Control Motor

Control Motor

Objetivo de aprendizaje

Explica el control motor a través de ejercicios de marcha y reflejos musculares y tendinosos.

Resultado de aprendizaje

El estudiante describe las bases fisiológicas del desarrollo del movimiento a través de la exploración de los reflejos monosinápticos y polisinápticos musculares y tendinosos.

 

Glosario de términos

Músculo: Órgano compuesto principalmente de fibras contráctiles.

Reflejo: Dicho de un movimiento corporal, una secreción, un sentimiento, etc., que se produce involuntariamente como respuesta a un estímulo.

Monosináptico: Los reflejos monosinápticos involucran sólo dos grupos neuronales y una sinápsis.

Polisináptico: Los reflejos polisinápticos, involucran tres o más grupos neuronales y dos o más sinapsis.

Ganglios basales: Los ganglios basales ayudan a iniciar y suavizar los movimientos musculares, suprimir los movimientos involuntarios y coordinar los cambios de postura.

 

 1. Introducción

El estudio del control motor permite describir cómo se lleva a cabo la transmisión sistemática de impulsos nerviosos desde la corteza motora hasta las unidades motoras, lo que produce contracciones coordinadas de los músculos y conocemos como movimiento. El movimiento es uno de los principales sistemas mediante el cual podemos interactuar con nuestro entorno y define parte importante de nuestra vida, por lo cual, conocer cómo se lleva a cabo el control motor de nuestro cuerpo es fundamental para poder explorarlo. Para llevar a cabo el movimiento requerimos de la intervención del sistema nervioso central y periférico: la corteza cerebral, el tronco encefálico, el cerebelo, los ganglios basales y la médula espinal.

Una motoneurona es una neurona que se proyecta hacia las miofibrillas, existen dos tipos: las somáticas y las autónomas, sin embargo, solo se abordarán las somáticas ya que son las que inervan al músculo esquelético.  Las motoneuronas se pueden clasificar de acuerdo con su localización (superior o inferior) y su diámetro axonal (alfa y gama). Las motoneuronas alfa tienen un diámetro de 70 mm, son grandes, y multipolares, además inervan a las fibras musculares extrafusales. Mientras que las motoneuronas gama, tienen un diámetro de 35mm e inervan a las fibras intrafusales.

Reflejos medulares: dado a que el reflejo es una respuesta predecible, involuntaria y estereotipada, se pueden utilizar para identificar propiedades de las motoneuronas, su integridad o daño. La manera en la que se evalúa es a través del arco reflejo, el cual está integrado por una rama aferente, un centro integrado y una rama eferente.

Antes de la clase de laboratorio, dibuja aquí el arco reflejo:

 

Para entender la fisiología de la vía motora, te invitamos a que revises el siguiente video:

https://www.youtube.com/watch?v=20fwbUgpzXY

Con la información que acabas de obtener vamos a comenzar con la actividades.

 

  1. Actividad en clase

 

2.1. Cuestionario previo

Discute con tus compañeros y en equipos de 2-3 personas respondan las siguientes preguntas:

 

  1. ¿Qué es una motoneurona y cuántos tipos de motoneuronas existen en humanos?
  2. ¿Qué es una unidad motora?
  3. ¿En qué se diferencian las motoneuronas alfa y beta?
  4. ¿Qué es un reflejo?
  5. ¿Por qué son útiles los reflejos para el conocimiento clínico?
  6. ¿Qué son y cuáles son las estructuras de la vía piramidal y extrapiramidal?
  7. ¿Qué es la rigidez por descerebración y porqué se genera?
  8. ¿Qué es la Enfermedad de Parkinson y por qué se genera?
  9. ¿Qué es la Enfermedad de Huntington y por qué se genera?

 

2.2. Exploración de Fuerza y Tono muscular

Sujetos: Vas a reclutar a 3 personas: 1) mujer, 2) hombre con poco masa muscular, 3) hombre con mayor masa muscular y vas a replicar cada uno de los métodos con cada participante.

Métodos: realizaremos 4 maniobras: Maniobra de Barré, Maniobra de Mingazzini, escala de fuerza y valoración de tono muscular.

 

Maniobra de Barré

Para realizar esta maniobra, debemos solicitar al participante que cierre los ojos y extienda los brazos con las palmas hacia arriba y que las deje así unos minutos (3 minutos aproximadamente). Debemos observar simetrías entre ambos brazos y ver si existe claudicación de alguno (Figura 1).

 

 

Figura 1. Maniobra de Barré. El paciente debe tener los ojos cerrados y mantener ambos miembros superiores estirados durante unos 3 minutos y debemos observar si hay simetría en la fuerza para mantenerlos en esa postura o alguno comienza a claudicar.

 

Maniobra de Mingazzini

Se debe colocar al paciente en decúbito supino (acostado boca arriba) con la cadera flexionada noventa grados y la rodilla flexionada otros noventa grados y observaremos si alguna de las dos claudica (Figura 2).

 Figura 2. Se pide al paciente que se acueste y se le indica que se coloque como se muestra en la imagen y que lo trate de mantener unos 3 minutos y vemos si claudica alguno de los miembros.

 

Escala de fuerza

La fuerza muscular es la capacidad de un músculo o varios de ejercer tensión contra una carga gracias a la contracción muscular. Para evaluarla existen distintas escalas, aquí aplicaremos la Escala de Fuerza de Daniels, tal como se muestra a continuación conjunta a la técnica de exploración.

 

Escala Definición Forma de evaluarlo
0 Ausencia de contracción Pedir al paciente que eleve los brazos o piernas contra la gravedad y valorar si lo logra.
1 Contracción sin movimientos Pedir al paciente que eleve los brazos o piernas contra la gravedad y valorar si lo logra.
2 Movimientos que no vencen a la gravedad Pedir al paciente que eleve los brazos o piernas contra la gravedad y valorar si lo logra.
3 Movimientos completos que vencen a la gravedad Pedir al paciente que eleve los brazos o piernas contra la gravedad y valorar si lo logra.
4 Movimientos con resistencia parcial Pedir al paciente que ejerza contracción cargando un objeto o aplicando fuerza para bajar la mano o pierna del paciente
5 Movimientos con resistencia máxima Pedir al paciente que ejerza contracción cargando un objeto o aplicando fuerza para bajar la mano o pierna del paciente

 Tabla 1. Escala de fuerza muscular de Daniels.

 

Tono muscular

Finalmente debemos explorar el tono muscular, lo haremos en estado de reposo del músculo. Para ello clasificaremos al tono del músculo en atonía (-), hipotonía (+), normotonía (++) o hipertonía (+++).

Utilizaremos la resistencia de los músculos al movimiento pasivo; para ejecutarlo es muy importante que el paciente no contribuya haciendo contracción muscular para ejecutar el movimiento y sólo el explorador haga distintos movimientos circulares activando los arcos de movimiento de las articulaciones, generando movimientos de extensión y flexión de las extremidades y con ello valorar el tono de cada musculo durante la maniobra.

 

2.3. Exploración de Reflejos osteotendinosos (ROT)

Materiales: Martillos de percusión, ver el siguiente video: https://www.youtube.com/watch?v=d9A0TiI4OXM

Sujetos: Vas a reclutar a 3 personas: 1) mujer, 2) hombre con poco masa muscular, 3) hombre con mayor masa muscular y vas a replicar cada uno de los métodos con cada participante.

Métodos: En esta práctica vamos a repasar la anatomía de los músculos de cada maniobra, ya que es muy importante que localices los tendones de cada uno.

En la exploración de los ROT se valora el grado de respuesta en una escala que va de 0 a 4 y se muestra a continuación:

Valor Descripción
0 Ausente
1+ Hipoactivo
2+ Normal
3+ Hiperactivo sin clonus
4+ Hiperactivo con clonus

Tabla 2. Se muestra la escala de valoración de acuerdo con el grado de respuesta de los ROT.

 

Vamos a percutir en cada uno de los tendones de los siguientes músculos, es muy importante que la persona se encuentre con el músculo a explorar en relajación.

Reflejo bicipital: Se sujeta el codo del participante a 90 grados de flexión con el brazo ligeramente en pronación, y se procede a percutir el tendón a través del pulgar y la respuesta normal es la flexión del codo. Se debe realizar de manera bilateral.

 

Reflejo tricipital: Se sostiene el brazo del paciente en pronación y con el codo flexionado en 90 grados, permitiendo que el antebrazo relajado cuelgue, se percute el tendón del tríceps justo por encima del olecranon. La respuesta normal es la extensión del codo. Se debe realizar de manera bilateral.

Reflejo rotuliano: Las piernas pueden estar cruzadas una sobre la otra o libres, se debe percutir en el tendón rotuliano de la pierna. El golpe provoca un ligero movimiento de extensión de la pierna debido a la contracción del cuádriceps. Se debe realizar de manera bilateral.

 

 

Reflejo aquíleo: Para realizar este reflejo, el paciente puede estar acostado. Se lleva la región anterior de la planta logrando la dorsiflexión del pie, elongando de este modo el tendón aquiliano y se realiza la percusión. Se debe realizar de manera bilateral.

 

2.4.  Función cerebelosa

Sujetos: Vas a reclutar a 3 personas: 1) mujer, 2) hombre con poco masa muscular, 3) hombre con mayor masa muscular y vas a replicar cada uno de los métodos con cada participante.

Métodos: Vamos a aplicar técnicas para metria, diadococinesia y prueba de Romberg.

Metría

Hace referencia al control de la capacidad de medir la distancia, y la percepción de profundidad. Podemos medirla pidiendo a la persona que toque la punta de su nariz y luego un objeto en nuestra mano, este objeto debemos alejarlo o acercarlo para poder observar cambios en distintas profundidades.

 

Diadococinesia

Es la capacidad de realizar movimientos rítmicos alternados. Se solicita al paciente que se siente y que coloque en posición vertical los antebrazos formando un ángulo de 90° con sus brazos y realice movimientos de pronosupinación alternado de ambas muñecas y manos en sucesión rápida.

Prueba de Romberg

Esta maniobra es fácil de evaluar y no requiere de equipo especial, se ha utilizado para describir tanto alteraciones cerebelosas como disfunción propioceptiva. Una prueba positiva es la incapacidad de mantener una postura erguida durante 60 segundos con los ojos cerrados. Pediremos al paciente que se ponga completamente de pie sin apoyo y que mantenga los pies juntos y que cierre ambos ojos. Si el paciente se mueve y existe riesgo de caída es una prueba positiva.

2.5.  Marcha

Materiales: Videos que el profesor proyectará en la pantalla de TV, sin audio, solo concéntrense en describir la marcha y responder las preguntas, pueden hacerlo en equipo.

Métodos: A continuación, vamos a ver una serie de videos. De acuerdo con lo que repasamos en el cuestionario previo trata de describir el tipo de afección que puede tener la persona y en dónde se encuentra la lesión.

 

Video 1. https://www.youtube.com/watch?v=1C3hvOyPB9A

  1. ¿Dónde se encuentra la lesión?
  2. Impresión diagnóstica
  3. Mecanismo fisiopatológico implicado

 

Video 2. https://www.youtube.com/watch?v=-Dusn7cSh0U

  1. ¿Dónde se encuentra la lesión?
  2. Impresión diagnóstica
  3. Mecanismo fisiopatológico implicado

 

Video 3. https://www.youtube.com/watch?v=EvFQHTucCz0

  1. ¿Dónde se encuentra la lesión?
  2. Impresión diagnóstica
  3. Mecanismo fisiopatológico implicado

 

Video 4. https://www.youtube.com/watch?v=mRp0SMN4xwE

  1. ¿Dónde se encuentra la lesión?
  2. Impresión diagnóstica
  3. Mecanismo fisiopatológico implicado

 

Video 5. https://www.youtube.com/watch?v=rTd0MY-EmHc

  1. ¿Dónde se encuentra la lesión?
  2. Impresión diagnóstica
  3. Mecanismo fisiopatológico implicado

 

  1. Referencias

 

  1. Barrett, K. E. (2013). Ganong fisiología médica (24a. ed.), McGraw Hill Mexico.
  2. Guía para el taller de: semiología neurológica de la titulación de médico (2013). Universidad Técnica Particular de Loja.
  3. Forbes J, Munakomi S, Cronovich H. Romberg Test. 2023 Aug 13. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2023 Jan–. PMID: 33085334.
  4. Koeppen, B. M. and B. A. Stanton (2017). Berne and Levy Physiology E-Book, Elsevier Health Sciences.
  5. Rhoades, R. A. and D. R. Bell (2018). Fisiología Médica: Fundamentos de Medicina Clínica, Lippincott Williams & Wilkins.

 

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Exploración neurológica. Nervios craneales.

Exploración neurológica. Nervios craneales.

Objetivos de aprendizaje

Demuestra a través de la exploración neurológica, la integración del conocimiento de las bases neuroanatómicas de los nervios craneales.

Resultado de aprendizaje

Realiza la exploración neurológica de manera adecuada para los nervios craneales.

Conoce el sustento de las pruebas de exploración neurológica de los nervios craneales.

1. Glosario de términos

Convergencia: Capacidad de dirigir correctamente la mirada de ambos ojos hacía un objeto.

Dislalia: Alteración de la capacidad del habla que se manifiesta con dificultad para articular las palabras.

Estrabismo: Pérdida espontánea del paralelismo de los ejes visuales oculares, que puede ser unilateral o bilateral.

Ptosis palpebral: Hace referencia a la caída del parpado superior.

2. Introducción

La exploración neurológica sigue siendo una de las herramientas más valiosas en el ejercicio de la medicina. Aun cuando contamos con nuevos abordajes tecnológicos, conocer las bases anatómicas y fisiológicas del sistema nervioso, nos ayudan a establecer sospechas diagnosticas a bajos costos y realizado de manera adecuada, con bajos riesgos de error. En esta práctica, se revisarán los nervios del cráneo (excepto el II y VIII, que fueron revisados en la práctica anterior), se comentaran los fundamentos de las pruebas aplicadas, así como las correlaciones clínicas que posiblemente puedan encontrarse en personas con alguna lesión o alteración.

