Biomecánica de los nervios periféricos

Realizado por:

Ana Gisbert

Raúl Sánchez

Yéntel Ballester

Mar Giner

Biomecánica y física aplicada 1º Grado en Fisioterapia Grupo A

BIOMECÁNICA DE LOS NERVIOS PERIFÉRICOS

Índice

1. Origen embriológico del sistema nervioso

2. Estructura de la neurona

3. Transmisión del impulso nervioso: Sinapsis

4. Sistema nervioso central

a. Embriología del SNC

b. Estructura del SNC

c. El SNC y sus funciones

5. Sistema nervioso periférico

6. Principales nervios

7. Biomecánica

a. Introducción: biomecánica de los nervios periféricos

b. Propiedades mecánicas de los nervios

i. Excitacilidad

ii. Conductividad

iii. Viscoelasticidad

iv. Otros factores a tener en cuenta

c. Ventajas y riesgos mecánicos

i. Ventajas

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ii. Riesgos

d. Implicaciones clínicas

8. Respuesta de las neuronas a la lesión

a. Recuperación de las neuronas tras una lesión

b. Degeneración neuronal asociada al envejecimiento

i. Recuperación del cuerpo

ii. Regeneración de los axones

9. Patologías

a. Etiología de las lesiones

b. Anatomía patológica. Degeneración y regeneración nerviosas

c. Tipos de lesiones

d. Exploración clínica

e. Pronóstico

f. Tratamiento

g. Síndromes de compresión

h. Algunas patologías

10. Bibliografía

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1. Origen embriológico del sistema nervioso

En los primeros días de desarrollo del embrión, sus células se dividen en tres zonas según el

tejido al que darán lugar tras su maduración: el endodermo, el mesodermo y el ectodermo.

Este último es el que dará lugar al sistema nervioso.

La notocorda, situada en la línea media del cuerpo, induce la formación de la placa neural

situada por encima de esta y también de las crestas neurales en los dos extremos de esa placa

neural. A medida que avanza el desarrollo, la placa neural se deprime por la acción de la

notocorda y pasará a formar un surco neural, el

cual, al continuar su depresión formará un canal

neural y cuando los bordes de éste se unan al final,

se pasará a llamar tubo neural. De este tubo neural se desarrollará el sistema nervioso central,

el encéfalo y la médula espinal. Por su parte, las células de la cresta neural se desprenden del

tejido y dan lugar a lo que serán el sistema nervioso periférico, los ganglios raquídeos y

simpáticos, parte de las meninges y los melanóforos que dan el color a la piel.

El tubo neural continúa su desarrollo de modo que las neuronas formadas en la placa basal del

primordio de la médula espinal son eferentes (motoras) y las formadas en la placa alar son

neuronas aferentes (sensitivas). Durante el desarrollo, los axones aferentes y eferentes brotan

por separado de los somas de la neurona: los aferentes se desarrollan en el ganglio espinal y

los eferentes en la lámina basal de la médula espinal. La unión de estos nervios con otros da

lugar al sistema nervioso periférico, que recorre todo el cuerpo y nos permite el control de

nuestro organismo.

2. Estructura de la neurona

La unidad funcional más pequeña del sistema nervioso es la

neurona. Esta está compuesta por un soma del que salen dos

tipos de prolongaciones: dendritas y axones. Las dendritas son

aquellas ramificaciones que reciben el impulso nervioso de otras

neuronas. El número de dendritas depende de la estimulación

del sistema nervioso central y un mayor número de dendritas

implica un acceso más rápido y cómodo del impulso nervioso a

todas las neuronas, ya que si una vía de transmisión se colapsa, hay otras formas de llegar a

ésta neurona. Los axones, por su parte, se encargan de transmitir o proyectar el estímulo

nervioso a otras neuronas o bien a células de músculo esquelético. Sólo hay un axón por

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neurona. En el SNC se encuentra recubierto por mielina, que aporta nutrientes a la neurona y

mejora su funcionamiento, además de protegerla de agentes externos. En el SNP, sin embargo,

no siempre encontramos esa vaina de mielina.

3. Transmisión del impulso nervioso: Sinapsis

Hace años se pensaba que el impulso nervioso se transmitía de forma continua ya que se creía

que las neuronas se continuaban unas con otras, que no había espacio entre ellas. Sin

embargo, más adelante se descubrió que estas neuronas estaban separadas por un espacio

denominado brecha sináptica y así se inició una investigación gracias a la cual sabemos hoy en

día cómo funciona nuestro Sistema Nervioso.

Los impulsos nerviosos son ondas transitorias de inversión de voltaje que existe a nivel de la

membrana plasmática, que se inicia en el lugar en que se produce el estímulo. De este modo,

la conducción del impulso nervioso es el desplazamiento del potencial de acción, generado por

cambios en la permeabilidad a los iones K+ y Na+ a lo largo del axolema de las fibras nerviosas

y ayudado por las células de sostén que rodean como una vaina al axón. Estas neuronas

poseen una membrana neuronal la cual posee un potencial para poder transmitir el mensaje

desde el SNC a todo el cuerpo, el cual varía según si están en reposo (-70mV) a cuando están

activas (+40mV). Las señales más rápidas recorren la superficie de la membrana del axón. Esta

mayor velocidad se produce en los axones que poseen mielina, ya que los canales iónicos de

los axolemas están confinados a los nodos. Por su parte la membrana del pericardio y

dendritas no conduce impulsos, si no que los cambios en el potencial se mueven de una forma

más lenta y son graduados.

