Transmisión Neuromuscular

 

Tema 6: Prueba de estimulación nerviosa repetitiva. La unión neuromuscular neuromuscular (UNM)es la estructura anatomofuncional que partici participa pa en la interacción entre las fibras nerviosas motoras y las fibras musculares. Su estructura, altamente especializada especializada y compleja compleja,, comprende las terminales presinápticas, la hendidura sináptica, la superficie postsináptica, la lámina basal especializada y una célula de Schwann asociada. Las enfermedades que más comúnmente afectan a la UNM son: Miastenia Gravis, Botulismo, Síndrome de Lambert-Eaton Lambert -Eaton y los síndromes miasténicos congénitos. Existen Exist en diferentes técnicas para la exploración de la transmisión neuromuscular, pero las mejor conocidas y más utilizadas son dos: la prueba de estimulación nerviosa repetitiva repetitiv a y la electromiografía de fi fibra bra aislada. En la UNM, la transmisión de la información desde el nervio hasta el músculo se realiza a través de un un acoplamiento electroquímico es decir decir el vínculo entre ellas se establece a través del neurotrtansmisor acetilcolina. Esta variante de comunicación intercelular produce un retardo en el acoplamiento de varios milisegundos.. En la terminal presináptica, el neurotransmisor se encuentra milisegundos almacenado en vesículas, cada una de las cuales contiene aproximadamente 10 000 moléculas de acetilcolina. acetilcolina. A estas vesículas también se les conoce como cuantos, cuantos, representan la cantidad mínima de acetilcolina que es posible liberar. La disponibilidad de estas vesículas para ser liberadas estará en dependencia de su ubicación dentro dentro de la terminal. Aproximadamente 1000 100 0 vesículas están ubicadas muy cerca de la membrana celular adyacente a la hendidura sináptica, de modo que pueden ser liberadas inmediatamente al activarse la terminal. Estas constituyen el almacén o reserva primaria de acetilcolina. Otras 10 000 vesículas, almacén secundario o reserva movilizable, se encuentran migrando hacia el almacén primario para reponer las vesículas liberadas. El almacén terciario, unas 30 000 vesículas, están disponibles para iniciar la migración hacia la membrana cuando sea necesario. Con el músculo en reposo, algunas vesículas son liberadas aleatoriamente a la

 

hendidura sináptica, sináptica, interactúan con los receptores de la placa pl aca terminal de las fibras musculares y producen potenciales excitatorios locales, potenciales en miniatura o potenciales de placa neuromuscular, que no alcanzan el umbral necesario para despolarizar la fibra muscular. Estos potenciales de placa son respuestas graduadas, que pueden sumarse tanto espacial como temporalmente y siguen los mismos principios que los potenciales postsinápticos excitatorios. La llegada a la terminal t erminal presináptica de potenciales de acción, determina la apertura de canales iónicos de calcio dependientes de voltaje, lo cual genera un incremento de la entrada de Ca 2+ a la célula. El incremento de la concentración intracelular de iones de Ca2+ desencadena la liberación proporcional de vesículas de acetilcolina a la hendidura sináptica. Una vez que ha cesado la activación eléctrica de la terminal presináptica, se desencadenan mecanismos que que expulsan el Ca 2+ de la terminal, garantizando la limitación limit ación temporal de la liberación del neurotransmisor. La placa motora es el componente postsináptico de la UNM. Es una región especializada del sarcolema en la cual la membrana muscular se ha replegado alrededor de la terminación presináptica, lo cual aumenta su superficie de contacto, y posee posee una alta den densidad sidad de receptores de acetilcolina. Los receptores de acetilcolina tienen una estructura compleja que incluye varias subunidades, subunida des, unas vinculadas con la recepción de la acetilcolina como tal y otras son canales iónicos que se activan como consecuencia de cambios conformacionales dependientes de la unión del receptor con la acetilcolina. El neurotransmisor liberado a la hendidura sináptica es eliminado principalmente a través de 2 mecanismos: la mayor parte es hidrólizado hidr ólizado por la enzima acetilcolinesterasa acetilcolinesterasa de la hendi-dura sináptica, y una pequeña parte difunde hacia los tejidos adyacentes a la unión neuromuscular.  Al arribar un potencial potencial de acción a la terminal presináptica, el número de vesículas en el almacén primario se reduce. La reposición de las vesículas liberadas tarda entre 5 y 10 segundos. Durante este intervalo de tiempo, la