 

Primer nervio craneal (Olfatorio) (Fig. 1)

Las células receptoras olfatorias son neuronas bipolares con una prolongación periférica que está en contacto con las sustancias odorantes que alcanzan la mucosa olfatoria y una prolongación central que forma las fibras nerviosas olfatorias (el nervio olfatorio o nervio craneal I propiamente dicho) que penetra la lámina cribosa para llegar al bulbo olfatorio. El tracto olfatorio, formado por los axones de las células mitrales y en penacho del bulbo, conecta los bulbos olfatorios con el área olfatoria primaria de la corteza cerebral, (principalmente la corteza piriforme). De ahí, la información olfativa puede alcanzar el tálamo (núcleo dorsal medial) y la corteza orbitofrontal, donde se considera que ocurre la percepción del olfato.

Figura 1. Anatomía del primer nervio craneal (Olfatorio)

 

Tercer nervio craneal (Oculomotor) (Fig. 2)

El nervio oculomotor tiene dos núcleos, el principal y el parasimpático accesorio. El núcleo principal inerva todos los músculos extrínsecos del ojo excepto al oblicuo superior y recto lateral. El núcleo parasimpático hace sinapsis en el ganglio ciliar para pasar por los nervios ciliares cortos hacia el músculo constrictor de la pupila y el músculo ciliar. Este núcleo recibe fibras corticonucleares para el reflejo de acomodación y fibras del núcleo pretectal para los reflejos fotomotores.

 Figura 2. Origen de los nervios craneales III, IV y VI, y su inervación muscular.

 

Cuarto nervio craneal (Troclear)

El nervio troclear es el más delgado de los pares craneales y el único que sale por la superficie posterior del tronco cerebral, inerva al músculo oblicuo superior del ojo. Abandona el mesencéfalo e inmediatamente se decusa. Este recibe fibras corticonucleares y tectomedulares que lo conectan con la corteza visual, también fibras del fascículo longitudinal medial el cual lo conecta con los N. III, IV y VIII.

 

Sexto nervio craneal (Abductor)

El nervio abductor inerva el musculo recto lateral del ojo. El núcleo motor de este nervio recibe fibras corticonucleares de ambos hemisferios y fibras del fascículo longitudinal que lo conectan con los N. III, IV y VIII.

 

Quinto nervio craneal (Trigémino)

El nervio trigémino es el par craneal más grande, de la misma manera es el nervio sensitivo de la mayor parte de la cabeza. Tiene cuatro núcleos: el sensitivo principal, el espinal, el mesencefálico y el núcleo motor. El ganglio semilunar o sensitivo del trigémino está formado por axones de células que recogen información de la piel de la cara y las mucosas. El núcleo sensitivo principal se encarga de la información de la sensación de tacto y presión y el núcleo espinal las sensaciones de temperatura y dolor. Las células del núcleo motor dan lugar a los axones que forman la raíz motora. El núcleo motor inerva los músculos de la masticación, el tensor del tímpano, el tensor del velo del paladar, el milohioideo y el vientre anterior del digástrico. (Fig. 3)

Figura 3. Divisiones nerviosas del trigémino y su representación sensitiva.

Séptimo nervio craneal (Facial) (Fig. 4)

El nervio facial. tiene 3 núcleos:

Núcleo motor principal se encuentra en la profundidad de la formación reticular de la parte inferior de la protuberancia. La parte del núcleo que inerva a los músculos de la parte superior de la cara recibe fibras de ambos hemisferios, mientras que la parte inferior solo del hemisferio contralateral.

Figura 4. Anatomía del séptimo nervio craneal (facial)

Núcleos parasimpáticos: se encuentran por detrás y por fuera del núcleo motor principal, son los núcleos salival superior y lagrimal. El primero recibe fibras aferentes del hipotálamo a través de las vías autónomas descendentes. El segundo recibe fibras aferentes del hipotálamo para las respuestas emocionales, y de los núcleos sensitivos del nervio trigémino para el lagrimeo reflejo secundario a irritación de la córnea y la conjuntiva.

Núcleo sensitivo: forma la parte superior del tracto solitario. Este recibe las sensaciones del gusto a través de los axones del ganglio geniculado.

Noveno nervio craneal (Glosofaríngeo) (Fig. 5)

El nervio glosofaríngeo tiene 3 núcleos:

Núcleo motor principal: se encuentra en la formación reticular de la médula oblongada y está formado por el extremo superior del núcleo ambiguo. Sus fibras eferentes inervan el músculo estilofaringeo.

Núcleo parasimpático o salival: inferior recibe vías aferentes del hipotálamo a través de las vías autónomas descendentes, del sistema olfatorio por la formación reticular, y desde el gusto por el tracto solitario. Sus fibras eferentes llegan al ganglio ótico y a la glándula salival parótida.

Núcleo sensitivo: es parte del núcleo del tracto solitario, recibe información desde los axones periféricos para después ascender y cruzar el plano medial hacia el núcleo espinoso del nervio trigémino.

El nervio glosofaríngeo sale de la médula oblongada entre la oliva y el péndulo cerebeloso inferior y el cráneo por el orificio yugular, continúa su camino con la yugular interna hasta el músculo estilofaríngeo. Después pasa entre los constrictores superior y medio de la faringe e inerva el tercio posterior de la lengua y la mucosa de la faringe.

Figura 5 Anatomía e inervación del noveno nervio craneal (glosofaríngeo)

 

Decimo nervio craneal (Vago) (Fig. 6)

El nervio vago tiene 3 núcleos:

Núcleo motor: está en la formación reticular y está formado por el núcleo ambiguo., que participa en el reflejo nauseoso.

Núcleo parasimpático: forma el núcleo dorsal del vago, recibe fibras del hipotálamo y del glosofaríngeo. Manda fibras eferentes a los músculos involuntarios de bronquios, corazón, esófago, estómago, intestino delgado y grueso.

Núcleo sensitivo: es la parte inferior del núcleo del tracto solitario, recibe información de las sensaciones por los axones periféricos hacia el núcleo. Las fibras ascienden desde los núcleos y cruzan el plano medio hasta el núcleo espinal del nervio trigémino.

Figura 6 Anatomía del décimo nervio craneal (Vago)

 

Onceavo nervio craneal (Accesorio)

El nervio accesorio es un nervio motor que está formado por la unión de una parte craneal y una raíz espinal. Las fibras forman un tronco nervioso que asciende al interior del cráneo a través del agujero magno, después discurre hacia abajo e inerva los músculos Esternocleidomastoideo y Trapecio. (Fig. 7)

Figura 7. Anatomía del onceavo nervio craneal (accesorio)

Doceavo nervio craneal (Hipogloso)

El nervio hipogloso inerva todos los músculos intrínsecos de la lengua, además de los músculos estilogloso, hiogloso y geniogloso. Su núcleo se encuentra cerca de la línea media por debajo del suelo de la parte inferior del cuarto ventrículo y recibe fibras de ambos hemisferios cerebrales (Fig. 8)

Figura 8. Anatomía del doceavo nervio craneal (Hipogloso)

3. Actividad de la sesión.

Exploración de los nervios craneales.

Materiales

  1. Odorantes: Esencia de vainilla, tabaco, frutas cítricas, café (no utilizar sustancias irritantes)
  2. Cepillo u algún objeto de punta roma.
  3. Martillo de reflejos
  4. Azúcar, sal o sustancias liquidas con un sabor reconocible
  5. Abatelenguas
  6. Lampara de exploración.

Primer nervio craneal (Olfatorio)

Se realiza la exploración en cada fosa nasal por separado. Se le pide al paciente que cierre los ojos y que con un dedo ocluya la fosa contralateral mientras se expone una sustancia para identificar, comparándola con otra, debe de inspirar de 3 a 4 veces por la nariz.

El paciente debe contestar, si huele o no, si el olor es agradable o no y, por último, si identifica de que olor se trata.

 

Tercer, cuarto y sexto nervios craneales (Oculomotor, Troclear, Abductor)

Exploración de la motilidad ocular extrínseca.

Se le solicita al paciente que siga con la mirada el dedo índice de la mano derecha del examinador, que se desplazará en sentido vertical, horizontal y oblicuo, de izquierda a derecha, hacía arriba y abajo, como si hiciera la forma de una H.(Fig. 9)

Figura 9. Función de los músculos extrínsecos del ojo.

 

Trigémino

Exploración sensitiva.

Con los ojos cerrados, se realiza haciendo contacto con un pincel o un utensilio de punta roma, se debe realizar de forma simétrica, en ambos lados de la cara y en sentido descendente, desde el vertex hasta el mentón.

(La exploración dolorosa y termina se explican, pero no se realizarán en el laboratorio de fisiología). Se puede examinar la sensibilidad dolorosa con una aguja, haciendo la misma técnica que en tacto. La sensibilidad térmica se puede explorar con tubos de ensayo que contengan agua caliento y otro fría, se le pregunta al paciente si percibe los estímulos con la misma intensidad de un lado, comparándolo con el otro lado de la cara.

 

Exploración motora.

Se evalúan los músculos de la masticación por inspección y palpación (tono y trofismo). Se le pide al paciente que cierre la mandíbula, al mismo tiempo que se palpan los músculos maseteros y temporales, estos deben contraerse de manera bilateral. Para evaluar los músculos pterigoideos laterales, se le solicita al paciente que realice movimientos de lateralización de la mandíbula.

 

Reflejo corneal.

Tiene como via aferente el trigémino y como vía eferente, el séptimo nervio craneal (facial). Este reflejo se produce al tocar levemente la córnea (limbo esclerocorneal) con un hisopo de algodón. Se le solicita al paciente que mire hacía arriba y el examinador se acerca desde afuera. El resultado normal se produce con un parpadeo rápido bilateral.

 

Reflejo superciliar.

Se obtiene percutiendo la arcada superciliar, con lo que se produce la oclusión palpebral homolateral.

 

Reflejo glabelar o nasopalpebral.

Se explora percutiendo a nivel frontal sobre la línea media, y se observa la oclusión palpebral bilateral.

 

Reflejo maseterino.

Se le solicita al paciente que entreabra la boca, luego el examinador coloca horizontalmente su dedo índice sobre el mentón y percute sobre el martillo de reflejos de arriba hacía abajo, se observa un movimiento mandibular de ascenso rápido.

 

Facial

Exploración de la motilidad

Se valora en primer lugar con la inspección buscando asimetrías en la expresión facial. Después se evalúan movimientos de la cara, por lo que se le pide al paciente: fruncir el entrecejo, cerrar los ojos, enseñar los dientes e inflar los cachetes. Además, se puede pedir al paciente que cierre los ojos con fuerza y luego el explorador intenta elevar el párpado superior para determinar el grado de resistencia.

 

Exploración sensitiva

Consiste en determinar el gusto de los dos tercios anteriores de la lengua usando soluciones acuosas débiles de azúcar o sal.

 

Exploración autonómica

Se explora comprobando la producción de lágrimas y de saliva.

Glosofaríngeo

Exploración.

la exploración del nervio glosofaríngeo se puede realizar comprobando la sensibilidad general y gustativa del tercio posterior de la lengua. Para ello con el paciente con la lengua por fuera de la arcada dentaria y los ojos cerrados se toca el tercio posterior de la lengua con un hisopo para comprobar sensibilidad; para comprobar el gusto se sumerge el hisopo previamente en la sustancia a probar.

Al ver la úvula centrada se puede asumir que no está lesionado el nervio glosofaríngeo. De igual manera se puede provocar el reflejo nauseoso que evalúa al mismo tiempo el glosofaríngeo y el vago.

Vago

Exploración.

Habitualmente se explora junto con el nervio glosofaríngeo, por lo que al observar el reflejo nauseoso también se evalúa el nervio vago.

Accesorio

Exploración.

Para su exploración se debe pedir al paciente que gire la cabeza hacia un lado contra resistencia, lo cual origina que el músculo esternocleidomastoideo del lado opuesto entre en acción. Después hay que pedir al paciente que se encoja de hombros, lo cual ocasiona que entren en acción los músculos trapecios. Hay que observar si hay parálisis o atrofia de los músculos al realizar estas acciones, esto será evidente si existe un hombro caído o debilidad para girar la cabeza

Hipogloso.

Exploración

Para explorarlo hay que pedir al paciente que saque la lengua y observar si hay fasciculaciones, desviaciones de la lengua o atrofia. Posteriormente hay que pedirle que realice movimientos en distintas direcciones con la lengua.

 

 4. Referencias

  1. Guyton & Hall. Tratado De Fisiología Médica. 13 ª Edición. España: Elsevier, 2016.
  2. Rhoades & Bell. Fisiología Médica. Fundamentos de Medicina Clínica. 5a Edición. Wolters Kluer-Lippincott William & Wilkins. 2018.
  3. Snell,Richard. Neuroanatomía clínica. 7ª Ed. Lippincott Williams & Wilkins. 2010.
  4. Kandel, Schwartz, Jessell, Siegelbaum & Hudspeth. Principles of neural Science. 6ª Edición. Mcgraw-Hill. 2021.
  5. Argente y Álvarez. Semiología Médica. (3ª. Ed). Buenos Aires, Argentina: Médica Panamericana; 2021.
  6. Ropper A, Samuels M. Adams y Víctor, Principios de neurología. 9ª ed. México: McGraw-Hill I; 2011.

 

 5. Anexos

 

Alteraciones de algunos nervios craneales.

Parálisis del tercer nervio craneal (oculomotor)

Esta puede ser completa o incompleta.

La parálisis completa genera, ptosis palpebral, desviación del globo ocular hacía abajo y afuera, dilatación o midriasis pupilar y ausencia del reflejo pupilar directo y consensual en el ojo afectado. (Fig. 10)

Figura 10.  Parálisis del III Nervio craneal derecho en un paciente con infección por VIH y criptococosis meníngea. Observa la ptosis palpebral (foto superior), la midriasis y la desviación del ojo hacía afuera y abajo al abrirlo (foto inferior).