Cuando el potencial de acción llega al extremo de la fibra, hace que esta fibra libere ciertas

sustancias químicas (neurotransmisores). Estos neurotransmisores están contenidos en

vesículas, que cuando el potencial de acción llega al terminal, se fusionan con la membrana

plasmática y se liberan a la brecha sináptica. De ahí, se unen a los receptores de las dendritas

de la neurona contigua, provocando reacciones como la apertura de un canal para el paso de

iones (cosa que produce otro potencial de acción en la siguiente neurona) o incluso puede

impedir que se produzca ese potencial de acción.

Sin embargo, no siempre se transmite el impulso nervioso ya que cada receptor tiene en su

superficie un “molde” en el que solo puede acoplar un tipo de neurotransmisor, rechazando

otros neurotransmisores. El resultado es que cada neurotransmisor produce unos efectos

determinados, dependiendo de a qué receptores se una. Tras activar el receptor, el

neurotransmisor se separa del mismo y es eliminado rápidamente, para evitar que siga

haciendo efecto durante demasiado tiempo. En algunos casos el neurotransmisor es destruido

por enzimas, otras veces es vuelto a captar por la terminación de la fibra nerviosa y encerrado

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en vesículas para ser utilizado de nuevo en el envío del impulso nervioso a la siguiente

neurona.

Cada neurotransmisor tiene unas funciones muy concretas pero hay ciertas sustancias que

modifican la acción de estos, como el alcohol, antidepresivos, cocaína, cafeína y todo tipo de

drogas, acelerando o decelerando la transmisión de la corriente nerviosa.

4. Sistema nervioso central

4.1. Embriología del SNC

El encéfalo se forma a partir de uno de los lados del tubo neural poco a poco siguiendo varios

pasos y cambiando de forma según el paso del tiempo. En su inicio debido a su crecimiento

desigual de las partes, se producen 3 dilataciones que están separadas por 2 estrangulaciones.

Estos abultamientos recibirán el nombre de vesículas y su orden de arriba abajo es el

siguiente: prosencefalo, mesencefalo y rombencefalo.

Debido a la forma de la cabeza y la posición del embrión, esta masa encefálica va a tener que

formar diferentes dobladuras para acomodarse al espacio. A estas

alturas se distinguen 2 curvaturas: la curvatura del vértice que está

situada en la parte más distal de la cabeza y la curvatura de la nuca

que como su propio nombre indica está a la altura de la nuca y

separa el encéfalo de la médula espinal.

El prosencéfalo con su crecimiento y da lugar a 2 vesículas laterales

que recibirán el nombre de vesículas telencefalicas. Es aquí donde

empieza a llamarse telencéfalo por sus vesículas laterales y

diencéfalo en su parte media. Por último se produce una última

curvatura que dará lugar a la división del rombencéfalo en

mielencéfalo y metencfalo.

Las dos vesículas formarán los dos hemisferios cerebrales en el cerebro

adulto. El diencéfalo constituye el cerebro medio (epitálamo, tálamo,

hipotálamo, subtálamo, pituitaria, pineal, tercer ventrículo), del

mesencéfalo derivará el mesencéfalo adulto (téctum, pedúnculo cerebral,

pretectum, acueducto de Silvio), el metencéfalo formará el cerebelo y la

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protuberancia (puente troncoencefálico) y el mielencéfalo dará lugar al bulbo raquídeo.

Al margen, de esto también va formándose poco a poco la médula espinal, la cual forma un canal desde que unirá la porción medular del SNC con la porción encefálica.

Las paredes que limitan dicho canal crecen de un modo desigual, dando lugar a la formación de un surco longitudinal llamado surco limitante de His. Este surco nos permite diferenciar en las paredes del canal: dos placas basales (situadas por delante del surco de His. La zona de contacto entre ambas placas constituye la Comisura Basal. Todo lo que en el adulto deriva de las placas basales, tendrá significación motora) y dos placas alares (situadas por detrás del surco de His. La zona de contacto entre ambas placas constituye la comisura alar. Todo lo que en el adulto deriva de las Placas Alares, tendrá significación sensitiva)

4.2. Estructura del SNC

El sistema nervioso central está formado

por dos grandes bloques: la médula

espinal y el encéfalo. Todo ello está

recubierto por 3 membranas denominadas

meninges. Además tienen otro

recubrimiento óseo que actúa como

protector para que estas zonas tan

sensibles no sufran ningún daño. El cráneo

cubre esta función en el encéfalo mientras

que la columna vertebral la cumple en la médula espinal. Dentro de estos conductos en los

que se encuentra el SNC, existe una sustancia incolora, el líquido cefalorraquídeo, que actua

como medio de intercambio de sustancias, al igual que la sangre o la linfa. También forman el

sistema nervioso las neuronas, que según su disposición, serán las encargadas de formar las 2

partes diferentes que encontraremos dentro del SNC. La sustancia gris está formada por los

cuerpos celulares de las neuronas y las dendritas, mientras que la sustancia blanca consiste

sobre todo en axones, los cuales tienen en su mayoría vainas de mielina que sirven para

incrementar la velocidad de la conducción. Forman estructuras complicadas y difíciles de

replicar de forma macroscópica. Además, estas células, no pueden regenerarse.