 

llegada de un potencial de acción liberará menor cantidad de acetilcolina que en condiciones de reposo. En los sujetos normales, esto no crea dificultades para la transmisión neuromuscular, pues el número de vesículas liberado es mayor que el necesario para disparar la contracción muscular. Por otra parte, el aumento de la concentración de Ca C a2+ generada por cada potencial de acción que llega a la terminal presináptica, persiste entre entr e 100 y 200 ms. Durante este tiempo, la liberación de acetilcolina se encuentra facilitada, es decir los potenciales de acción que arriben a la terminal en este intervalo, producirán una mayor liberación de acetilcolina que en estado de reposo. La comprensión de estos dos procesos, con diferente difer ente curso temporal, es muy importante para comprender los efectos de la estimulación nerviosa repetitiva e interpretar sus resultados tanto en sujetos normales como el curso de las enfermedades de la UNM.

Testt de est Tes es timul imula ación nervios a repet repetitiva(TE NR ) . También se conoce como test t est de estimulación repetitiv repetitiva, a, test de estimulación supramaximal, test de Jolly o test de Lambert. El objetivo es explorar la integri dad de los mecanismos de la transmisión neuromuscular y en caso de encontrarse alteraciones precisar su localización pre o postsinática y su intensidad. En este examen se realiza la estimulación repetitiva repetitiva de un nervio periférico con estímulos eléctricos de intensidad supramaximal a diferentes frecuencias. Los PAMC derivados de estos estímulos repetidos se registran sobre el músculo dependiente del nervio estimulado con procedimientos similares a los empleados para los ECN motora. Los programas diseñados para la realización realización del TE TENR NR muestran los PAMC dependientes de los estímulos sucesivos sucesivos del TE TENR, NR, de forma alineada, es decir uno a continuación del otro (Figura 1). Esta forma de presentación de los l os reg registros istros no es imprescindible, pero permite una rápida evaluación inicial de los resultados tomando como base la morfología de las respuestas. El TENR TENR se puede

 

realizar prácticamente en cualquier nervio motor, pero más comúnmente se hace en aquellos que inervan a la musculatura más afectada por enfermedad. enfer medad.

Figura 1: Test de estimulación característico de la Miastenia Gravis, en el cual se observa un decremento significativo de la amplitud y el área de los PAMC, que alcanza su máximo en el cuarto potencial.

Generalmente se registran 10 PAMC, pues las alteraciones de la transmisión neuromuscular detectables con el TENR, TENR, se manifi manifiestan estan más claramente entre el 3er y 4to potenciales. El PAMC representa la sumación d de e todos los potenciales potencia les de fibra muscular del músculo estimulado descargando sincrónicamente en respuesta a la activación eléctrica del nervio que las inerva. Un concepto esencial esencial para la interpretación del TENR es que el área áre a bajo la fase negativa de cada PAMC es proporcio nal al número de fibras musculares que se contraen al estimular el nervio correspondiente. Cuando la transmisión sináptica es normal, cada estímulo de un tren activará aproximadamente a la misma cantidad de fibras musculares(todas musculares(todas las de una unidad motora), por tanto las diez respuestas motoras resultantes tendrán una amplitud y área homogéneas. Cuando la transmisión sináptica es anormal, la cantidad de fibras musculares activadas por estímulos eléctricos sucesivos será variable, en en consecuencia, la amplitud y el área de los PAMC registrados en estas condiciones, serán también variables. La interpretación preliminar del TENR se

 

realiza cuantificando la amplitud y el área del primero y del cuarto PAMC y comparándolas entre sí. En condiciones normales, el área del 4to PAMC no debe ser inferior al 10% de la l a del primero.  A pesar de que que se trata de una prueba relativa relativamente mente sencilla, durante su realización real ización es muy común incurrir en errores que pueden hacer el test completa-mente comp leta-mente imposible de iinterpretar nterpretar o generar resultados falsamente positivos. A continuación resumimos los errores error es técnicos más comunes que deben evitarse durante la realización e interpretación interpret ación del TENR. TENR.