Parálisis del cuarto nervio craneal (troclear)

Su parálisis es la causa más frecuente de estrabismo vertical adquirido. Durante la exploración neurológica se observa la imposibilidad de descender el ojo aducido y la tendencia a la aducción. (Fig. 11)

Figura 11.  síndrome del seno cavernosos izquierdo en un paciente con macroadenoma hipofisiario. Observa la caída del parpado, la leve ptosis, la midriasis y la incapacidad de aducción del ojo izquierdo por lesión en el III nervio craneal. La imposibilidad de llevar el ojo hacia afuera por lesión del VI nervio; y hacía abajo y hacía adentro por la lesión del IV nervio craneal.

 

Parálisis del sexto nervio craneal (abductor)

Es la parálisis más común de las parálisis oculomotoras. En esta, el ojo presenta estrabismo convergente por predominio del recto interno e impedimento de la abducción. Los pacientes tienen diplopía horizontal cuando intenta mirar hacía el lado del musculo paralizados. (Fig.12 )

Figura 12.  Parálisis del VI nervio craneal derecho en una paciente con antecedente de hiperlipidemia y tabaquismo. A. Limitación de la abducción del ojo derecho. B. En la posición primaria de la mirada no se observa desviación. C.  La aducción del ojo derecho es normal.

 

Parálisis facial central

Se produce por la lesión del haz corticobulbar, en esta se observa la parálisis de la mitad inferior de la cara, con relativa integridad de la mitad superior. Se presenta borramiento del surco nasogeniano homolateral, desviación de la comisura bucal hacía el lado opuesto. A pesar de la fuerza de los músculos de la mitad superior de la hemicara esta conservada debido a la doble inervación, es frecuente que los pacientes no puedan ocluir aisladamente el ojo del lado enfermo sin hacerlo en conjunto con el sano (signo de Ravilliod)

Parálisis facial periférica.

Es producida por la lesión del núcleo o de cualquier parte de su trayecto periférico. El paciente presenta aplanamiento de las arrugas frontales, descenso de la ceja, imposibilidad de ocluir el parpado, con epifora o lagrimeo. Cuando se le pide que cierre los ojos, el ojo del lado paralizado se dirige hacía arriba y queda a la vista la esclerótica (signo de Bell) (Fig. 13). Si se le solicita que dirija la mirada hacía abajo, el ojo paralizado excursiona más que el contralateral (signo de Negro)

Figura 13. Parálisis Facial periférica izquierda. A. Al solicitar la elevación de las cejas, se observa la falta de contracción de los músculos superciliar y frontales izquierdos. B. Al solicitar que cierre los ojos, se observa la parálisis del orbicular izquierdo y el globo ocular rota hacía arriba (Signo de Bell)

 

Alteración del doceavo nervio craneal (hipogloso)

Es infrecuente su compromiso aislado y habitualmente se asocia a la afectación de otros nervios craneales (IX y X). Cuando existe una lesión unilateral, al protruirla voluntariamente, se observa una desviación hacía el lado afectado por la acción del musculo geniogloso sano. Además, existe una hemiatrofia lingual homolateral, a veces con fasciculaciones. (Fig. 14) La parálisis bilateral produce una marcada dislalia, asociada a trastornos de la masticación y la deglución.

Figura 14. Lesión del doceavo nervio craneal izquierdo (hipogloso).

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Fisiología de la actividad eléctrica del cerebro: electroencefalografía

Fisiología de la actividad eléctrica del cerebro: electroencefalografía

Resultado de aprendizaje

El estudiante:

Analiza los fundamentos fisiológicos básicos de la electroencefalografía.

Identifica los principales tipos de ritmos que conforman el electroencefalograma (EEG).

 

  1. Introducción

En 1875, Richard Caton, publicó la primera evidencia conocida sobre las oscilaciones eléctricas en el cerebro. De sus resultados realizados en modelos animales reportó: «Existen corrientes débiles de direcciones variables que pasan a través del multiplicador cuando los electrodos se colocan en dos puntos de la superficie externa, o un electrodo en la materia gris y otro en la superficie del cráneo«. Además, «la corriente por lo general está en constante fluctuación; el índice de oscilación es generalmente pequeño … En ocasiones, se observan grandes fluctuaciones, que en algunos casos coinciden con los movimientos musculares o cambios en el estado mental del animal». Los primeros registros en humanos fueron reportados por Hans Berger en 1929 y es por esto por lo que se le conoce como el padre de la electroencefalogafía (Ahmed and Cash 2013).

¿En dónde se generan estas oscilaciones en el potencial eléctrico?

Cualquier corriente transmembranal genera una contribución al potencial eléctrico local extracelular; sin embargo, la dimensión de la contribución depende de la intensidad y duración de la corriente. Así, el potencial local de campo medido en un punto va a estar determinado principalmente por los flujos de corriente a través de las membranas de las células más cercanas. Existen múltiples contribuciones a la corriente extracelular provenientes de: 1) el intercambio de información axón-dendritas “actividad sináptica” (en general se acepta que este es el principal contribuyente a las oscilaciones observadas en un registro de EEG (Schomer and Da Silva 2018)); 2) corrientes generadas por potenciales de acción; 3) corrientes intrínsecas u oscilaciones espontáneas en el potencial de membrana de las células; 4) sinapsis eléctricas; 5) fluctuaciones lentas en el potencial eléctrico de células gliales.

En resumen, el electroencefalograma es el resultado de la suma de los potenciales eléctricos locales, que son básicamente despolarizaciones e hiperpolarizaciones a través de las membranas neuronales. Los factores que determinan que un potencial sea registrado en la superficie dependerá de su voltaje, grado de sincronía en las descargas, organización anatómica de las células involucradas, área cortical involucrada, sitio de participación cortical respecto a las circunvoluciones, distancia hacia los electrodos, elección de los montajes de los electrodos, y la resistencia de los electrodos.

El intercambio de información entre las células del sistema nervioso se da por medio de corrientes eléctricas. En conjunto, esta actividad neuronal da origen a variaciones del potencial eléctrico en el espacio extracelular, variaciones en espacio y tiempo que pueden ser registradas y estudiadas para caracterizar sistemas neuronales. Estas oscilaciones en el potencial eléctrico local se han categorizado en diferentes bandas de frecuencia bien definidas (ritmos) que van aproximadamente desde 0.05 Hz hasta 500 Hz (en la Fig. 1 se ejemplifican las bandas de mayor uso en la clínica).

Fig. 1. Ritmos clásicos que se evalúan en un EEG en la clínica.

Diferentes ritmos se han sido asociado a la activación de redes locales de neuronas ligadas transitoriamente por conexiones dinámicas reciprocas. A estas redes se les denomina ensambles neuronales y dentro del cerebro, se piensa que la computación de todo acto cognitivo reside en el surgimiento de un ensamble neuronal específico (Varela, Lachaux et al. 2001, Barrett 2013). Al efectuar un electroencefalograma (EEG), los electrodos se colocan en lugares estándares y se organizan en diferentes montajes que permiten enfatizar diferentes características de las oscilaciones normales o patológicas. En el registro se obtienen una variedad de ondas diferentes para cada derivación (Roy 2017). Cada derivación del EEG representa la diferencia de potencial a lo largo del tiempo, registrada entre dos electrodos. Para fines de aplicación clínica, se consideran básicamente cinco ritmos: alfa, beta, theta, delta y gamma, a continuación, describiremos brevemente las características de uno de ellos (Barrett 2013, Koeppen and Stanton 2017, Rhoades and Bell 2018).

 

  1. Alfa (8 a 13 Hz; y bajo voltaje con amplitudes medias entre 30 y 50 µV)

El ritmo Alfa aparece cuando el sujeto está relajado en estado de vigilia y con los ojos cerrados. Es bloqueado o atenuado por la apertura de ojos y el esfuerzo mental, tal como hacer cálculos o concentrarse en una idea. Es por ello por lo que parece indicar el grado de activación cortical; mientras mayor sea la activación menor la actividad alfa. Las ondas alfa tienen mayor expresión en ambas regiones occipitales y frontales, con un campo de distribución que alcanza también zonas parietales y temporales posteriores. La mayoría de los sujetos normales presentan una asimetría del ritmo alfa, a menudo, la amplitud es mayor en el hemisferio derecho. En niños se puede registrar desde los 6 años, pero a los diez ya está perfectamente establecido.

 

  1. Beta (13 a 30 Hz y voltaje <20 µV).

Se observa en individuos despiertos, alertas y con los ojos abiertos, este ritmo es dominante si se encuentra en actividad mental y preferentemente se observa en regiones anteriores (frontales). Su distribución es fronto-central y puede haber reactividad ante estímulos táctiles y actividad motora de las extremidades contralaterales. Puede estar ausente o reducido en áreas con daño cortical y ser acentuado por drogas hipnóticas o sedantes.

  1. Theta (4 a 8 Hz; con mayor amplitud >30 µV).

Se registra en sujetos durante el sueño, principalmente el sueño MOR (Movimientos Oculares Rápidos). El ritmo theta no se ve en un adulto despierto, pero es normal en niños despiertos hasta la adolescencia. Su distribución preferentemente está en las regiones de los lóbulos temporales. Algunos investigadores separan esa banda de frecuencias en dos componentes, la actividad Theta baja (4 – 6 Hz) correlacionada con un estado de vigilia disminuida y somnolencia aumentada, y la actividad Theta alta (6 – 8 Hz) la cual se ve aumentada durante tareas que involucran a la memoria de trabajo.

  1. Delta (entre 0,5 y 4 Hz; y un voltaje muy alto hasta 100 – 200 µV).

El ritmo Delta es el ritmo dominante en las etapas 3 y 4 del sueño, pero no se ve en el adulto consciente. Tiende a tener la mayor amplitud de todas las ondas componentes del EEG. Su aparición en estado de vigilia representa una patología. En etapas pediátricas puede presentarse y se considera un signo del grado de madurez de la corteza cerebral. En algunas ocasiones los artefactos causados por los movimientos musculares pueden producir ondas en la misma banda de frecuencia.

  1. Gamma (entre 30 y 50 Hz).

Puede ser asociado con la actividad mental superior, incluyendo percepción y conciencia y desaparece bajo anestesia general. Una sugerencia es que el ritmo Gamma refleja la actividad mental envuelta en la integración de varios aspectos de un objeto (color, forma, movimiento, etc) para formar una imagen coherente.

 

Al hacer un análisis básico del electroencefalograma se busca identificar visualmente los cambios a lo largo del tiempo de la frecuencia, amplitud, fase, y morfología de las ondas registradas. En particular se pone atención a:

  • Patrones (amplitud, frecuencia, morfología, duración, sincronia) de acuerdo con la edad.
  • Patrones de acuerdo con el estado de conciencia, vigilia, sueño, coma, etc.
  • Distribución topográfica.
  • Reactividad ante diferentes manobras de activación.
  • Organización de otros grafoelementos normales (Ondas V, ondas lambda, complejos K, husos de sueño).
  • Grafoelementos anormales y condiciones desencadenantes.
  • Artefactos (potenciales miogénicos, movimientos de la lengua, movimientos de los ojos, electrodos, ruido eléctrico de 60 Hz, etc).

 

     El uso cada vez más extendido de computadoras permite el análisis cualitativo de actividad electroencefalográfica, así como la representación compactada por bandas de frecuencia o su presentación topográfica a colores en un esquema de la superficie de la cabeza. En forma simplificada el principio se basa en considerar a la actividad eléctrica cortical como una mezcla de fluctuaciones de voltaje sinusoidales y rítmicas que cubren un amplio rango de frecuencias. Esto se denomina banda de frecuencia o espectro de frecuencia. El espectro de frecuencia se puede descomponer en un número de ondas sinusoidales separándolas por sus diferentes frecuencias, amplitudes y valores de fase. Para hacer el análisis espectral se emplea clásicamente un método conocido como análisis de series de Fourier.

 

  1. Metodología

Materiales

  1. Electrodos de copa de oro
  2. Pasta conductora Ten 20
  3. Algodón y alcohol
  4. Isopos
  5. Silla
  6. Tela quirúrgica o sanitas
  7. Tijeras
  8. Sistema de registro Cadwell
  9. Actividades en la sesión

Actividad 1. Colocación de los electrodos y preparación del programa de registro.

Se realiza la distribución acorde al sistema internacional 10/20 en el cuero cabelludo. Como se muestra en la figura 2.

 

Fig. 2. Colocación de los electrodos según el sistema 10-20. A) vista lateral y B) vista superior. F = Frontal, C = central, P = Parietal, O = Occipital, A = Auricular.

 

Instrucciones para colocar los electrodos1:

1.- Obtenga las siguientes medidas: Inión–nasión cm (pasando por el vértex.) Perímetro cefálico: ___ cm Trago-trago: ____cm (depresión inmediata por delante del pabellón auricular)

2.- Coloque el electrodo central Cz a la mitad de la distancia entre inión y nasión (50 %) y a la mitad de la distancia trago a trago.

3.- Medir el 20% de distancia inión-nasión hacia delante de Cz en la línea media colocar Fz y en lado posterior Cz, así completara línea media.

4.- Seguir con el eje coronal de trago a trago.

5.- Completar con electrodos frontales F3, F4 y P3, P4.

6.- Ahora se mide la circunferencia de la cabeza, pasando la cinta métrica por T4 y T3. En este plano y al 20 y 40% de la medida de la circunferencia y por delante de T4 se localiza F8 y FP2, de igual forma en lado izquierdo se localizarán F7 y FP1. Pasar por atrás de T4 también al 20% y 40% de la medida de la circunferencia colocar T6 y 02 y del lado izquierdo T5 Y 01, hasta completar el montaje.

7.- Coloque referencias en mastoides o pabellón auricular A1 y A2.

8.- Conecte los electrodos al equipo de registro (Amplificador Easy III, Cadwell) en las entradas correspondientes para cada electrodo. Tener cuidado de no doblar los electrodos, dado que son cables muy finos y se pueden romper fácilmente.