4.3. El SNC y sus funciones

El SNC es un sistema cuyas funciones son: percibir los estímulos procedentes del mundo

exterior, transmitir los impulsos nerviosos sensitivos a los centros de elaboración, producir los

impulsos efectores o de gobierno y transmitir estos impulsos efectores a

los músculos esqueléticos.

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5. Sistema nervioso periférico

La diferencia entre el sistema nervioso central y el periférico está en que el periférico no está

protegido por huesos o por la barrera hematoencefálica, lo que permite la exposición

a toxinas y daños mecánicos. El sistema nervioso periférico es, así, el que coordina, regula e

integra nuestros órganos internos, por medio de respuestas inconscientes.

Los nervios

Estructura del nervio

Un nervio es un conjunto de axones de neuronas que transmiten el impulso nervioso. Sus

propiedades más destacables son la excitabilidad y la

conductibilidad, ya que si no fuera por ellas, el estímulo

nervioso ni llegaría del SNC a los órganos o músculos

receptores ni viceversa.

En cuanto a la estructura interna del nervio periférico,

podemos distinguir las siguientes capas:

-El epineuro es la capa más externa y está compuesta por

células conectivas y colágeno dispuestas

longitudinalmente. También se pueden encontrar células

adiposas.

- El perineuro es lo que envuelve a cada uno de los

fascículos de fibras en el interior del epineuro. Son capas

concéntricas de tejido conjuntivo. Este desempeña papel mecánico de protección y equilibra

las presiones entre las fibras nerviosas.

- El endoneuro lo forman finos fascículos de fibras de colágeno longitudinales junto con

algunos fibroblastos. Está formado por fibras reticulares que rodean a cada fibra nerviosa.

- El axolema envuelve el axón de la fibra nerviosa.

Conforme el nervio se va ramificando, las vainas de tejido conjuntivo se hacen más finas. En las

ramas más pequeñas falta el epineuro, y el perineuro no puede distinguirse del endoneuro, ya

que se reduce a una fina capa de células parecidas a células endoteliales. Los vasos sanguíneos

se localizan en el epineuro y en el perineuro y raras veces se encuentran en los acúmulos más

densos de endoneuro.

Tipos de nervios

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El sistema nervioso periférico se divide en nervios craneanos y espinales. Hay 12 pares de

nervios craneanos, que salen del encéfalo y pasan a través de agujeros en el cráneo. Sin

embargo, los nervios espinales, salen de la médula espinal y pasan a través de los agujeros

intervertebrales en la columna vertebral. Hay 31 pares de estos últimos, siendo 8 cervicales, 12

torácicos, 5 lumbares, 5 sacros y uno coccígeo.

Funcionamiento

Cada nervio espinal está conectado a la médula espinal por medio de dos raíces: la raíz

anterior y la raíz posterior. La raíz anterior consiste en haces de fibras nerviosas (fibras

eferentes) que llevan impulsos desde el sistema nervioso central. Estas fibras se dirigen a los

músculos esqueléticos y los contraen, son las fibras motoras. La raíz posterior consiste en

haces de fibras nerviosas, llamadas fibras aferentes, que llevan impulsos nerviosos hacia el

SNC. Como están vinculadas con la transmisión de sensaciones, se llaman fibras sensitivas. Los

cuerpos celulares de estas fibras nerviosas se ubican en un engrosamiento de la raíz posterior

denominado ganglio de la raíz posterior.

Las raíces de los nervios espinales se dirigen desde la médula espinal hasta los respectivos

agujeros intervertebrales, donde al unirse forman un nervio espinal. Las fibras motoras y

sensitivas se mezclan de modo que un nervio espinal está formado por una mezcla de ambas

fibras.

Debido al crecimiento irregular de la columna vertebral, la longitud de las raíces aumenta de

arriba abajo. En la región cervical superior, las raíces de los nervios son cortas y horizontales,

mientras que las raíces de los nervios lumbares y sacros forman una correa vertical de nervios

alrededor del filum terminale. El conjunto de estas raíces nerviosas inferior es llamado cola de

caballo.

Después de emerger del agujero intervertebral, se ramifican las fibras en un ramo anterior

(hacia delante, inervando los músculos y la piel de la pared anterolateral del cuerpo y de las

extremidades) grande y uno posterior (se dirige hacia atrás alrededor de la columna vertebral

para inervar los músculos y la piel del dorso) más pequeño. Los ramos anteriores se unen

formando plexos nerviosos: los cervicales y braquiales se encuentran en la raíz de las

extremidades superiores y los plexos lumbar y sacro se encuentran en las extremidades

inferiores.

Ganglios

Existen ciertos cúmulos de células nerviosas llamados ganglios cerebroespinales, que son

iguales entre sí en forma, dimensiones y posición y de ellos parte la raíz posterior de cada

nervio, siempre próximo al agujero intervertebral del nervio en su salida de la columna

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vertebral. Los ganglios de los nervios craneales, en cambio son mucho más variables pero las

funciones y constitución histológica son muy similares en ambos tipos de ganglios.

Los hay de dos tipos:

Ganglios sensitivos: Son engrosamientos fusiformes en la raíz posterior de cada nervio

espinal inmediatamente proximal a la unión de la raíz con una raíz anterior. Son

ganglios de las raíces posteriores.

Ganglios autónomos: Están caracterizados por ser irregulares. Se ubican a lo largo del recorrido de las fibras nerviosas eferentes del sistema nervioso autónomo. Se encuentran en las cadenas simpáticas de las raíces de las grandes arterias viscerales en el abdomen y cerca de las paredes de diversas vísceras o incluidos en ellas.