Garantizar estimulación supramaximal: La importancia de este aspecto ha determinado que el TENR se denomine también test de estimulación supramaximal. La estimulación supramaximal garantiza que todas las fibras nerviosas sean estimuladas, de modo que todas las fibras motoras sean activadas sincrónicamente en todos los los estímulos de un tren de determinado. terminado. La administraci administración ón de estímulos submaximales, reduciría la cantidad de unidades motoras exploraexplora das, disminuyendo así la probabilidad de encontrar UNM con defectos en la transmisión. La estimulación submaximal, sería además menos estable en cuanto al numero de unidades motoras, y en consecuencia de fibras muscu muscu-lares, estimuladas con cada estímulo. Todos estos factores contribuirían a disminuir la confiabilidad del test y a generar falsos resultados. Por otra parte, tampoco es necesario ni aconsejable incrementar incrementar la intensidad int ensidad por encima de la necesaria para registrar una respuesta supramaximal. La administración de estímulos innecesariamente intensos hace la prueba más dolorosa e intolerable y pudiera estimular nervios adyacentes y activar músculos músculos cercanos al que se desea registrar.

Efectos de la temperatura sobre la UNM: La temperatura ejerce efectos frecuentes, bien caracterizados y significativos sobre la UNM. El frío aumenta el ritmo de recuperación del almacén primario de acetilcolina, disminuye la cantidad de neurotransmisor liberada con el 1er estímulo, disminuye di sminuye la actividad de la acetilcolinesterasa y aumenta la sensibilidad del receptor de la placa termi-

 

nal. Todas estos efectos aumentan la eficiencia y el margen de seguridad de la transmisión neuromuscular. Como el objetivo del TENR es poner de manifiesto manifiest o defectos en la transmisión neuromuscular, puede considerarse que el frío disminuye la sensibilidad del TENR para detectar alteraciones ligeras de este proceso.

El calentamiento calentamiento de la UNM UNM,, como sería de esperar, produce efectos contrarios a los del frío. Los pacientes con Miastenia Gravis refieren incrementos de su debilidad muscular cuando se exponen al sol o toman baños calientes. cal ientes. La realización del TENR TENR en un ambiente frío puede enmascarar las respuestas decrementales. Estas evidencias recomiendan que el TENR TENR debe reali realizarse zarse con una temperatura superior a los 34 grados Celsius. Cuando esto no sea posible de forma espontánea, deberán emplearse métodos físicos, luz infrarroja o una manta man ta térmica, para calentar el músculo estudiado. Es probable probabl e que muchos de los resultados falsamente normales normales del TENR sean debidos a un inadecuado control de la temperatura.

Artefactos por movimientos o contracturas musculares:  La estimulación eléctrica adecuada adecuada para realización del TENR, debe ser supramaximal y repetida. Esta estimulación es dolorosa para la mayor parte de los pacientes, lo cual tiende a producir contracturas musculares, especialmente de los músculos faciales, respuestas involuntarias involuntarias de huida, movimientos de las extremidades y sacudidas musculares repetitivas. repetitivas. Estas acciones pueden desplazar el estimulador de su posición sobre el nervio y producir oscilaciones en la intensidad de la corriente que alcanza realmente al nervio, con la consiguiente inestabilidad en el número de fibras nerviosas estimuladas y el tamaño de los PAMC resultantes. Las sacudidas musculares musculares repetiti repetitivas, vas, especialmente de los músculos voluminosos pueden despegar los electrodos de registro del músculo y generar artefactos artefactos por movimientos que inut inutilizan ilizan la interpr interpretación etación del TENR. Estos artefactos se manifiestan como cambios bruscos de la morfología o el área de los PAMC, que siguen un patrón diferente al que se observa en las

 

enfermedades de la UNM.