9.- En el escritorio elija el programa Cadwell, e ingrese los datos del participante, al finalizar elija Start Recording con opción de EEG.

10.- Verifique que su impedancia sea menor a 5 K. (Figura 3).

11.- Se recomienda utilizar una sensibilidad de 7.1 µV/mm y una velocidad de 1 segundo/división.

 

1Nota: Una vez ubicada la región, tome un hisopo y divida a la mitad el cabello, limpie el área con alcohol y luego con pasta Nuprep. Tome la base del electrodo de copa con el índice y cuidadosamente tome una porción de pasta Ten 20. Para fijar el electrodo se recomienda colocar un círculo de tela quirúrgica o sanita, así se fijará mejor el electrodo al cuero cabelludo. Se recomienda que los cables ordenadamente vayan en dirección paralela de lóbulo frontal a parietal.

Fig. 3. Comprobación de impedancia desde software Easy III: Haga clic en el botón Impedancia de la barra de herramientas Easy III EEG/LTM. Niveles de impedancia que son buenos se mostrarán con fondo de color verde en la entrada. En el ejemplo siguiente, la impedancia es mayor que 20 K, por lo tanto, el color de fondo es de color rojo.

 

Actividad 2. Registro de electroencefalograma (desarrollo de la práctica)

 

1.- Identificación de artefactos que se presentan en el EEG.

  • Artefacto de origen muscular: el sujeto presiona con cuidado la mandíbula, aprieta ojos y frunce el ceño durante 10 segundo.
  • Artefacto por movimiento de ojos: Se solicita al sujeto que abra y cierre los ojos o que los mueva de manera horizontal.
  • Artefacto de mover la lengua: Se solicita al sujeto que mueva la lengua dentro de su cavidad bucal
  • Artefacto de movimiento: Mover con cuidado la cabeza de lado izquierdo a derecho.
  • Artefacto de electrodo con alta resistencia: Con cuidado se quita un electrodo del cuero cabelludo para lograr que un canal no registre.
  • Artefacto de ruido de 60 Hz. Se coloca algún aparato eléctrico cerca del amplificador.

 

2.- Identificación de ritmos alfa y beta.

El sujeto de estudio permanecerá en posición sentada, en reposo, relajado, con los ojos cerrados y sin moverlos durante los 15 segundos que dura el registro.

El sujeto de estudio permanecerá en posición sentada, en reposo, relajado, con los ojos abiertos sin moverlos y sin parpadear durante los 15 segundos que dura el registro.

El sujeto de estudio nuevamente permanecerá en posición sentada, en reposo, relajado, con los ojos cerrados y sin moverlos durante los 15 segundos que dura el registro.

 

3.- Identificación de estímulos que pueden modificar los ritmos presentes (maniobras de activación).

Pensamiento abstracto. El sujeto de estudio permanecerá en posición sentada, en reposo, relajado, con los ojos cerrados y sin moverlos durante 20 segundos.

El sujeto de estudio permanecerá en posición sentada, en reposo, relajado, con los ojos cerrados y sin moverlos durante 20 segundos mientras que realiza cálculos mentales.

Efecto de la música. El sujeto en posición sentado con los ojos cerrados y con cuidado se le presenta Música Clásica o Música de Rock durante 20 segundos.

Efecto de la hiperventilación. Sujeto con ojos cerrados sin moverlos, se registran 20 segundos en condiciones basales y después se le pide que hiperventile por 2 minutos, se comparan ambos registros.

Efecto de la fotoestimulación. Colocar la lámpara estroboscópica frente al sujeto y estimular a diferentes Hz durante 10 segundos.

 

4.- Cambios en la actividad oscilatoria durante el sueño.

Si se solicitó al participante desvelarse se pueden registrar algunas fases de sueño, sin embargo, usualmente se requiere que el trazado contenga por lo menos 20 minutos de registro técnicamente satisfactorio.

  1. Referencias
  2. Barrett, K. E. (2013). Ganong fisiología médica (24a. ed.), McGraw Hill Mexico.
  3. Koeppen, B. M. and B. A. Stanton (2017). Berne and Levy Physiology E-Book, Elsevier Health Sciences.
  4. Rhoades, R. A. and D. R. Bell (2018). Fisiología Médica: Fundamentos de Medicina Clínica, Lippincott Williams & Wilkins.

 

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Exploración neurológica vía visual y sistema vestibulococlear.

Exploración neurológica vía visual y sistema vestibulococlear.

Objetivo de aprendizaje

 

Explicar los principios de la codificación de la información, las vías neuronales y la exploración de la vista y el sistema vestibulococlear.

 

Resultado de aprendizaje

  • Describe las principales vías de transducción de señales, así como los circuitos neuronales implicados en la vista, audición y vestíbulo a través de la ejecución de pruebas de exploración neurológica.
  • Predice las características clínicas a partir de supuestos patológicos en las vías de algunos nervios craneales.

Glosario de términos 

Tiempo de latencia: Tiempo transcurrido (ms) desde la presencia del estímulo a la visualización de la respuesta en el registro.

Discromatopsia: alteración de la visión de los colores, entre los que se encuentran el daltonismo.

Miosis: Termino utilizado para indicar la disminución del tamaño o contracción de la pupila.

Nistagmo: Es el movimiento rápido e incontrolado de los ojos, el cual puede ser horizontal, vertical o giratorio.

Movimientos sacádicos: Es el movimiento de los ojos para buscar partes interesantes de una escena y construyendo un mapa mental referente a ella.

Esta práctica se dividirá en tres secciones: 1) Introducción, 2) vía visual y desarrollo de la práctica, y

3) vía vestibulococlear y desarrollo de la práctica. También se pueden realizar potenciales evocados visuales y auditivos (ver Anexo, al final de esta práctica).

1. Introducción 

La exploración neurológica es una de las herramientas clínicas más importantes con las que cuentan los médicos para detectar y diagnosticar alteraciones del sistema nervioso central. Para llevarla a cabo, se deben tener conocimientos de la anatomía y la fisiología del sistema nervioso, así como las principales alteraciones y su relación con lesiones detectables. En esta practica se revisará la vía visual y el sistema vestibulococlear a partir de su exploración y de manera opcional, la evaluación con potenciales evocados. Se denomina potencial evocado a la actividad eléctrica generada en el tejido nervioso como respuesta a un estímulo. Existen numerosos tipos de potenciales en función del estímulo sensorial realizado (auditivo, visual o somatosensorial).

 

2. Vía visual

La vía visual está en relación con el segundo nervio craneal (óptico), mientras que sus reflejos están relacionados con el tercer (motor ocular común) y quinto nervio craneal (trigémino). 

 

Segundo nervio craneal (Óptico)

En la vía visual, los axones de las neuronas ganglionares de la retina forman el nervio óptico o segundo nervio craneal, que se dirige al quiasma óptico empaquetados en dos partes (la parte nasal y la parte temporal), en el quiasma se entrecruzan (pero solo se cruza la información de la parte nasal, mientras que la parte temporal permanece intacta) y dirigen a través de las cintillas ópticas al núcleo geniculado lateral. Una vez haciendo relevo en dicha región talámica pueden salir fibras conocidas como radiación óptica que van hacia el área visual primaria (área 17 de Brodmann), secundaria y terciaria (área 18 y 19 de Brodmann, respectivamente) (Figura 1). Esta vía también tiene fibras colaterales hacia el colículo superior para regular la actividad de los núcleos de los nervios III y IV para los movimientos conjugados.

Figura 1.  Vía óptica (derecha) y sus alteraciones del campo visual (izquierdo). 1. Nervio óptico. 2. Quiasma óptico. 3. Quiasma óptico. 4. Cintilla óptica. 5, 6 y 7. Radiaciones ópticas.

 

  • Exploración de la vía visual

Materiales

  • Tabla de Snellen
  • Tabla de Ishihara
  • Oftalmoscopio
  • Lámpara de exploración (puede ser la del oftalmoscopio)

 

Técnica de exploración:

Van a realizar cada una de las actividades que se muestran a continuación y comparar sus resultados con los otros compañeros del grupo.

 

  1. Agudeza visual: se valora con las pruebas para la visión lejana (tabla de Snellen) y visión cercana (cartilla de Jeager). La tabla de Snellen consiste en una serie de letras de tamaño decreciente colocadas a una distancia de 6 metros: el paciente debe leer cada línea desde la primera hasta que no sea capaz de distinguir más detalles.
  2. Campimetría: El método más accesible es realizar la campimetría por confrontación. En esta el explorador se coloca frente al paciente y compara el su campo visual con el del paciente (considerando que la persona que explora se considera como alguien sin alteraciones). Se realiza movilizando un objeto (lápiz o pluma con tapa de color) para valorar los cuadrantes de cada ojo.
  3. Colorimetría: Se realiza con las tablas de Ishihara, se le solicita al paciente que lea un numero compuestos por números de distintos colores distribuidos sobre un fondo de puntos de diferentes colores. Cuando una persona tiene alguna discromatopsia, leen un número, mientras que las personas con visión cromática normal leen otro.
  4. Fondo de ojo: Se realiza con un oftalmoscopio, para realizarlo es importante que haya poca luz en el lugar para que la pupila se encuentre dilatada e inicialmente no se recomienda dilatar farmacológicamente las pupilas del paciente.

Se le indica al paciente que se retire los lentes en caso de tener (también al explorador) y mire a un punto fijo durante todo el examen. El explorador se coloca a 10 cm del paciente, utilizando el oftalmoscopio en su mano derecha, para evaluar el ojo derecho del paciente, su mano libre apoyada sobre la cabeza del paciente y utilizando el pulgar para mantener el parpado superior abierto, de la misma manera realiza la revisión del ojo contrario. Se evalúan las siguientes estructuras: papila o disco óptico, las arterias retinianas, las venas retinianas, su relación debe ser de 2/3, la excavación fisiológica y por último la macula (figura 2).

Figura 2. Componentes del fondo de ojo normal (ojo izquierdo). 1. Papila óptica; 2. Mácula; 3. Arteria; 4. Vena.

  1. Reflejo fotomotor: Para evaluarlo, el explorador se coloca frente al paciente, con una ligera lateralización para evitar provocar el reflejo de acomodación. Se evalúa cada pupila por separado, estimulándola con una luz más intensa que la ambiental y en una persona sin alteraciones se deberá provocar miosis.
  2. Reflejo consensual: Se estimula con una luz un ojo y se observa la respuesta pupilar en el ojo opuesto (miosis), para que sea explore de manera adecuada, el explorador debe colocar la mano sobre le línea media en la nariz del paciente para evitar que la luz puesta en el ojo estimulado llegue al otro ojo.
  3. Reflejo de acomodación y convergencia: Se le solicita al paciente que mire a un punto lejano y después dirija su mirada hacía el dedo del explorador colocado a 30 cm, entonces se producir miosis y convergencia de los ojos.

 

Una vez hechas las comparaciones respondan:

  1. ¿Los resultados fueron iguales?
  2. Si existieron variaciones, ¿a qué pudo deberse?
  3. ¿Existes compañeros con miopía o astigmatismo? y ¿cuál es la fisiopatología de estas alteraciones visuales?
  4. ¿Los reflejos de acomodación fueron iguales en todos los compañeros? ¿Por qué?
  5. Algunas intoxicaciones por drogas se pueden ver en los ojos ¿qué se está buscando?

 

3.       Sistema vestibulococlear

 

El nervio vestibulococlear es el octavo nervio craneal y consta de dos partes: el nervio vestibular y el coclear. Ambos comienzan en el oído interno (figura 3).

El nervio vestibular lleva información desde el sáculo y el utrículo sobre la posición de la cabeza y desde los conductos semicirculares sobre los movimientos de esta. Está formado por un complejo de núcleos cuyas fibras aferentes provienen del sáculo, utrículo y los conductos semicirculares. Sus fibras eferentes alcanzan el cerebelo a través del pedúnculo cerebeloso inferior y descienden hasta la médula espinal para formar el fascículo vestibuloespinal. A través del fascículo longitudinal medial se comunican con los N. III, IV y VI. Las fibras ascendentes llegan hasta la corteza.

Figura 3. Se observa la distribución del oído en externo (pabellón auricular y canal auditivo), medio (membrana timpánica, martillo, yunque y estribo) e interno (cóclea, canales semicirculares, utrículo, sáculo, nervio auditivo y nervio coclear).

 

El nervio coclear pertenece a la vía auditiva, esta a su vez se puede dividir en central y periférica. La vía involucrada en el procesamiento del estímulo sonoro es la vía auditiva central, en la cual las fibras aferentes cocleares realizan sinapsis en las neuronas de los núcleos cocleares dorsales y ventrales. Estas neuronas dan lugar a axones que contribuyen a las vías auditivas centrales. Algunos de los axones procedentes de los núcleos cocleares se decusan al lado contralateral y ascienden por el lemnisco lateral, el principal tracto auditivo ascendente. Otros conectan con varios núcleos ipsilaterales o contralaterales, como los núcleos olivares superiores, que se proyectan a través de los lemniscos laterales ipsilateral y contralateral. Cada lemnisco lateral finaliza en un colículo inferior. Las neuronas del colículo inferior se proyectan hacia el núcleo geniculado medial del tálamo, que da lugar a la radiación auditiva. La radiación auditiva finaliza en la corteza auditiva (áreas 41 y 42), localizada en las circunvoluciones temporales transversales del lóbulo temporal (figura 4).

Figura 4. Esquema de la vía auditiva.

 

3.1 Exploración de la vía vestibulococlear.

Técnica de exploración:

Los componentes del nervio vestibulococlear se exploran separados.

 

3.1.1 Material para explorar el nervio coclear:

  • Diapasón

 

Nervio coclear: Debe valorarse la conducción aérea y ósea del sonido mediante las pruebas de Rinne y de Weber (figura 5).

En la prueba de Rinne se coloca el mango del diapasón en la apófisis mastoides del sujeto examinado, pidiéndole que nos diga cuándo deja de percibirlo; a continuación, acercamos las varillas del diapasón al pabellón auditivo pidiéndole que nos diga si percibe aún por vía aérea. La vibración del diapasón colocado frente al pabellón auricular debe de ser más fuerte y duradera que la percibida sobre la apófisis mastoides, esto es un Rinne normal o positivo (figuras 5B y 5C).