6. Nervios principales

La cantidad de nervios que irrigan el cuerpo humano son innumerables, pero aquí podemos

ver los principales. Cabe destacar el plexo braquial y nervios torácicos, a partir de los cuales

surgen muchas ramas que controlan la mayor parte de la mitad superior del cuerpo (como el

nervio radial de los miembros superiores) y de donde salen los grandes nervios que irrigan la

otra mitad, como el nervio ciático conocido comúnmente por los dolores que ocasiona y el

femoral, que continúa el camino del ciático aumentando la irrigación de los músculos de los

miembros inferiores con sus ramas profunda y superficial.

7. Biomecánica

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La biomecánica es una área de conocimiento interdisciplinaria, es decir un campo de estudio que mezcla varias disciplinas académicas; además estudia los modelos, fenómenos y leyes que sean relevantes en el movimiento (incluyendo el estático) de los seres vivos. Esta disciplina científica tiene por objeto el estudio de las estructuras de carácter mecánico que existen en los seres vivos (huesos, tejidos...), fundamentalmente del cuerpo humano. Esta área de conocimiento se apoya en diversas ciencias biomédicas, utilizando los conocimientos de la mecánica, la ingeniería, la anatomía, la fisiología y otras disciplinas, para poder estudiar el comportamiento del cuerpo humano y así resolver los problemas derivados de las diversas condiciones a las que puede verse sometido.

7.1. Introducción: biomecánica de los nervios periféricos

La organización de los nervios periféricos les permite tolerar y adaptarse a presiones ejercidas sobre ellos por posturas producidas por el tronco, cabeza y miembros. Estos están expuestos a combinaciones de tracción y compresión que se traduce en tensión y contracción trasversal.

Tracción: Se trata del esfuerzo al que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto y tienden a estirarlo.

Compresión: es la resultante de las tensiones o presiones que existe dentro de un sólido deformable o medio continuo, caracterizada porque tiende a una reducción de volumen o un acortamiento en determinada dirección.

Una compresión completa de las propiedades biomecánicas de los nervios normales y heridos y la tensión ejercida sobre ellos en las actividades cotidianas ayudaran a guiar al fisioterapeuta en la toma de decisiones con respecto al diagnóstico y las intervenciones.

7.2 Propiedades mecánicas de los nervios

Las propiedades mecánicas de los nervios son importantes no sólo para protección de los fascículos, sino también para la integridad de la función neurofisiológica.

7.2.1. Excitabilidad

La excitabilidad es la propiedad que tiene la célula nerviosa de adquirir un movimiento vibratorio molecular bajo la acción de un excitante. La célula puede ser excitada tanto por un centro nervioso, por un excitante natural como la luz o por un excitante artificial como una descarga eléctrica. Los excitantes artificiales pueden ser de varias clases: mecánico por ejemplo cuando se provoca la contracción de las patas de una rana pinchando el nervio crural, químico si se aplica un ácido, térmico si se pone bruscamente el mismo nervio en contacto con un cuerpo caliente. Sin embargo, el excitante más empleado es la electricidad por lo simple de su control o regulación de su intensidad y duración.

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7.2.2. Conductividad

La conductibilidad es la propiedad que tiene el nervio periférico de asegurar la propagación del movimiento vibratorio a lo largo del nervio como una onda. Esta propiedad permite a una dendrita transmitir a un centro nervioso la excitación que proviene de un pinchazo periférico. Sin embargo, la transmisión no es siempre igual: el nervio no debe estar dañado y tener continuidad y además si posee una vaina de mielina, es más conductor. En el nervio normal la intensidad del impulso se mantiene constante durante todo el trayecto.

Un nervio puede perder la excitabilidad sin perder la conductibilidad ya que un nervio no se cansa al conducir el flujo nervioso, pero un centro nervioso puede fatigarse con un trabajo intelectual intenso.

Algunas investigaciones sobre la evolución de la conducción nerviosa y la vascularización del nervio en función del esfuerzo de tracción ejercido han demostrado:

Que hasta un 5% de elongación no se altera la circulación del nervio

Que entre en 5 y el 10% se produce una disminución reversible del flujo sanguíneo

Que por encima de estas cifras se producen lesiones irreversibles

Aunque otros autores han mostrado que las fibras nerviosas aún pueden efectuar su conducción cuando está muy cerca de su punto de rotura.

La conducción se ve alterada al superar un 6% de alargamiento sobre la longitud in situ o presiones superiores al 10% de la resistencia propia del nervio en ese lugar. La tracción aguda o crónica provoca cambios físicos o de difusión en el perineuro y altera sus propiedades. Por ejemplo, un alargamiento del 8% in vivo del nervio tibial del conejo provoca una alteración de la circulación venosa. En los estudios in vitro la lesión estructural, aparecía con una elongación del 27%. Es decir, una deformidad ligera altera ya la conducción antes de que se produzcan cambios estructurales. Se trata de un mecanismo de protección ya que de este modo, un nervio deja de funcionar antes de que su deformación sea irreversible y ya no pueda transmitir el impulso nervioso, cosa que al no poder regenerarse los nervios, sería grave.

7.2.3. Viscoelasticidad

Es un tipo de comportamiento que presentan ciertos materiales que exhiben tanto propiedades viscosas como propiedades elásticas cuando se deforman.