Suspender medicamentos medicamentos anticolinérgicos: anti colinérgicos: los fármacos an anticolinérgico ticolinérgico pueden modificar el resultado del estudio, generalmente una vez diagnosticado el paciente solo tiene sentido repetir la prueba como control evolutivo; evoluti vo; en estos casos puede mantenerse mantenerse la medicación medicación,, pues e l tratamiento farmacológico habitualmente no es curativo. Cuando se considera necesario suspender la medicación medicac ión generalmente es suficiente no tomar los medicamentos 24 horas hor as antes de la realización reali zación del TENR. En pacientes intoxicados con medicamentos anticolinesterásicos, anticolines terásicos, pueden registrarse múlti múltiples ples PAMC después de un sólo estímulo eléctrico. A estos potenciales se les llama postdescargas y ocurren como expresión de la persistencia del neurotransmisor no desactivado en la hendidura sinápica. sinápica. Este hallazgo es útil para diferenciar una crisis miasténica de una crisis colinérgica.

Colocar el estimulador lo más cerca posible del músculo: La estimulación supramaximal de troncos nerviosos proximales, por ejemplo en el punto de Erb, activa amplios grupos musculares, musculares, lo cual resulta doloroso y aumenta la probabilidad de inducir artefactos por movimientos.

Existencia de neuropatías periféricas o miopatías: en algunos pacientes   con estas estas patologías se pueden encontrar decrementos positivos al realizar reali zar el TENR, ell TENR, ello o no significa necesariamente que existe una disfunción en el mecanismo de transmisión neuromuscular, se conoce que tanto la patologías de los nervios periféricos como las patologías musculares pueden provocar alteraciones sencundarias en la transmisión neu neuromuscular romuscular que pueden interpretarse erróneamente. Esto ha sido demostrado en estudio utilizando técnicas de registro microfisiológico c como omo el EMG de fibras únic únicas. as. En estos pacientes otros exámenes neurofisiológicos pueden complementar su evaluación.

 

Selección adecuada del músculo a examinar: El TENR debe realizarse preferentemente en los músculos más afectados por el enfermedad. En los trastornos presinápticos, la alteración de la transmisión neuromuscular está bastante generalizada, generalizada, de mod modo o que la exploración de cualquier músculo es suficiente para demostrar resultados positivos, pero en los síndromes postsinápticos regionalmente delimitados, el decremento sólo es detectable en los músculos afectados. Clásicamente se comienza el examen por músculos distales de fácil exploración; pero en la práctica la exploración de músculos proximales como el trapecio, o el deltoides, aporta un mayor porcentaje de alteraciones y acorta el tiempo de exploración en los pacientes. Siempre que sea posible se debe evitar el uso de la estimulación a altas frecuencias, porque resulta intolerable para la mayor parte de los sujetos, en su defecto la misma información se puede obtener evaluando la facilitación después de una contracción sostenida.

EFECTOS DE LA FRECUENCIA DE ESTIMULACIÓN SOBRE EL TENR E s timul timulación ación nervi nervios os a rep repet etitiva itiva a ba baja ja frecuencia. frecuenc ia. 

Estimulación basal: Después de lograr un PAMC, la estimulación nerviosa repetitiva repe titiva se realiza habitualmente administ administrando rando entre 5 y 10 estímulos a un nervio motor o mixto, con una frecuencia de 2 a 3 Hz. Esta frecuencia es suficientemente baja para evitar la acumulación de calcio en la terminal presináptica, pero a la vez es suficientemente alta para depletar la disponibilidad de acet acetilcolina ilcolina en el almacén inmediatamente disponible.

Facilitación post-ejercicio: Si el decremento de la amplitud del 4to potencial del tren de estimulación es reproducible (> 10%), la estimulación a baja frecuencia debe repetirse después de 10 segundos de ejercicio para demostrar la reparación del decremento.