En la prueba de Weber se coloca el mango del diapasón en el centro de la frente del paciente, en condiciones normales la resonancia debe de ser la misma en ambos oídos. Cuando el sonido se escucha más en un lado que en otro se trata de lateralización del Weber (figura 5A).

Figura 5. Exploración del VIII nervio craneal (nervio coclear). A. Prueba de Weber. B y C. Prueba de Rinne.

3.1.2 Nervio vestibular

Material para explorar el nervio coclear:

  • Conocer la técnica de exploración.
  • Agua tibia a 7°C más que la temperatura corporal (36 + 7 = 43°C)
  • Pipetas o jeringas de 5 ml
  • 1 vaso para el agua tibia

 

a) Pruebas calóricas: se estimula el canal semicircular horizontal, y a través suyo, al nervio vestibular superior introduciendo agua a diferentes temperaturas. Se efectúa colocando al paciente en posición supina con la cabeza flexionada hacia arriba unos 30°. Durante la estimulación calórica con agua siete grados más calientes que el cuerpo se produce un nistagmo horizontal con el componente rápido hacia el oído estimulado. Un estímulo siete grados centígrados más frío que el cuerpo produce el efecto contrario sobre la columna de endolinfa, causando nistagmo que se dirige al lado opuesto al oído estimulado.

(Esta es una exploración habitual en la clínica, pero que no realizaremos en el laboratorio de Fisiología).

b) Reflejo vestibuloespinal: Este reflejo interviene en la posición de la cabeza con respecto al medio, para evaluarlo se le solicita al paciente que con los brazos e índices estirados al frente, toque con la punta de sus índices los índices del examinador. Debe repetir esta maniobra subiendo y bajando los miembros superiores con los ojos cerrados. Cuando existe una lesión los índices tienden a desviarse hacía el lado afectado.

c) Prueba de Romberg: Se le solicita al paciente que permanezca de pie en posición de firmes y con los ojos cerrados. Una persona sin alteraciones podrá mantenerse en dicha posición, mientras que una persona con alguna lesión vestibular tiende a inclinarse hacía un lado (lateropulsión) e incluso, aunque infrecuente puede caerse.

d) Prueba de Unterberger: Con el paciente de pie y los ojos cerrados, se le solicita que marque el paso sin moverse de lugar. En caso de que exista una lesión vestibular, se observa una rotación del cuerpo en el sentido del laberinto afectado.

 

Una vez realizadas las pruebas, comparen los resultados obtenidos entre sus compañeros y respondan:

  1. ¿Hubo diferencias entre los compañeros?
  2. ¿A qué se pueden deber estas diferencias?
  3. ¿En qué casos encontraríamos alteraciones de la vía auditiva?
  4. ¿En qué casos encontraríamos alteraciones del vestíbulo?

 

3.1.3 Viñeta clínica

Indicaciones: Lee la viñeta clínica que se presenta a continuación, investiga los términos que desconozcas y responde las preguntas que se encuentran posteriormente.

 

“Lactante de cuatro meses con movimientos horizontales conjugados de ambos ojos que se incrementan con el estímulo lumínico e inclinación cefálica de carácter intermitente. Las pupilas son isocóricas, normorreactivas con oculomotricidad y resto de exploración neurológica normal. La madre refiere que presenta dichos movimientos desde el mes y medio de vida. No refiere antecedentes personales de interés, con periodo neonatal, desarrollo psicomotor y antropométrico normal. Tras exploración oftalmológica con fondo de ojo y potenciales visuales evocados, exploración neurológica con resonancia magnética normal, es diagnosticado de nistagmo congénito motor”.

  1. ¿Qué es el nistagmo congénito?
  2. ¿Por qué se puede presentar nistagmo en un lactante?
  3. Desarrolla una hipótesis sobre ¿a qué se puede deber este nistagmo?

 

4.       Referencias

  • Fisiología Humana. Un enfoque integrado. 8va Edición. Médica Panamericana. 2019.
  • Kandel, Schwartz, Jessell, Siegelbaum & Hudspeth. Principles of neural Science. 6ª Edición. Mcgraw-Hill. 2021.
  • Argente y Álvarez. Semiología Médica. (3ª. Ed). Buenos Aires, Argentina: Médica Panamericana; 2021.
  • Ropper A, Samuels M. Adams y Víctor, Principios de neurología. 9ª ed. México: McGraw-Hill I; 2011.
  • García Ballesteros, J. G., Garrido Robres, J. A., & Martín Villuendas, A. B. Exploración neurológica y atención primaria. Bloque I: pares craneales, sensibilidad, signos meníngeos. Cerebelo y coordinación [10.1016/j.semerg.2011.02.009]. Medicina de Familia. SEMERGEN. https://doi.org/10.1016/j.semerg.2011.02.009
  • O. C. (2014). Potenciales evocados auditivos de corteza: Complejo P1-N1-P2 y sus aplicaciones clínicas. Revista De Otorrinolaringología Y Cirugía De Cabeza Y Cuello, 74(3), 266-274. doi:10.4067/s0718-48162014000300012
  • Resa Serrano E, Blasco Ventas A, Jiménez-Castellanos Holgado L, García Carreras J, Alcaide Sarabia M, Torres Torres MC. Nistagmo en un lactante, ¿cuándo debo alarmarme? Rev Pediatr Aten Primaria Supl. 2021;(30):240-1.

 

Anexo: Potenciales evocados

 

Materiales

  • Electromiógrafo con programas de captura y registro para potenciales evocados.
  • Electrodos de superficie (activo-referencia-tierra).
  • Gel conductor.
  • Algodón y alcohol.

 

Potenciales evocados visuales (PEV)

En los PEV PATTERN (Cuando se usa el estímulo en forma de tablero de ajedrez) se identifican normalmente tres picos, con variación sucesiva de la polaridad negativa-positiva-negativa respectivamente, con latencias de los picos de 70 ms, 100 ms y 135 ms, la P-100, o primera positividad que ocurre en latencia alrededor de los 100 ms, es la más constante y útil en el estudio clínico. Su latencia normal varía entre 89 y 114 ms con una amplitud de 3-21 μV. y un rango de diferencia máxima entre los dos ojos de 6 ms.

Metodología para la prueba de PEV

  1. Condiciones del sujeto de experimentación:
    1. El sujeto se sienta cómodamente en una silla, frente a la pantalla de computadora (instalada a 85 cm del nasión).
    2. Previo a la realización del examen se le hace un chequeo de la agudeza visual. Si el sujeto lleva gafas de corrección, el examen de PEV se hace con éstas. Se cubre con un parche negro el ojo que no va a ser examinado.
  2. La respuesta evocada se registra mediante la colocación de electrodos en el área occipital. Se emplea el montaje de Halliday con un mínimo de 5 electrodos colocados de la siguiente forma: el electrodo central en la línea media, a 5 cm por encima del inion; los demás electrodos desde aquel punto lateral 5 y 10 cm a cada lado; estos registran las respuestas de cada hemisferio. Como referencia, se utiliza un electrodo colocado en FZ del sistema 10-20 y un electrodo de tierra se coloca en el lóbulo de una de las orejas del sujeto o bien en FPZ (del sistema 10-20). La impedancia de los electrodos se mantiene estrictamente por debajo de los 5 000 Ohm. Después de la colocación de los electrodos, se procede a oscurecer el cuarto de examen (lo mejor posible).
  3. La técnica para la obtención de los PEV consiste en aplicar un estímulo visual de patrón de cuadros reversibles en un tablero de ajedrez que aparece en la pantalla de la computadora, en el cual el cuadro blanco se vuelve negro y el negro se vuelve blanco con una frecuencia de 2 cambios en un segundo. Este estímulo se presenta por separado en cada ojo al campo visual completo, a cada uno de los hemicampos y al campo central.
  4. La respuesta recogida por los electrodos es amplificada 33 000 veces y filtrada a 0.1-200 HZ. Se promedian 100 barridos de 320 ms de duración.
  5. Para garantizar la exactitud de las respuestas se realiza un mínimo de 2 ensayos prueba.

Procedimiento

  1. Se realiza la exploración de cada ojo por separado, por lo que se ocluye alternativamente cada uno de los ojos con un cartón obscuro, dejando libre el ojo que va a ser estimulado.
  2. La estimulación inicia cuando los cuadrados comienzan a alternarse rítmicamente de forma y color, según una frecuencia establecida, quedando fijo el punto guía en el centro de la pantalla.
  3. Se suelen utilizar dos series de 100 estímulos por cada ojo y en dos frecuencias espaciales diferentes para el tablero de ajedrez, es decir, una frecuencia baja con cuadrados grandes y en menor número y una frecuencia alta con cuadrados más pequeños y en mayor número.
  4. Se le pide a la persona que mire fijamente al punto guía (centro de la pantalla), procurando no perderlo de vista ni distraerse con el movimiento alterno de los cuadrados, debiendo permanecer atento y concentrado.

Figura anexo 1. Localización posterior de los electrodos en los PEV.

Potenciales evocados auditivos (PEA)

Para que una persona pueda percibir un sonido requiere de la activación de la vía auditiva periférica y central, la primera se encarga de la transformación de las variaciones de presión sonora que llegan al tímpano en impulsos eléctricos y la segunda de la interpretación de estos estímulos en el SNC. La activación de la vía auditiva central se puede estudiar mediante potenciales evocados auditivos (PEA). El parámetro más utilizado para evaluarlos es el tiempo de latencia, definido como el tiempo transcurrido (ms) desde la presencia del estímulo a la visualización de la respuesta. A partir de esta clasificación es posible agrupar a los PEAT (potencial evocado auditivo de tronco cerebral) de latencia temprana, media y tardía.

El PEAT corresponde a un PEA de latencia temprana que nos permite evaluar la vía auditiva. Para hacerlo se utiliza como estímulo un sonido breve como un “clic”, generados por un estimulador que se coloca en la región mastoidea. El estímulo se aplica en el lado a evaluar mientras se enmascara la audición del otro lado con ruido blanco. La ventaja de este método es que permite evaluar cada vía auditiva por separado.

En cada oído se registra una serie de cinco ondas y cada una de ellas corresponde con un punto distinto dentro de la vía auditiva central, se observan respuestas en los primeros 10 ms, y tienen gran utilidad clínica como herramienta para la estimación de la audición, así como en el topodiagnóstico de lesiones que afectan al sistema auditivo.

 

Metodología para la prueba de PEA

  1. Condiciones del sujeto de experimentación: El voluntario debe encontrarse en reposo, tranquilo y confortable.
  2. Condiciones del registro: Los electrodos que se colocan sobre la piel limpia (favorece una impedancia menor de 5 000 Ohm) siguiendo la técnica 10-20 para EEG, el electrodo activo en posición M1 y M2, dependiendo cual sea el lado estimulado (el registro se hace ipsilateral al estímulo), el electrodo de referencia se coloca en Cz y el de tierra en Fpz.

Características del estímulo:

  1. Se usan estímulos tipo clic de breve duración (100 μs), con una frecuencia de estimulación de 11.1 Hz para la fase neurológica y 33.1 Hz para la fase audiológica, la ventana de análisis es de 10 ms para la primera y 20 s para la segunda, se utilizan filtros de baja frecuencia (pasa altas) en 150 Hz y de alta frecuencia (pasa bajas) en 3000 Hz. Se obtiene un trazo promedio (de 1000 respuestas obtenidas), además se recomienda realizar una réplica para cada oído a evaluar.
  2. Se recomienda encontrar el umbral de cada oído, para lo cual, en la fase audiológica se disminuye intensidad de 10 en 10 dB hasta encontrar el umbral para cada oído (la mínima intensidad en donde se evoca la onda V).

Localización de electrodos:

La localización que se usa consiste en dos electrodos de referencia (en el lóbulo de cada oreja), un electrodo de tierra (en el nasión) y un electrodo activo (en el vertex, Cz).

Antes de iniciar, asegúrese que el paciente se encuentra cómodo (sentado o en decúbito dorsal) y siempre atento a la aplicación del estímulo.

  1. Inicie el programa de registro.
  2. Los filtros se encontrarán en 10-30 Hz y en 2,500-3,000 Hz (-3 dB).
  3. Asegúrese que el registro esté libre de ruido eléctrico.
  4. Defina dos canales de registro. El canal 1 es para el oído ipsilateral a Cz, el canal 2 para el contralateral.
  5. Registre la actividad eléctrica durante un minuto sin estimulación y verifique que el nivel de ruido eléctrico sea mínimo.
  6. Coloque los audiófonos en el sujeto y aplique un estímulo auditivo de frecuencia e intensidad conocidas en uno de los oídos.
  7. Use estímulos con las siguientes frecuencias: 5 Hz, 10 Hz, 100 Hz y 200 Hz.
  8. Ajuste intensidad del sonido para cada sujeto entre 40-80 dB.
  9. Verifique la respuesta fisiológica del individuo (regularmente se observa una serie de ondas en un intervalo de 10 ms).
    1. Puede aplicar un sonido blanco (ruido blanco de enmascaramiento en el oído contralateral al estimulado).
  10. Una vez registrada la respuesta a un estímulo auditivo almacénela en la computadora.
  11. Aplique el resto de las frecuencias de estimulación y almacene cada una de ellas.
  12. Repita el procedimiento anterior en el otro oído.
    1. Entre cada tren de estímulos deje descansar al sujeto durante 5 minutos.
  13. Repita el proceso anterior para estimulación biaural.

Figura anexo 2. Relación vía auditiva-respuesta eléctrica. PEA de latencia temprana.

Figura anexo 3. Integración de PEA de respuesta temprana a tardía.