El nervio periférico tiene un comportamiento viscoelástico al producirse un alargamiento progresivo con el tiempo sometido a tracción fija, y aún así permitir la relajación total después de la tracción, como si de un colchón se tratara.

El nervio, presenta de forma permanente tensiones internas considerables. Cuando se secciona, la simple elasticidad de los tejidos provoca una retracción de los extremos de varios milímetros. Esta elasticidad del nervio le permite adaptarse al recorrido articular sin perder su

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función. Sin duda, la pérdida de esta elasticidad, unida al envejecimiento de las estructuras indispensables para que se mantenga (sobretodo el colágeno), explica algunos síndromes de compresión nerviosa que aparecen al envejecer.

Bajo la elongación constante la tensión se reduce a un 30% en los primeros 10 minutos y muy poco más en los siguientes 20 minutos; es decir tiene un comportamiento elástico no lineal. Este fenómeno de relajación (creep) es útil en las suturas y en los injertos nerviosos ya que a la tensión que queda no será la misma al poco rato. Estas características viscoelásticas son propiedades importantes, pues permiten adaptarse a una rápida tracción o se recuperan después de soportar un peso excesivo. Lo cierto es que el nervio ajusta su tensión aumentando su elasticidad si la tracción a que es sometido empieza a sobrepasar los límites fisiológicos. Está característica lo preservaría de lesiones durante los estiramientos en la extensión forzada.

El perineuro desempeña un papel mecánico de protección y equilibra las presiones entre las fibras nerviosas y el epineuro. De hecho, es el principal componente conjuntivo para soportar cargas y es el que proporciona muchas de sus características de resistencia (es una magnitud que cuantifica la cantidad de energía por unidad de volumen que almacena un material al deformarse elásticamente debido a una tensión aplicada). La resistencia a la tracción que implica un límite elástico y un fallo mecánico es la característica más importante. Su curva de tracción deformación no es lineal. Inicialmente, bajo tracción tiene un módulo bajo de deformidad que aumenta gradualmente al aumentar la tracción. Lo primero que falla es el epineuro, pero las fundas externas permanecen intactas. El nervio in situ permanece con una cierta tracción, aunque la fuerza que soporta es baja (menos de 0,05MPa). La tracción in situ varía con la posición de la extremidad y de la articulación, pero normalmente no excede los límites fisiológicos de tracción y presión.

El límite elástico máximo para el nervio cubital es un 15% de elongación, y el fallo mecánico ocurre con el 18%. Para el nervio mediano, el límite elástico es de un 14% y el de rotura un 19%.

El punto de rotura a la tracción oscila entre 18 y 165 kg para el nervio ciático y entre 20 y 50 Kg para el nervio mediano. En los primeros estudios que se efectuaron sobre la repercusión de la tracción sobre la función se observaron resultados dispares. Denny-Brown, en 1945, manifestaba que una elongación del 100% no provocaba daño estructural, mientras que Liu, en 1948, afirmaba que una elongación del 4% era capaz de producirlo.

Es evidente que las estructuras que rodean al nervio (músculos, tendones y ligamentos) también ayudan a protegerlo de las tracciones, lo que permite realizar, por ejemplo, tracciones de 686 N en la reducción de fracturas diafisarias del fémur sobre la mesa ortopédica.

7.2.4. Otros factores a tener en cuenta

El desplazamiento longitudinal del nervio periférico es también importante, pero está ligado a su situación cerca de una articulación. Por ejemplo el nervio mediano a nivel del carpo tiene una excursión de 15,5 mm entre la flexión y la extensión y un deslizamiento bajo el retináculo de los músculos flexores de 9,5 mm, hacia la palma al extender los dedos.

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La distancia del los nervios al eje de movimiento de cada articulación es otro factor a tener en cuenta. Lo más frecuente es que se encuentren en la cara de flexión de las articulaciones, lo que significa que en una flexión se destensa y en extensión adquiere la tensión habitual. El acortamiento es proporcional a la distancia del nervio al plano de movimiento. No se trata de un acortamiento real, ya que al destensares adquiere mayor volumen. Del mismo modo el alargamiento del nervio provoca una disminución de su diámetro.

Existe diferencia entre una tracción rápida y una tracción lenta. Cuando el nervio esta fijo resiste mejor las tracciones continuas que cuando no lo está. Al aumentar la velocidad de la tracción, se rompe antes. El trabajo mecánico necesario para iniciar la rotura, es el mismo que para completarla. Es decir, el inicio de la rotura significa que todos los elementos de protección han agotado ya su resistencia. De todas formas el nivel de rotura del epineuro no tiene que ser el mismo que del perineuro.

La dirección de la fuerza que se ejerce sobre el nervio condiciona el nivel y el lugar de la lesión. Por ejemplo en el conejo, en el plexo braquial una tracción lateral causa la avulsión de las raíces combinada con la rotura de los troncos distales al ganglio dorsal.

También se ha demostrado que son más perjudiciales las pequeñas compresiones mantenidas mucho tiempo que las grandes compresiones ejercidas durante poco tiempo, algo que también se ha de tener en cuenta. Cuando la compresión es prolongada, la lesión mecánica se une a la lesión vascular con isquemia. La compresión de un nervio provoca fibrosis a nivel epineural y modifica sus características mecánicas a la tracción aumentando la resistencia y disminuyendo la elasticidad

7.3. Ventajas y riesgos mecánicos

7.3.1. Ventajas mecánicas

Los nervios pueden adaptarse a una rápida tracción o recuperarse después de soportar peso excesivo, ajustando su tensión y aumentando su elasticidad, si la tensión sobrepasa límites fisiológicos, algo que lo preserva de lesiones durante las elongaciones en las extensiones forzadas o ejercidas.

