requiere la evaluación objetiva devarios mecanismos y de su interacción en la redespinal alterada en pacientes con distintas lesio-nes supraespinales. El conocimiento de los meca-nismos desencadenantes de la espasticidad ha demejorar las posibilidades de desarrollar métodosde neurorrehabilitación más óptimos y diferencia-dos para su tratamiento.

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neurofisiología espasticidad

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