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Fisiología de la contracción muscular y la conducción nerviosa

Fisiología de la contracción muscular y la conducción nerviosa

Resultado de aprendizaje

  • Describir las características del acoplamiento excitación-contracción en el músculo esquelético.
  • Demostrar el concepto de umbral al estimular nervios motores periféricos
  • Integrar la fisiología nerviosa y muscular en los estudios de velocidad de conducción nerviosa y electromiografía.

Indicador de evaluación

El estudiante:

  • Explica los mecanismos que participan en la transmisión neuromuscular y en la contracción muscular a través de los resultados de la práctica de laboratorio.

 

    1. Introducción

    Los estudios electrofisiológicos de electromiografía (EMG) y velocidad de conducción nerviosa (VCN), son técnicas diagnósticas de utilidad en la exploración del sistema nervioso periférico y del aparato musculoesquelético y la relación que existe entre ambas.

     

    1.1 Velocidad de Conducción Nerviosa

    Los estudios de conducción nerviosa son técnicas electrofisiológicas que permiten estudiar la propagación del impulso nervioso en cualquier nervio periférico que puede ser sensitivo, motor o mixto.

    Son especialmente útiles para el diagnóstico de la enfermedad de nervios periféricos (neuropatía), o como seguimiento de la recuperación tras una lesión. La valoración de la velocidad de conducción nerviosa (VCN) permite comparar los nervios de las extremidades o de regiones proximales de manera bilateral.

    El sistema nervioso periférico se compone de dos grandes grupos de fibras nerviosas: mielinizadas y no mielinizadas. La velocidad de conducción de una neurona depende del diámetro del axón y de la presencia de mielina que lo recubre. Cuanto mayor es el diámetro del axón, mayor es la velocidad de conducción de los potenciales de acción (clasificación de Erlanger y Gasser, tabla 1). En los humanos es posible medir la velocidad de conducción de grandes nervios, mediante el registro de los potenciales de acción, medidos extracelularmente sobre la superficie de la piel que cubre al nervio o mediante la activación del músculo que inervan. Los potenciales sensitivos se registran directamente sobre las fibras sensitivas del nervio con electrodos de superficie dispuestos sobre el trayecto del nervio.

    Tabla 1. Se describen los tipos de fibras nerviosas, si tienen mielina, la velocidad de conducción, el diámetro y el tipo de información que transmiten.

    El potencial motor compuesto registra la actividad eléctrica generada por la contracción muscular resultante de la estimulación de un nervio con fibras motoras y se registra con electrodos de superficie sobre el músculo específico. Para el registro, normalmente se utilizan 2 electrodos de superficie, donde un electrodo es activo y el otro es referencial. Se ponen en contacto con el músculo o sobre el nervio sensitivo.

    El electrodo activo tiene una localización proximal y el referencial se localiza distalmente. Estos 2 electrodos reciben el estímulo que provocamos en el nervio correspondiente. Para la estimulación, usualmente se usa un electrodo bipolar, donde un pulso de corriente se genera entre el cátodo, y el ánodo; este pulso de corriente despolariza al nervio adyacente y genera un potencial que se propaga a través de este. 

    Dicho estímulo debe realizarse de forma creciente hasta asegurar un estímulo máximo, es decir, un 20% superior al que evoca un potencial de amplitud máxima. En cada paciente varía la intensidad del estímulo dependiendo de varios factores, tales como, el grado de relajación del músculo, las condiciones de la piel, la presencia de edema, la cantidad de tejido adiposo, etc.

    Los parámetros por estudiar son los siguientes: 

    Latencia inicial: Es el tiempo transcurrido entre la estimulación y la aparición de la respuesta en un sitio de registro. Se mide en milisegundos (ms). 

    – Velocidad de conducción: se expresa en metros por segundo (m/s) y refleja la velocidad con la que se propaga el estímulo a través del nervio, desde la estimulación distal hasta la proximal en la conducción motora (VCM). Se expresa como resultante de la diferencia entre las latencias iniciales del potencial registrado en un sitio proximal y uno distal entre la distancia medida en milímetros (mm) que hay entre ambos estímulos. 

    Características del potencial: Se evalúa la forma, amplitud, duración y área bajo la curva. Las fibras nerviosas de mayor diámetro de los nervios periféricos conducen la corriente eléctrica por encima de 45 m/s transmitiendo el impulso de forma saltatoria entre los nódulos de Ranvier hasta llegar al músculo. 

     

    1.2 Electromiografía

    Se utiliza el término electromiografía (EMG) para referirse a las técnicas utilizadas en el estudio funcional del sistema neuromuscular tanto en reposo como durante una contracción. Su fundamento eléctrico se basa en el registro de potenciales bioeléctricos. Los equipos de EMG para el registro y análisis de los potenciales de acción del músculo están compuestos por electrodos de superficie o aguja que captan la señal y, una vez amplificados y filtrados, son convertidos en una señal digital. Además de la señal digital visual, los aparatos de EMG tienen altavoces para la captación acústica de la señal analógica.

    Patrón de descarga de la unidad motora. La unidad motora está formada o constituida por una sola neurona motora inferior (incluyendo el cuerpo celular y sus prolongaciones) y todas las fibras musculares inervadas por las ramificaciones de su axón.

    El músculo de un sujeto sano en reposo no muestra actividad eléctrica alguna en el EMG. Una contracción voluntaria media causa descargas de bajas frecuencias (1 o 2 impulsos por segundo), de una o pocas unidades motoras.  El esfuerzo incrementa la fuerza muscular y se asocia con dos cambios relacionados pero separados en el patrón de descarga de la unidad motora: a) reclutamiento de las unidades previamente inactivas, y b) mayor rapidez en el disparo de las unidades ya activadas. 

    Un sujeto sano puede ser capaz de activar una o dos unidades motoras inicialmente. Las unidades motoras activadas son pequeñas y probablemente representan las fibras musculares de tipo I. Aquellas que son reclutadas más tarde son considerablemente más grandes y reflejan la participación de las unidades de tipo II, a esto se le conoce como “principio de tamaño” o “ley de Henneman” (figura 1). Normalmente la frecuencia de disparo es de 10 a 12 Hz.

    Figura 1. La Ley de Henneman o el “principio del tamaño») establece que, dado que el tamaño de las motoneuronas determina su umbral de excitación, durante la aplicación de una fuerza muscular las unidades motoras de menor tamaño serán las primeras en reclutarse, y en la medida en que el esfuerzo lo requiera, se irán reclutando más unidades motoras en un patrón estereotipado según su progresivo tamaño (Parodi, 2017).

     

    Patrón de reclutamiento o interferencia. Cuando se incrementa la fuerza de contracción, se van sumando un mayor número de unidades motoras activas que empiezan a disparar rápidamente. La activación simultánea de muchas unidades motoras es un fenómeno llamado reclutamiento y no permite el reconocimiento de potenciales de unidades motoras individuales. Esta respuesta sumatoria usualmente se refiere como patrón de interferencia. Este patrón es una medida de la densidad o número de espigas que se generan y el promedio de amplitud de todos los potenciales de la unidad motora. La configuración y la frecuencia de disparo de cada potencial de la unidad motora, depende del número de neuronas motoras capaces de estar descargando. Al analizar el patrón de interferencia, es importante determinar no sólo cómo descargan las unidades motoras, sino también el número de unidades disparando proporcionalmente para alcanzar la fuerza muscular ejercida. El músculo a máximo esfuerzo es el resultado de la contracción de todas las unidades motoras funcionantes en el músculo en cuestión. Durante el esfuerzo máximo, las unidades motoras aisladas descargan a frecuencias en el rango de 25 a 50 impulsos por segundo. En el músculo normal aparece un trazado muy rico o interferencial que borra la línea base como consecuencia de que las unidades motoras aumentan de frecuencia de contracción y a su vez hay un mayor reclutamiento de unidades motoras.

    1. Actividad

     

    2.1 Preguntas

    Lee las siguientes preguntas y responde:

    a) ¿Es la fuerza de tu brazo derecho diferente a la de tu brazo izquierdo?

    b) Cuándo se sostiene un objeto de manera constante, ¿el número de unidades motoras permanece igual? ¿Son usadas las mismas unidades motoras durante todo el tiempo que se sostiene el objeto?

    c) Con la fatiga, la fuerza muscular disminuye, ¿qué proceso fisiológico explica la declinación en la fuerza?

    d) Define unidad motora.

    e) Define reclutamiento de unidades motoras.

    f) Define fatiga.

    g) Define EMG.

    f) Define dinamometría.

     

    Material para la práctica:

    • Electromiógrafo Cadwell y Computadora (figura 2).
    • Programa de captura y registro
    • Juego de electrodos de superficie con cables
    • Gel conductor
    • Algodón – Alcohol
    • Voluntarios para registros
    • Cinta métrica 

    Figura 2. Equipo Cadwell, con equipo de cómputo y estimulador

     

    • Práctica de VCN 

     

    Colocación de los electrodos 

     

    Para la realización de esta práctica, siga las instrucciones del docente.

    1) En la sección de ayuda del programa (ver manual operativo, o en la sección “help” del programa) se señalan claramente los puntos de estimulación y registro para la exploración de diferentes nervios. Pueden seleccionar distintos nervios, sin embargo, recomendamos el nervio mediano.

     Figura 3. Ejemplo de técnica adecuada de estimulación, proximal 2A y distal 2B de nervio mediano.

    2) Obtenga los registros de la actividad nerviosa a diferentes distancias de la ubicación de los electrodos de estimulación. Debe haber medido dichas distancias para poder calcular.

    3) Obtenga registros de velocidad de conducción de fibras motoras y mida las velocidades de conducción.

    4) Si es posible, se puede sumergir el brazo en agua fría o tibia y comparar lo obtenido con el brazo a temperatura ambiente, para que se evidencien los cambios de VNC con los cambios de temperatura.

    5) Mediante el programa del equipo puede usted medir para ambos tipos de potenciales la latencia inicial, la latencia terminal, amplitud base y amplitud pico. Y en base a ellos obtener duración del potencial, área de este y al ingresar la distancia entre estímulos proximal y distal obtener también la velocidad de conducción.

    6) Midan diferentes nervios y compare de manera bilateral los resultados.

    7) Midan a diferentes compañeros de la clase.

    8) Tabulen sus resultados y compare los registros obtenidos para los diferentes estímulos utilizados y para vías motoras y sensitivas.

    9) Comparen los resultados de todos los alumnos medidos. 

    10) Evalúen si los valores de latencia, velocidad y amplitud se encuentran dentro de los valores de referencia (el programa muestra los valores de referencia, ver el manual operativo). 

    11) ¿Qué diferencias son evidentes en la morfología, amplitud, duración y latencias de los potenciales motores contra los sensoriales? 

    12) ¿Encuentra alguna diferencia entre los registros de un voluntario masculino y un femenino?

     

    2.3 Desarrollo de la práctica de EMG 

    Obtención de un electromiograma de superficie (EMG) estándar: 

    1) En un voluntario, seleccione el músculo del que se obtendrá el registro, bíceps braquial, por ejemplo. La superficie deberá estar descubierta, la región deberá estar libre de ropa, pulseras, relojes, etc. 

    2) Limpie con algodón y alcohol la región en donde se colocarán los electrodos de superficie. 

    3) Coloque un electrodo cerca de la inserción proximal del músculo en estudio y otro cerca de la inserción distal, de manera que queden paralelos a las fibras del músculo (esta ubicación se puede variar dependiendo de la longitud del músculo a explorar). Para la colocación adecuada de los electrodos, puede en la ventana del programa “ayuda”, seleccione el “EMG”, se abrirá una lista de los músculos que puede explorar y donde debería colocar los electrodos (figura 4).

    4) Coloque un tercer electrodo en cualquier otra parte del cuerpo, alejado del sitio donde se encuentren los electrodos de registro. 

    5) Una vez activado el sistema de registro se puede obtener un registro inicial como el que se muestra a continuación:

     Figura 4. Manual de referencias para la colocación de los electrodos.

     

    Obtención del EMG en diversas condiciones

     

    En un voluntario, comience el registro de la actividad muscular (figura 5) y realicen las siguientes maniobras:

    1) Contracción isotónica: Coloque los electrodos en los extremos del bíceps braquial y pida al paciente que levante un peso de valor conocido, registre el EMG de dicho movimiento. 

     2) Contracción isométrica: Coloque los electrodos en los extremos del bíceps braquial y pida al paciente que mantenga levantado el peso, manteniendo un ángulo de 45° entre el brazo y el antebrazo, registre el EMG de este fenómeno.

     3) Reclutamiento de unidades motoras: Con la misma preparación se pedirá al paciente que levante un peso cuyo valor se irá incrementando paulatinamente. Registre el EMG durante toda la operación. 

    4) Fatiga de contracción: Con la misma preparación pida al voluntario que realice flexiones y extensiones del antebrazo sobre el brazo hasta que la amplitud y duración del fenómeno eléctrico que registra se reduzca en al menos un 50%.

    Figura 5. Electromiograma típico, en las abscisas se encuentra el tiempo (ms), en las ordenadas el voltaje (mV)

    Resultados Práctica EMG

    El registro que usted obtuvo se puede analizar de varias maneras. La más sencilla es medir la duración y la amplitud (voltaje) de la descarga eléctrica que se produce cuando se contrae el músculo contra una carga cero o en el reposo. Es decir, cuando no se le aplica ninguna resistencia, y se compara con la magnitud y duración de esta descarga cuando se aplican resistencias sucesivas. Estos valores, de voltaje y duración de cada contracción, se pueden representar en una gráfica que relacione el peso levantado respecto a las características eléctricas de la contracción. 

    Para finalizar, respondan:

    1) ¿Puede usted medir la intensidad de la contracción en los registros obtenidos?

    2) De ser así, ¿de qué magnitud es? Si la respuesta es negativa ¿cuál es la razón? ¿Qué otro tipo de análisis se puede hacer? 

    3) ¿Cómo se modifica el EMG al aumentar la carga?

    4) ¿Qué cambios ocurren cuando se fatiga el músculo? 

    5) ¿El EMG cambia según el músculo? 

    6) ¿Si cambia la posición de los electrodos también lo hace la forma del EMG?