7.3.2. Riesgos mecánicos

Su curva de tracción deformación no es lineal y tiene un bajo módulo de deformación. Cabe destacar que el epineuro es la primera estructura que falla a la tracción, las fundas internas sin embargo permanecen intactas.

7.4. Implicaciones clínicas

Las raíces nerviosas se rompen antes que los nervios periféricos con una misma tracción, ya que la característica del nervio periférico es la resistencia a la tracción con un comportamiento no lineal entre peso y deformación. Además, como ya hemos dicho, la tracción rápida es más peligrosa mientras que la tracción lenta permite una

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elongación del 30%. También cabe destacar que la conducción se ve alterada al superar el 6% de alargamiento sobre su longitud y que tracciones rápidas superiores al 6% provocan trastornos de la conducción. Una tracción próxima o superior al 15% provoca rotura. Las tracciones longitudinales se resisten mejor que las laterales u oblicuas, especialmente cerca del tronco. Por último, un nervio es más resistente cuanto más integras estén las estructuras(músculos, aponeurosis) que les rodean y cuando empieza a dar sus ramas terminales, se hace más resistente a la tracción debido a que está más fijo. La compresión lenta provoca fibrosis y aumenta la resistencia a la tracción.

8. Respuesta de las neuronas a la lesión

La supervivencia del citoplasma de una neurona depende de su conexión con el núcleo. Este es

el encargado de la síntesis de proteínas, que ingresan en las prolongaciones celulares y

renuevan las estructuras de la neurona. Por ello, cuando estas prolongaciones se separan del

cuerpo de la célula nerviosa, el citoplasma de toda la neurona puede degenerarse.

De este modo, cuando lo que se daña es el cuerpo de la célula nerviosa (daños producidos por

una enfermedad, traumatismo o fallo en su irrigación), el daño se transmite a toda la célula

nerviosa y en el sistema nervioso periférico, los macrófagos tisulares eliminan los restos y los

fibroblastos reemplazan la neurona por tejido cicatrizal.

Cuando hay una lesión de la prolongación de la célula nerviosa, puede haber cambios en el

segmento distal del axón, en el segmento proximal del axón o en el cuerpo de la célula

nerviosa donde se origina el axón. En el primer caso, el axón se vuelve tumefacto y luego se

fragmenta, los restos son digeridos por las células de Schwann y los macrófagos tisulares. Las

células de Schwann proliferan y se disponen en cordones paralelos dentro de la membrana

basal persistente. Se genera así la fibra en banda. Si no se produce la regeneración el axón y las

células de Schwann son reemplazados por tejido fibroso. Los cambios en el segmento proximal

son muy similares a los anteriores. En el caso de que los cambios se produzcan en el cuerpo de

la célula nerviosa donde se origina el axón, se produce la llamada degeneración retrógrada.

Esta consiste en que la sustancia de Nissl se vuelve fina y granular, dispersándose por todo el

citoplasma (cromatólisis), proceso que comienza cerca del cono axónico y se propaga por el

cuerpo celular. Además el núcleo se desplaza a la periferia de la célula y el cuerpo celular se

hincha. Al final, las terminaciones nerviosas se separan de la superficie de la célula nerviosa y

son reemplazadas por las células de Schwann en el sistema nervioso periférico.

De este modo, podemos concluir que las neuronas son unas de las células más frágiles de

nuestro organismo y a la vez las más necesarias en nuestra vida. De este modo, cualquier daño

a esta célula sea en la parte que sea, puede matar a la neurona y esto es especialmente grave

porque las neuronas no se forman con el tiempo sino que al nacer tenemos todas las neuronas

de las que dispondremos a lo largo de nuestra vida.

BIOMECÁNICA DE LOS NERVIOS PERIFÉRICOS

8.1.Recuperación de las neuronas tras una lesión

Al contrario que la degeneración de las neuronas, la recuperación de éstas tras una lesión y la

regeneración de sus prolongaciones pueden durar varios meses.

8.1.1.Recuperación del cuerpo

El nucléolo se desplaza hacia la periferia del núcleo y reaparecen polisomas en el citoplasma.

Eso indica que se está sintetizando RNA y proteínas y, por tanto, se prepara la nueva formación

del axón. La sustancia de Nissl se reconstituye, el cuerpo celular vuelve a su tamaño y el núcleo

vuelve a su posición central.

8.1.2.Regeneración de los axones en los nervios periféricos

El nuevo crecimiento de los axones depende de la presencia de los tubos endoneurales y de

las cualidades esenciales de las células de Schwann. Surgen brotes de los axones a partir del

muñón proximal y en el muñón distal hacia los órganos efectores del nervio. Se cree que se

sigue este proceso: los axones son atraídos por factores quimiotrópicos de las células de

Schwann en el muñón distal, existen factores estimuladores del crecimiento dentro de ese

muñón distal y hay factores en el perineuro que impiden que los axones abandonen el nervio.

La regeneración satisfactoria de los axones depende del tipo de daño que sufrieran, siendo

diferente si la lesión fue por aplastamiento, por sección total o parcial, por infección, por

parálisis, etc.