Agotamiento post-ejercicio : Si no se encuentra encuen tra decrement decremento o o si el decrem decremen en--

 

to es dudoso (>10%) con la estimulación repetitiva repetitiva al reposo, se recomienda que el paciente realice un ejercicio con máximo esfuerzo voluntario por 1 minuto. Luego se repite la estimulación a baja frecuencia inmediatamente y a los 1, 2, 3, 4 y 5 minutos después de terminado el ejercicio. La aplicación de la estimulación estimulac ión repetiti repetitiva va durante este periodo increment incrementa a la probabilidad de registrar decrementos de los PAMC, dado que la cantidad de Ach liberada con cada estímulo alcanza su mínimo entre ent re 2 y 5 minutos después de concluido el ejercicio.

uj etos nor n ormal males es , el TENR no produce decrementos >10% debido a que el En s ujetos potencial generado en la terminal postsináptica se mantiene por encima del umbral de despolarización en todas las fibras musculares (factor de seguridad de la transmisión neuromuscular). Adicionalmente, las l as reservas secundarias de  Ach, reponen a los cuantos cuantos agotados de los almacenes primarios des después pués de algunos segundos de estimulació estimulación n(fig.2).

Figura 2. Representación Representación de los registros en sujeto normal, miasténico y Síndrome de Eaton Eaton-Lambert(LEMS), -Lambert(LEMS), con estimulación a bajas frecuencias y posterior a la contracción voluntaria.

 

En los trastornos post-s ináp inápticos ticos , como la miastenia gravis, el factor de seguridad está reducido pues existen menos receptores de Ach disponibles. Es decir, aunque se libere la cantidad adecuada de cuantos, el número de uniones efectivas entre estos y sus receptores postsinápticos será menor que en condiciones normales. normales. En estas circunstancias, el potencial postsináptico excitatorio en reposo estará reducido pero usualmente por encima del umbral. La ENR a baja frecuencia conlleva a la pérdida de potenciales postsinápticos en muchas placas terminales. Según los potenciales postsinápticos alcanzan valores inferiores al umbral existe un decremento en el número de fibras musculares reclutadas, lo cual determina la reducción del PAMC.

presináp ináptticos , como el síndrome de Lambert-Eaton, En los trastornos pres Lambert -Eaton, el potencial postsináptico en reposo es de baja a amplitud, mplitud, lo que determina que muchas placas terminales no alcancen su umbral y sus respectivas fibras musculares no llegan a contraerse. Como consecuencia, se reduce la cantidad de potenciales de fibra muscular, lo cual origina PAMC en reposo de baja amplitud. ampl itud. Con la ENR a baja frecuencia, se produce un decremento adicional de la amplitud de los PAMC. Este decremento, al igual que en los trastornos t rastornos postsinápticos, se debe a que la estimulación repetitiva agota los almacenes presinápticos de Ach con la consecuente reducción del factor de seguridad y fallo de la contracción de algunas fibras musculares(fig. 3)

Figura 3. Registros representativos de un trastorno presináptico. Superior: estimulación a bajas frecuencias; inferior: facilitación Post-contracción

 

E s timul imula ación nervios a a a alt lta as frecuencias   Con la es timul timulación ación nervi os a a al alta tass frec frecuenci uencias as  (20-50Hz) o la contracción muscular intensa ocurren en la UNM dos eventos con efectos opuestos: 1- Agotamiento de los almacenes primarios de vesículas de Ach. 2- Aumento de la cantidad de calcio dentro de la terminal presináptica. En una terminal presináptica normal predomina el efecto del agotamiento de las reservas de Ach inmediatamente disponibles y disminuye el número de vesículas liberadas, sin embargo el potencial de placa no cae por debajo del umbral de descarga debido al factor de seguridad, de modo que no se producen decrementos. En sujetos normales, la ENR a altas frecuencias habitualmente produce incrementos entre 25 y 40% de la amplitud de los PAMC en relación con su nivel basal. Este fenómeno se conoce como pseudo facilitación y se supone está determinado por un incremento en la sincronización de la descarga de los potenciales de fibras fi bras musculares aisladas. En los trastornos postsinápticos como el síndrome de Lambert-Eaton, en condiciones basales se liberan muy pocas vesículas de Ach, de modo que en este trastorno la depleción de los almacenes primarios no tiene un efecto importante. Sin embargo, el incremento de la cantidad de calcio dentro del de l citoplasma de la terminal presináptica si es capaz de aumentar la cantidad de  Ach liberada a la hendidura sináptica por encima de los ba bajos jos valores de ba base. se. Esto determina que la amplitud de los PAMC se incremente significativamente. En los pacientes pacient es con síndrome de Lambert-Eaton el increment incremento o es con frecuencia superior al 200% y en el botulismo entre 30 y 100%. En los trastornos postsinápticos, como la miastenia gravis, la estimulación a altas frecuencias habitualmente no causa incrementos de la amplitud de los PAMC porque el incremento de la cantidad de calcio compensa al agotamiento agot amiento de los almacenes primarios de Ach. Sin embargo, cuando la miastenia es severa y predominan los bloqueos de conducción de la UNM, el incremento de la