     

    1. Bibliografía

     

    • Berne & Levy. Fisiología. 7ª Edición. Madrid: Elsevier. 2018. 
    • Fisiología Humana. Editorial Panamericana, 2018.
    • Fernández, J. M., Acevedo, R. C., y Tabernig, C. B. (2007). Influencia de la fatiga muscular en la señal electromiográfica de músculos estimulados eléctricamente. Revista EIA, (7), 111-119. ¿Recuperado de http://www.scielo.org.co/ scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1794-12372007000100010
    • Hall, J.E. (2016). Guyton y Hall. Tratado de fisiología médica. Barcelona, España: Elsevier.
    • Massó, N., Rey, F., Romero, D., Gual, G., Costa, L., & Germán, A. (2010). Aplicaciones de la electromiografía de superficie en el deporte. Apunts Sports Medicine, 45(166), 127-136. Disponible en: https://raco.cat/index.php/Apunts/article/view/196617/298837
    • Moreno Quinchanegua, J. E. (2018). LA FATIGA, TIPOS CAUSAS Y EFECTOS. Revista Digital: Actividad Física Y deporte, 3(2). https://doi.org/10.31910/rdafd.v3.n2.2017.376
    • Parodi Feye, A. S. (2017). Análisis crí­tico de la Ley de Henneman. Educación Física Y Ciencia, 19(2), e032. https://doi.org/10.24215/23142561e032
    • Robergs, R. A., Ghiasvand, F., y Parker, D. (2004). Biochemistry of exercise-induced metabolic acidosis. American journal of physiology. Regulatory, integrative and comparative physiology, 287(3), R502–R516. doi: 10.1152 / ajpregu.00114.2004

      

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      Biofísica de la membrana celular. Potencial de membrana en reposo y potencial de acción

      Biofísica de la membrana celular. Potencial de membrana en reposo y potencial de acción

      Objetivos de aprendizaje

      • Discutir como los cambios de concentración y permeabilidad iónica afectan el potencial de membrana en reposo mediante el uso de un simulador.
      • Coordinar el análisis y la resolución de viñetas clínicas relacionadas con el potencial de membrana y el potencial de acción a través de la discusión grupal.

      Resultado de aprendizaje

      • Integra el concepto de potencial de equilibrio, potencial de membrana en reposo y potencial de acción mediante un software de ecuaciones Nernst/Goldman.
      • Analiza como los cambios en la concentración y la permeabilidad iónica afectan el potencial de equilibrio, el potencial de membrana y el potencial de acción en situaciones clínicas.

      Glosario de términos

      Conductancia (G): Propiedad de la membrana celular que representa la facilidad con la que los iones pasan o atraviesan un segmento de la membrana celular.

      Constante de longitud: Indica que distancia tendremos que alejarnos del sitio de máximo voltaje para encontrar que la señal decae hasta el 37% de su valor (figura 1 glosario).

      Constante de tiempo: Indica el tiempo que una célula tarda en descargarse hasta el 37% del valor máximo que se alcanza cuando aplicamos un pulso de corriente (figura 1 glosario).

      Figura 1 glosario. Se muestra la carga o despolarización de la membrana celular (izquierda) así como el decaimiento de esta desde el 100%, al 37 % y luego al 1%. Cuando la señal decae al 37% en función del tiempo, es constante de tiempo y cuando lo hace en función de la distancia, es constante de longitud.

      Despolarización: Es el proceso mediante el cual una célula excitable cambia su potencial eléctrico, de negativo a positivo mediante el intercambio de iones y puede llegar a generar un potencial de acción.

      Ecuación de Nernst: Ecuación utilizada para calcular el potencial de equilibrio de un ion que se encuentre en ambos lados de una membrana permeable para él

      Ecuación de Goldman-Hodgkin-Katz: Ecuación utilizada para calcular el potencial de membrana al interior de una célula permeable a Na+, K+ y Cl-.

      Equilibrio de Gibbs-Donnan: Se designa así al equilibrio que se produce entre los iones que pueden atravesar la membrana y los que no son capaces de hacerlo.

      Ley de Ohm: Es la forma de calcular la relación entre voltaje, corriente y resistencia en un circuito eléctrico. La fórmula es: V = I x R, donde: V = voltaje, I = corriente, R = resistencia.

      mM: Milimolar, es una medida de concentración de un soluto en una disolución (10-3 molar).

      mV: milivoltios, es la unidad de medida de la tensión eléctrica equivalente a la milésima parte de un voltio.

      nM: NanoMolar, es una medida de concentración de un soluto en una disolución (10-9 molar).

      Período refractario absoluto: Intervalo de tiempo que ocurre después de que la membrana alcanza su nivel umbral y se lleva a cabo el potencial de acción, en este periodo es imposible excitar a la célula independientemente de la corriente de estimulación que se le aplique.

      Período refractario relativo: Intervalo de tiempo que ocurre posterior al periodo refractario absoluto, en la cual es posible desencadenar el potencial de acción, pero se necesita de la aplicación de estímulos más grandes que los requeridos normalmente para alcanzar el umbral.

      Potencial de acción: Impulso eléctrico transitorio y regenerativo en el cual el potencial de membrana aumenta rápidamente volviéndolo más positivo comparado con su estado de reposo.

      Potencial de equilibrio para un ion: Diferencia del potencial eléctrico a través de la membrana celular que equilibra exactamente el gradiente de concentración de un ion.

      Potencial de membrana en reposo: Diferencia de voltaje a través de la membrana, generado por la permeabilidad y la diferencia de concentraciones de ciertos iones en una célula que no se encuentra activa.

      Umbral: Punto crítico o limite en el que un estímulo alcanza una magnitud suficiente para desencadenar una respuesta.

      Voltaje: Magnitud que establece la diferencia del potencial eléctrico entre dos puntos.

      1. Introducción

       Potencial de equilibrio

      Toda célula está delimitada por una membrana plasmática formada por una bicapa de lípidos, lo que le confiere un carácter hidrofóbico. No obstante, la membrana es semipermeable a una amplia variedad de moléculas, lo que resulta en una diferencia en la composición del citoplasma y el medio extracelular. De entre todas las moléculas, los iones resultan ser de vital importancia para múltiples funciones celulares. Los más abundantes son el Na+, K+, Ca2+ y Cl, cuyos valores fisiológicos en el humano se indican en la tabla 1.

      Ion Concentración intracelular Concentración extracelular
      Na+ 12 mM 145 mM
      K+ 140 mM 4 mM
      Ca++ 100 nM 1.5 mM
      Cl 4.2 mM 123 mM

      Tabla 1. Concentraciones típicas de los principales iones en el medio intracelular y extracelular en humanos.

       

      Esta diferencia en las concentraciones iónicas condiciona una diferencia entre las cargas a ambos lados de la membrana, las mismas que tratarán de igualarse (equilibrio de Gibbs-Donnan). Bajo ciertas condiciones, la membrana permite el paso de algunos iones, lo que genera un flujo de cargas que depende de la permeabilidad relativa de la membrana a cada ion. Al pasar los iones a favor de su gradiente de concentración (de donde hay más a donde hay menos) se genera una diferencia de potencial eléctrico a través de la membrana, llamado potencial de membrana (medida en milivoltios o mV). Es de crucial importancia comprender que dicho potencial de membrana será determinado solo por las concentraciones iónicas a cada lado de la membrana y por la permeabilidad de la misma membrana a cada ion.  

      Antes de entender cómo se genera el potencial de la membrana, debemos comprender lo que es el potencial de equilibrio. En la figura 1 vemos dos momentos: 1) estado de inicio y 2) en equilibrio. En el estadio inicial, tenemos dos compartimentos, adentro y afuera de la célula, y podemos ver que afuera de la célula hay mucho Na+ y Cl, en este caso, la membrana es IMPERMEABLE al Cl pero PERMEABLE al Na+, porque existen canales de Na+ que permitirán que éste difunda hacia adentro de la célula (a favor del gradiente de concentración). Y así el Na+, comenzará a difundir hacia adentro de la célula, pero llegará el momento en donde se detendrá su difusión porque las cargas del Cl se encuentran atrayendo al Na+ para que regrese al medio extracelular, en este momento el Na+ ha llegado a su POTENCIAL DE EQUILIBRIO.

      Figura 1. Se esquematiza el potencial de equilibrio para el Na+, logrado a través de la difusión de este por canales iónicos específicos y la fuerza quimioatrayente del Cl.

      Este equilibrio está descrito por la ecuación de Nernst, y se aplica para cada ion difusible a través de la membrana celular:

      Dónde:

      Ei= Es el potencial de equilibrio del ion X [V]

      R= constante de los gases (8.314 J/mol K)

      T = temperatura absoluta [K]; y ya que K = 273.15 + °C, a T corporal K=310.15 K

      z = valencia del ion (-1) para aniones y (+1) para cationes monovalentes

      F = constante de Faraday (96485 C/mol)

      [ion]e = concentración extracelular del ion

      [ion]i = concentración intracelular del ion

       

      Potencial de membrana en reposo.

      Considerando que la membrana plasmática es principalmente permeable al K+, debido a la presencia de canales de fuga de K+ que permiten que éste salga de la célula cuando se encuentra en reposo, se puede simplificar el potencial de membrana en reposo como el potencial de equilibrio de K+. Usando la ecuación de Nernst, usando los valores que hemos visto en esta práctica, tenemos:

      El potencial de equilibrio para el K+ es -93 mV y a este voltaje se acercará el potencial de membrana en reposo. Sin embargo, el potencial de membrana en reposo de las células es diferente, ya que también las células también son permeable as a otros iones como el Na+ y Cl. Por esto usamos la ecuación de Goldman–Hodgkin–Katz:

      Donde Em es el potencial de membrana en reposo y P equivale a la permeabilidad relativa de la membrana a cada ion. Nótese que dado que el Cl tiene carga negativa, los valores de concentración intra- y extracelular cambian de lugar para poder usar el mismo valor de RT/zF. Considerando que la permeabilidad relativa respecto a K+ del Na+ es de 0.04 y de Cl es de 0.45, a temperatura corporal y las concentraciones indicadas en la tabla 1, el potencial de membrana en reposo es aproximadamente -70 mV. La permeabilidad de la membrana a los diferentes iones está dada por la existencia de proteínas transmembranales llamadas canales iónicos. Al abrirse, los canales iónicos permiten el paso selectivo de iones a favor de su gradiente electroquímico.

       

      Potencial de acción

      Algunos tipos de células tienen la capacidad de cambiar el potencial de membrana en reposo que es negativo, y generar potenciales positivos y transientes que conocemos como potenciales de acción. Los potenciales de acción son cambios estereotípicos, abruptos y transitorios en el potencial de membrana que ocurren en células excitables, llamadas así porque pueden responder ante la estimulación directa con una corriente eléctrica (por ejemplo, neuronas, células musculares y células endocrinas). Los potenciales de acción desempeñan un papel central en la comunicación de celular, siendo la base de la propagación de señales en neuronas y activando diversos procesos intracelulares como la contracción muscular y la liberación de insulina en las células beta del páncreas. Numerosos y brillantes científicos aportaron ideas novedosas que fueron consolidando la disciplina que hoy en día conocemos como electrofisiología. En la página ​http://www.facmed.unam.mx/historia/ se puede consultar un interesante recorrido por las ideas y descubrimientos que llevaron a nuestro entendimiento actual de la fisiología de las células excitables.

      El potencial de acción se debe a que existe un estímulo específico que abre canales de Na+ dependientes de voltaje, hasta que son tantos que el Na+ comienza a difundir desde afuera de la célula al interior, haciendo el citosol más positivo, es por ello por lo que el potencial de acción se acerca al potencial de equilibrio del Na+, porque con la apertura de estos canales, se aumenta su permeabilidad y el Na+ busca llegar a su equilibrio. El potencial de acción pasa por distintas fases dependiendo del tipo de célula excitable (Figura 2). En cada fase, la membrana celular cambia su permeabilidad abriendo y cerrando canales iónicos para que éstos fluyan, regresando al potencial de membrana en reposo al terminar estos cambios.

      Figura 2. Potencial de acción típico de una neurona. El potencial de acción en una neurona tiene tres fases, 1. Despolarización, 2. Repolarización, 3. Hiperpolarización. La fase de despolarización consta de un incremento rápido y homogéneo del potencial de membrana en reposo (-65 mV) hasta un valor positivo máximo (entre +10 a +40 mV), el fenómeno responsable de esta fase es el aumento en la conductancia de la membrana celular al Na. La fase de repolarización consta de un descenso desde el punto máximo de la despolarización y hasta el regreso al potencial de membrana en reposo. La fase de hiperpolarización puede dar lugar a un voltaje más negativo que el potencial de membrana en reposo. El fenómeno responsable de las fases de repolarización e hiperpolarización es el aumento en la conductancia de la membrana celular al potasio.

      Para iniciar el potencial de acción, se tiene que generar un estímulo que alcance el umbral y en ese momento se genere la fase de despolarización (canales de Na+ abiertos), llegando al sobretiro que es la parte más elevada del potencial (canales de Na+ inactivos), continuando la repolarización (canales de K+ abiertos), regresando al estado de reposo. El intervalo posterior al inicio de un potencial de acción en el que es imposible o resulta más difícil producir una segunda espiga se denomina período refractario.  El periodo refractario consta de dos fases, el periodo refractario absoluto y el relativo. El primero (absoluto) abarca desde el inicio del potencial de acción hasta casi el final de la repolarización, en esta fase es imposible desencadenar un segundo potencial de acción, independientemente de la intensidad o duración del estímulo aplicado. El periodo refractario relativo abarca el final de la repolarización y la hiperpolarización, en este, el estímulo necesario para que se lleve a cabo un nuevo potencial de acción deberá ser de mayor intensidad y duración que el estímulo que provoco el primer potencial de acción.

      1. Actividades en la sesión

      Actividad 1. Predicción de cambios en el potencial de membrana

      Materiales: Requieres una computadora por equipo de 3 personas con el programa ya descargado para la clase. Formula hipótesis en función de los cambios de concentraciones iónicas, temperatura y compruébalas en el software.