8.2. Degeneración neuronal asociada con el envejecimiento

Gran cantidad de neuronas se degeneran o desaparecen durante el desarrollo fetal, debido a

la incapacidad del cerebro fetal de establecer conexiones funcionales adecuadas. Durante la

vida postnatal, esta degeneración continúa, llegando en la vejez a perder hasta el 20% del

número inicial de neuronas, lo que evidencia la pérdida de eficacia del sistema nervioso con la

vejez.

9. Patologías

9.1. Etiología de las lesiones

El nervio periférico se lesiona de forma:

BIOMECÁNICA DE LOS NERVIOS PERIFÉRICOS

Directa: Por arma blanca, asta de todo por el fragmento ósea de una fractura. El nervio puede estar parcial o totalmente dividido.

Indirecta: Lesiones por estiramiento con los fragmentos óseos de la fractura o en las luxaciones. El nervio también puede lesionarse (pero más raramente) cuando se encuentra englobado en el callo de fractura o rodeado y comprimido por tejido cicatrizal.

9.2. Anatomía patológica. Degeneración y regeneración nerviosas

A la sección del nervio periférico le siguen cambios reactivos extensos del propio nervio, de sus

cubiertas y de los tejidos vecinos.

Degeneración walleriana: se producen cambios en la fibra nerviosa y como consecuencia se

produce una degeneración centrífuga. Está causado por la desconexión del nervio de sus

nervios tróficos.

- Fibras motoras: células del cuerno anterior - Fibras sensitivas: ganglio de la raíz posterior.

La degeneración es progresiva, y alcanza los estadios más lejanos: Los órganos y músculos son

capaces de sobrevivir sin inervación hasta un año, mientras que la piel se atrofia, pierde el

vello y las papilas, es pobre a la respuesta a la temperatura y pierde la grasa subcutánea. El

tejido subcutáneo contrae osteoporosis.

Degeneración traumática: se diferencia de la walleriana en que se extiende unos centímetros

más allá del punto de lesión. Su regeneración se produce gracias al crecimiento axónico a

partir del muñón proximal. La arquitectura del nervio nunca alcanza la normalidad, ya que

aunque algunas fibras nuevas se mielenizan, no consiguen las conexiones funcionales con los

órganos terminales.

9.3. Tipos de lesiones

Existen varias clasificaciones, pero nos vamos a centrar en la de Sheddon:

Neuropraxia: parálisis transitoria con conservación de la sensibilidad. Se ha bloqueado la conducción, y afecta a las fibras milenizadas más grandes. El paciente se recupera si se elimina la causa productora. Las causas posibles son la compresión, tracción e isquemia. Diagnóstico: conservación de modalidades de sensibilidad, conservación de la

conducción nerviosa distal y ausencia de potenciales de fibrilación en los músculos

paralizados.

Axonotmesis: Rotura de los axones con degeneración walleriana. Está conservado el tejido conectivo de soporte.

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Hay poca diferencia con la Neuropraxia, en ambas hay pérdida distal de la conducción

nerviosa y potenciales de degeneración en los músculos afectados. La recuperación es

espontánea e imperfecta.

Neurotmesis: Rotura axonal y de las cubiertas conjuntivas. Es el estadio más grave, ya que se produce una inmediata y completa pérdida de la musculatura, con rápida pérdida en el tono y atrofia progresiva. Sus posibles causas son heridas por arma blanca o fuerzas de tracción muy violentas. De este modo, su recuperación nunca es espontánea, debe aplicarse cirugía.

9.4. Exploración clínica

Valoración motora: hay que comprobar la actitud, la potencia muscular (se valora explorando el movimiento de cada músculo por separado) y los reflejos músculo-tendinosos, sabiendo distinguir un músculo paralizado de otro que no lo está, conociendo que una atrofia lenta y progresiva, tono muscular abolido y ausencia de dolor a la compresión caracterizan al músculo paralizado.

Valoración sensitiva: estudio del área de anestesia y determinación del área de anestesia y analgesia (zona autónoma)

Valoración autonómica: estudio de funciones vasomotoras y sudomotoras.

Estudio de la degeneración nerviosa: se le aplican corrientes al paciente para saber en qué punto siente calambres.

9.5. Pronóstico

Para elaborar un pronóstico, deben tenerse en cuenta factores tales como la edad, el nivel

lesional (es decir, la gravedad de la lesión), el tipo de lesión, el tipo de nervio afectado y el

tiempo transcurrido entre que se produjo la lesión y el paciente llegó a la consulta.

Dependiendo de estos factores, se someterá al paciente a un tratamiento u otro, aplicando el

que mejor vaya a adaptarse a sus características para que sane antes.

9.6. Tratamiento

El tratamiento puede ser de dos tipos:

Conservador: Es el que se utiliza en los estadios iniciales. Se basa en el uso de férulas dinámicas y de posición para así relajar músculos paralizados y evitar su hiperdistensión. En la Fisioterapia se emplean masajes, movilizaciones pasivas y estimulaciones eléctricas.

Operatorio: hay varias etapas:

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- Reparación primaria: entre los días 1º y 14º. Indicada para todas las secciones limpias del nervio. El objetivo es aponer los extremos del nervio lo más anatómicamente posible y suturarlos sin tensión

- Reparación secundaria: En todas las contraindicaciones de la sutura primaria y en los casos de fracaso de la misma. También es necesaria la sutura sin tensión, raramente de forma directa y más frecuentemente movilizando el nervio y recolocándolo. Si esto no es posible, acudiendo a los injertos nerviosos.