 

liberación de cuantas de Ach no es capaz de compensar el fallo de la UNM. En tales condiciones, la estimulación a altas al tas frecuencias no es capaz de corregir el decremento de la amplitud de los PAMC.

Utilida Ut ilidad d clínic clínica a del TE NR   Es el examen ideal para evaluar pacientes con sospecha de lesiones de la la UNM, pero hay que reconocer su baja sensibilidad. El probl problema ema está en que el TENR con seguridad será anormal en casos con manifestaciones clínica moderadas o severas; habitualmente en las formas ligeras de trastornos pre o post-sinápticos post-sin ápticos los resultados son normales. Se considera que para que sea anormal, tiene que ocurrir un bloqueo o una falla en la transmisión neuromuscular en más de un 20% de la fibras musculares que integran una unidad motora, y presentar valores de jitter (medidos en EMG de fibra única) superiores o cercanos s los 100µS  Algunos autores reportan que el TENR, adecuadamente realizado, puede ser normal hasta en la mitad de los pacientes que realmente padecen Miastenia Gravis.

OTROS EXAMENES UTILES PARA LA EXPLO EXP LORACIÓN RACIÓN DE LA UNM

E MG de ffibra ibra a ais is lada lada La electromiografía de fibra aislada es el registr registro o individual de los potenciales de acción generados por la contracción de las fibras aisladas que integran una unidad motora. motora. Para ello se utiliza un electrodo de aguja especial, de tipo concéntrico, con una pequeña superficie de registro (25 µM), y se cuantifica la variabilidad en el intervalo entre potenciales o en la latencia de los mismos, según se utilice el registro con contracción voluntaria o la estimulación eléctrica, esto se conoce como jitter. Se deben estudiar en cada músculo un total de 20 fibras musculares, y se calcula el jitter promedio. Otro aspecto

 

importante es la evaluación de la densidad de fibras, que no es más que el cálculo de un promedio del número de de potenciales que aparece en cada sitio de registro en un tiempo de análisis análisis de 5 mS. Habitualmente con un solo músculo que se explore suele ser suficiente; pero en ocasiones hay que ampliar la exploración cuando los resultados no nos satisfacen.

B loq loqueo ueo neuromus neuromuscula cularr Es el fallo intermitente de la transmisión de uno o de ambos potenciales de fibra muscular del par seleccionado. El bloqueo se debe a la incapacidad del potencial de placa neuromuscular para alcanzar el umbral de descarga necesario para activar la ffibra ibra muscular. El bloqueo representa una anormalidad más severa que el jitter y se cuantifica como el porcentaje de descargas de una unidad motora en las cuales falla la descarga de una o más fibras musculares. Como se mencion mencionó ó antes, el bloqueo ocurre cuando el jitter está cerca o supera los 100 µS.

Las mediciones de la EMGFU son muy sensibles pero poco específicas; estos parámetros generalmente son anormales en la miastenia gravis y otras alteraciones de la UNM pero también se afect afectan an en otros trastornos neuromusculares, especialmente aquellos que frecuentemente se asocian con desnervación y reinervación; también en patologías musculares primarias. Por tanto, para interpretar los resultados de lla a EMG EMGFU FU es imprescindible tener en cuenta los resultados del resto del examen neurofisiológico y el contexto clínico del paciente. Dr. Joel Gutiérrez Gutiérr ez Gil Dr. Lázaro Gómez Fernández  Año 2004