      Indicaciones para descargar el Software

      1) Descarga en tu computadora el programa Simulador de ecuaciones Nernst/Goldman, desarrollado por la Universidad de Arizona y disponible para Windows o Mac en el siguiente enlace (te recomendamos dar click en “Download Standlone Flash Version”):

      https://www.azps.life/home/2016/4/28/teaching-spotlight-nernstgoldman-simulator

      O puedes entrar a descargarlo desde el drive del departamento en:

      https://drive.google.com/file/d/1SRHf796wcYYI4cTveEK-BuCvYBl2_Y2s/view?usp=drive_link

      Recuerda que este paso debes hacerlo con anticipación porque te pediremos acceso para registrarte. Se descargará un archivo con terminación .zip/.exe.

      2) Se abrirá una pantalla inicial de la Universidad de Arizona y solo debes dar clic en el centro para ingresar al Software.

      En esta pantalla se pueden observar varios controles:

      Del lado izquierdo:

      a) Barras deslizables (rojas, azules y verdes) que permiten controlar las permeabilidades (Px, visibles cuando se selecciona la ecuación Goldman) y las concentraciones intra y extracelulares ([x]i y [x]0, respectivamente) de los iones potasio, sodio y cloro. b) Barra deslizable (amarilla) que permite controlar la temperatura.

      Del lado derecho:

      a) Pestañas superiores: permiten seleccionar si el simulador funciona con la ecuación de Nernst o la ecuación de Goldman, y si se da la opción a variar la temperatura o se toma un valor fijo de temperatura a 37 °C. b) Ecuación que se usa para correr la simulación con la pestaña seleccionada. c) Panel de en medio: gráfica que muestra el potencial de membrana en función del tiempo, con los parámetros estipulados. Nótese que se puede tener control de la escala en los ejes X y Y (con unidades en segundos y mV, respectivamente). También puede pausarse para observar con detenimiento los cambios. d) Panel inferior izquierdo: animación que ejemplifica la concentración de iones dentro y fuera de las células (no intenta demostrar el movimiento relativo de las partículas). e) Panel inferior derecho: muestra los valores calculados del potencial de equilibrio con las concentraciones y temperatura elegidos. f) Lista desplegable inferior: permite cambiar los valores predeterminados por los correspondientes a cuatro preparaciones experimentales típicas (célula genérica, músculo esquelético, axón de calamar y eritrocito).

       

      Desarrollo de la práctica:

      Formen equipos para resolver los siguientes problemas. Cada equipo con base en el conocimiento previo de la ecuación de Nernst y la generación del potencial de membrana hará una hipótesis de cómo se modificará el potencial de membrana en las siguientes condiciones:

      • Cuando la célula sólo es permeable al potasio, ¿qué pasará con el potencial si…?

      A) Duplicas las concentraciones de Na+ extracelular.

      B) Igualas la concentración intracelular y extracelular de K+.

      D) Disminuyendo la concentración de potasio extracelular.

      E) Disminuyendo la concentración de potasio intracelular.

      C) Aumentas la temperatura.

       

      • Cuando la célula es permeable al potasio, sodio y cloro, ¿qué pasará con el potencial si…?

       

      A) Aumentas las concentraciones de sodio extracelular al doble.

      B) Aumentas la permeabilidad al sodio.

      C) Aumentas la permeabilidad al potasio.

      D) Aumentas la permeabilidad al cloro.

      E) Aumentas la permeabilidad al sodio y al cloro simultáneamente.

        • Después de hacer una hipótesis para cada una de las preguntas previas, utilizarán el simulador en la modalidad Goldman para realizar experimentos en los que sistemáticamente se obtenga y grafique el valor de potencial de membrana en función de modificar:

        A) La concentración extracelular de cada uno de los iones.

        B) La concentración intracelular de cada uno de los iones.

        C) La temperatura.

        D) Las permeabilidades de los iones.

        Con los datos y gráficas obtenidas, contrasten los resultados obtenidos con sus hipótesis previas y hagan un reporte de práctica (se recomienda hacer un diagrama metodológico).

        Actividad 2. Viñetas clínicas

        Instrucciones: Antes de comenzar a resolver las preguntas, lee cuidadosamente cada viñeta e investiga las palabras que desconozcas. Posteriormente, vuelve a leer las viñetas y responde en equipo las preguntas que aparecen en cada una.

         

        Viñeta 1. Acude a usted un paciente masculino de 2 años y 10 meses, sano desde el nacimiento quien en los últimos 3 meses ha presentado 2 cuadros de dolor abdominal, debilidad, cansancio, dolor en las extremidades inferiores, hipotonía y debilidad generalizada que imposibilita la marcha y la sedestación. Como único antecedente, el paciente ingirió una alta cantidad de carbohidratos (pastel y helado) el día anterior a los síntomas. Se le tomaron muestras, obteniendo como único valor alterado el potasio sérico: 1.9 mmol/L (valores normales entre 3.5 – 5.0 mmol/L).

        Puedes ayudarte del simulador para razonar de una mejor manera la viñeta clínica.

        1. Los resultados de laboratorio mencionados en el caso, ¿representan al líquido intra o extracelular?
        2. ¿Consideras que los valores de potasio sérico tienen relación con el cuadro clínico del paciente?
        3. ¿Cómo contribuye el potasio al potencial de equilibrio de la membrana celular?
        4. ¿Qué síntomas esperarías encontrar en un paciente con los niveles elevados o disminuidos de potasio?

        Comentario: Para que exista un potencial eléctrico en la membrana celular es fundamental el paso de iones del espacio intracelular al extracelular y viceversa, a través de canales transportadores de iones. Esto es necesario para que la célula pueda recibir y transmitir impulsos hacia otras células vecinas y así compartir información. Cuando uno de dichos canales se ve alterado, se producen enfermedades denominadas canalopatías. Al dispararse un potencial de acción, ingresan numerosas cantidades de Na+ al espacio intracelular, por lo que para regresar a los valores de potencial de membrana a sus valores negativos en reposo es necesario que los canales de potasio dependientes de voltaje se activen para permitir el paso de K+ al espacio extracelular y así disminuir el voltaje de la membrana celular hacia los valores de iniciales de reposo. El paciente en cuestión padece una canalopatía llamada parálisis periódica hipocalémica familiar, en la cual los canales de salida de potasio dependientes de voltaje se ven alterados.

        1.      ¿Qué esperas que suceda en el potencial de membrana en reposo en pacientes con esta enfermedad?
        2. ¿Qué cambios se esperarían en el umbral para desencadenar un potencial de acción?

         

        Si deseas conocer más a detalle el caso clínico de la actividad, puedes consultar el artículo completo en las referencias (5)

        Viñeta 2. Llega a urgencias un paciente masculino de 48 años con deshidratación y dolor abdominal. Después de realizar el interrogatorio y la exploración física, se solicitan laboratorios de acuerdo con la sospecha diagnóstica. Los resultados de los laboratorios (glucosa 268 mg/dl, bicarbonato 12 meq/L, pH 7.2 y una cetonemia moderada) confirman el diagnóstico de cetoacidosis diabética, una complicación aguda de la diabetes mellitus tipo 2, por lo que se inicia tratamiento con insulina y soluciones intravenosas (para corregir la deshidratación). Después de algunas horas, mejora la hiperglucemia y la acidosis, pero el paciente empieza a presentar debilidad muscular e hiporreflexia. Adicionalmente, el electrocardiograma presenta anomalías y se detecta distensión abdominal con disminución de ruidos peristálticos. Entonces, uno de los residentes explica que la insulina es una hormona que, además de permitir la entrada de glucosa a las células, favorece el movimiento de potasio del líquido extracelular al intracelular. Se miden los electrolitos séricos y se encuentra hipopotasemia grave, por lo que se inicia tratamiento con cloruro de potasio (KCl) intravenoso.

        Con ayuda del simulador, responde las siguientes preguntas. Selecciona la ecuación de Goldman a 37 °C y los valores de célula genérica.

        1. ¿Qué cambio genera en el potencial de membrana una disminución del potasio extracelular? ¿Se vuelve más negativo (hiperpolarización), menos negativo (despolarización) o no se modifica? Justifica tu respuesta. (Al utilizar el simulador, puedes disminuir la [K+]0 a 1 mM.)
        2. La insulina administrada no solo cambió la concentración extracelular de potasio, sino que aumentó la permeabilidad al potasio de la membrana celular. ¿Qué efecto tiene en el potencial de membrana el incremento de la permeabilidad al potasio? ¿Lo hace más o menos negativo? ¿Lo aleja o acerca al EK? Justifica tu respuesta. (En el simulador, puedes incrementar por tres la permeabilidad para observar el cambio.)
        3. Ahora prueba disminuir la concentración de potasio extracelular a 1 mM y aumentar su permeabilidad por tres de manera simultánea, lo cual es una aproximación de lo que ocurrió con el paciente de la viñeta. ¿Cuánto cambió el potencial de membrana con respecto al basal? ¿La magnitud del cambio fue mayor que antes? ¿Por qué?

        Comentario: la hipopotasemia hiperpolariza a las células. Esto se debe a que el incremento en el gradiente de concentración de potasio vuelve más negativo su potencial de equilibrio (EK), como se deduce de la ecuación de Nernst. A su vez, el EK es el que tiene más influencia sobre el potencial de membrana en reposo, como se infiere a partir de la ecuación de Goldman. Si se incrementa la permeabilidad al potasio, esta influencia aumenta todavía más. La combinación de estos factores afecta a las células excitables, disminuyendo su excitabilidad. Las consecuencias son principalmente cardíacas (arritmias), musculares (debilidad, hiporreflexia) e intestinales (íleo paralítico). Por ello, antes de dar grandes cantidades de insulina a un paciente, se debe corroborar la concentración de potasio sérico, calcular la magnitud esperada de su descenso y, si está indicado, administrar KCl de manera oportuna.

        Viñeta 3. Se presenta al servicio, un paciente masculino de 39 años, que presenta imposibilidad para caminar y mover los brazos, fuerza muscular 0/5 en escala de Daniels, arreflexia osteotendinosa en miembros inferiores e hiporreflexia en miembros superiores, hipotonía muscular generalizada, sensibilidad normal, hallazgos de laboratorio típicos de un síndrome de Guillain-Barré. El paciente refiere enfermedad gastrointestinal de una semana de evolución.

        1) ¿Qué esperarías encontrar en la conducción nerviosa de los miembros inferiores de este paciente?

        2) ¿Por qué piensas que los miembros inferiores están más afectados que los superiores?

        Comentario: El Síndrome de Guillain Barré es una serie heterogénea de neuropatías periféricas mediadas inmunológicamente. El hallazgo común es la polirradiculopatía de evolución rápida, que se manifiesta posteriormente a un suceso disparador, que con frecuencia es un proceso infeccioso. Se manifiesta generalmente con una parálisis motora simétrica con o sin afectación sensorial y autonómica. Su diagnóstico se basa en el examen electrodiagnóstico, análisis de LCR y evolución clínica. El trastorno suele aparecer unos días o semanas después de que la persona haya tenido síntomas de infección viral respiratoria o intestinal, en algunas ocasiones, el embarazo, cirugías o las vacunas pueden desencadenar el síndrome.

         

        Viñeta 4.  Paciente mujer de 42 años con antecedentes de poliartralgias y tendinitis con anticuerpos antinucleares positivos, tratada durante un año con AINE con posterior mejoría del cuadro y negativización de los anticuerpos. Había presentado varios episodios de visión borrosa autolimitados, atribuidos a desprendimiento posterior de vítreo y varios cuadros vertiginosos de corta duración, habiendo sido estudiada por Neurología sin encontrar causa aparente. Acude al Servicio de Urgencias con un cuadro clínico de disartria y afasia de expresión sin otra sintomatología, que inicia de forma brusca mientras se encontraba trabajando. La paciente refiere, además, astenia y adinamia de cuatro meses de evolución. Al examen físico se evidencia dificultad para la expresión y dificultad para articular palabras.

        1) ¿Cuál es tu primera impresión diagnóstica?

        2) Investiga ¿qué son los anticuerpos antinucleares? Y ¿en qué enfermedades se presentan?

         

        Después de diversos estudios incluidos una resonancia magnética en la cual se evidencia lesión de sustancia blanca en centro semioval izquierdo de posible origen inflamatorio-desmielinizante, se integra el diagnóstico de esclerosis múltiple.

        1. Investiga ¿qué es la esclerosis múltiple?
        2. ¿Cómo explicas el cuadro clínico que presentó la paciente?
        3. ¿Se encontrarán alterados el potencial de membrana y/o de acción en las neuronas de esta paciente?
        4. Discute tus respuestas en el grupo.

         

        REFERENCIAS

         

        1. Boron & Boulpaep. Fisiología Médica. 3ª Edición. Madrid: Elsevier. 2017.
        2. Guyton & Hall. Tratado de Fisiología Médica. 13 ª Edición. España: Elsevier. 2016.
        3. Hille, Bertil. (1992) Ionic Channels of Excitable Membranes. Second Edition. Sinauer Associates, Massachusetts, USA.
        4. Kandel, E; Schwartz, J y Jessell, T. (2000). Principios de Neurociencia. Cuarta edición. Editorial McGraw Hill Interamericana. Madrid. España. 2000.
        5. Vélez MM, Carrizosa J, Cornejo W. (junio 2002). Parálisis periódica hipocalémica familiar (PPHF): Reporte de un caso y revisión del tema. IATERIA, 15, 114-120.
        6. Goldman L. (1961). The effect of stretch on the conduction velocity of single nerve fibers in Aplysia. Journal of cellular and comparative physiology, 57, 185–191. https://doi.org/10.1002/jcp.1030570306
        7. Moreno Gómez, M. del M., & García Romanos, F. (2021). Clinical case: atypical presentation of multiple sclerosis in a 42-year-old patient. Atencion Primaria Practica, 3(1), 100082. https://doi.org/10.1016/j.appr.2021.100082

         

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