9.7. Síndromes de compresión

Existe riesgo de compresión cuando los nervios pasan próximos a las articulaciones o bajo

arcos ligamentosos o tendinosos.

El dolor está siempre presente. Normalmente disminuye con la regeneración y retorno de la función. Hay distintos tipos: - Causalgia: Gran severidad e intensidad, se produce después de la lesión parcial de

los troncos nerviosos mayores con abundantes fibras simpáticas Tratamiento: Reconocimiento temprano y remoción posterior de cualquier cuerpo

extraño junto al nervio.

- Dolor por neuroma: Complicación común de la lesión de un nervio cutáneo. Cuando es necesaria una amputación de un dedo o miembro lesionado, es conveniente sepultar los muñones nerviosos seccionados en tejidos saludables fuera de áreas que soportan presión.

- Atrofia de Sudeck: Es común, y sigue a fracturas o lesiones por compresión de la

muñeca y la mano. Se siente exceso dolor e hinchazón. El paciente tiende a

inmovilizar la mano, pero es importante que esto no se haga ya que de lo

contrario ésta se transformará en un apéndice rígido, doloroso e inútil. No debe

manipularse bajo anestesia porque empeoraría la situación, y es necesaria una

combinación de analgesia adecuada y uso activo prolongado de la mano.

- Dolor en lesiones preganglionares del plexo braquial: Pueden ser parciales o

completas. La causa normalmente es un accidente de motocicleta. En estos casos,

al principio no se siente dolor, pero cuando las dos raíces más bajas del plexo

braquial (8ª cervical y 1ª dorsal) se dañan, el dolor se vuelve intenso. Puede haber

una lesión del nervio circunflejo, de los nervios cubital y mediano o del nervio

radial.

Cuando hay una parálisis, es importante evitar el edema y mantener una circulación adecuada en el miembro, controlar el dolor, mantener o recuperar la amplitud completa del movimiento pasivo, mantener la fuerza de los músculos no afectados y estimular la función.

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9.8. Algunas patologías

- Miembro fantasma

Cuando se produce la amputación de un miembro, el paciente amputado sigue

sintiendo dolor en esa parte de su cuerpo que ya no está. ¿Por qué sucede esto?

Los nervios periféricos que recorren el cuerpo se unen con tal de que el paciente

no sienta tanto dolor, pero aún así, el cerebro sigue teniendo la sensación de tener

esa parte del cuerpo que ya no está, mandando órdenes a esos nervios periféricos

y al no poder efectuarse esa orden un intenso dolor que es posible que no

desaparezca a lo largo de la vida del amputado. Ese dolor se debe sobre todo a la

presión sobre las fibras nerviosas en el extremo del muñón. Este fenómeno se

denomina clínicamente miembro fantasma.

- Miastenia gravis

Es una enfermedad frecuente que se caracteriza por la caída de los párpados

superiores, visión doble, dificultad para deglutir, para hablar y fatiga muscular

generalizada. Esta enfermedad se puede mitigar con reposo pero también puede

llevar a la muerte. Es un trastorno autoinmunitario en el que por causa

desconocida, el organismo produce anticuerpos contra los receptores nicotínicos

de acetilcolina de la membrana postsináptica, dificultando la sinapsis. Además

cambia también el ancho de la hendidura sináptica, haciendo que los

neurotransmisores tengan dificultades en llegar a la próxima neurona. Esto es una

clara muestra de lo necesario que es un correcto funcionamiento del sistema

nervioso periférico, pudiendo un pequeño fallo de este llevar a la muerte.

- Parálisis cerebral infantil

Esta enfermedad afecta a un gran porcentaje de niños en todo el mundo. Existen

tres tipos de parálisis cerebral infantil, pero nos vamos a centrar en la espasticidad.

En esta afección, se observa a simple vista como los niños no tienen apenas

movilidad en sus miembros. Parece que lo que está afectado es el cerebro pero la

mayor parte de las veces, tienen una comprensión total de lo que pasa a su

alrededor pero sus nervios, no funcionan correctamente. Estos lo que hacen es

contraer todos los músculos a la vez, al no controlar bien la flexo extensión de

estos músculos, algo que al suceder desde el nacimiento, puede provocar lesiones

tales como que se salgan el cúbito y el radio por la zona de la muñeca. Sin

embargo, la fisioterapia puede ampliar la movilidad de estas personas mediante el

método Vojta entre otros y eso es algo que poca gente conoce. Esto se consigue

mediante la aplicación de presión en los plexos nerviosos que surgen de la médula

espinal colocando a esos niños en posturas concretas como el gateo y otras

similares. Con esta presión se aumenta la flexibilidad de los nervios periféricos y

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los músculos a los que inervan mejorando así la calidad de vida de todos estos

niños y eso es algo que solo un fisioterapeuta puede hacer y que modifica la

biomecánica de los nervios periféricos.

10.Bibliografía

“Manipulaciones de los nervios periféricos”, Jean-Pierre Barral y Alain Croibier

“Patología del aparato locomotor”, Tomás Jolín y Antonio Silvestre

“Neuroanatomía clínica”, Snell

“Neurología para Fisioterapeutas”, Cash

“Biomecánica clínica del aparato locomotor”, Rodrigo C. Miralles Moreno

“El sistema nervioso humano”, John A. Kiernan http://www.ferato.com/wiki/index.php/Nervio#Estructura