A4 Disrupciones Neuromuscular

Tópico

Las disrupciones neuromusculares comprenden fallas en la cadena de transmisión de señales que va desde el sistema nervioso central hasta la generación de fuerza en las fibras musculares. Físicamente esta cadena de transmisión se manifiesta alterada de cuatro formas: como una reducción de la fuerza máxima disponible, como un enlentecimiento de la respuesta motora, como una pérdida de coordinación entre músculos distintos, y como alteraciones en los patrones cíclicos que generan los circuitos neuronales encargados del ritmo locomotor.

La reducción de la fuerza máxima disponible en las fibras musculares se explica por la fatiga muscular: la fuerza máxima que el músculo puede sostener de forma isométrica decrece de forma exponencial a medida que se prolonga el tiempo de contracción sostenida. Esa caída está gobernada por el agotamiento de las reservas de energía química que alimentan la contracción y por la acumulación de productos metabólicos de desecho dentro de la fibra muscular a medida que esta se contrae.

El enlentecimiento de la respuesta motora, por su parte, tiene su origen más arriba en la cadena de transmisión, en la velocidad con que la señal nerviosa viaja por el axón hasta llegar al músculo: esa velocidad de conducción determina directamente cuánto tiempo tarda en aparecer una respuesta refleja, y depende del diámetro del axón y de la distancia entre los nódulos de Ranvier que interrumpen su vaina aislante — a mayor diámetro axonal y mayor espaciado entre nódulos, mayor es la velocidad de conducción. Cuando existe una neuropatía, esta velocidad de conducción disminuye y, además, la señal se dispersa en el tiempo: distintas fibras nerviosas dentro del mismo nervio dejan de transmitir sus impulsos de forma sincronizada.

La pérdida de coordinación entre músculos distintos se cuantifica comparando las señales eléctricas que cada músculo genera al activarse: en condición sana, esas señales eléctricas de músculos distintos oscilan de forma coherente entre sí dentro de una banda de frecuencias intermedia conocida como banda beta, lo que indica que los músculos están coordinando su activación. En los estados patológicos, en cambio, esa coherencia entre señales musculares se fragmenta, y esa fragmentación es la firma directa de la pérdida de coordinación intermuscular.

La coherencia entre las señales musculares que sostiene la coordinación intermuscular se origina, en última instancia, en los circuitos neuronales encargados del ritmo locomotor mencionados al principio: estos circuitos se modelan como un conjunto de osciladores neuronales acoplados entre sí, cuyo ritmo colectivo — la frecuencia con que se repite el patrón de marcha — emerge de la sincronización de todos esos osciladores. Esa sincronización depende de qué tan fuerte es el acoplamiento entre los osciladores: existe una intensidad mínima de acoplamiento por debajo de la cual el conjunto deja de sincronizarse, pierde coherencia, y el patrón locomotor generado por estos circuitos se desintegra.

El resultado conjunto de estas disrupciones a lo largo de la cadena de transmisión de señales es un cambio observable en cómo se mueve el animal: aparecen transiciones prematuras entre patrones de marcha, que ocurren a velocidades por debajo de la óptima para cada patrón; el animal aumenta la co-contracción de músculos antagonistas como estrategia compensatoria para ganar rigidez articular cuando la coordinación fina falla; y la activación de cada músculo se vuelve más variable en el tiempo, reflejando en el comportamiento locomotor la misma pérdida de fuerza, velocidad y coordinación con la que se abrió esta descripción de la cadena de transmisión de señales.

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