ESTUDIOS DE ELECTROFISIOLOG A EN LAS RELACIONES ANASTOM TICAS DEL XI PAR CRANEAL (NERVIO ESPINAL O ACCESORIO)

TRABAJO ORIGINAL
ESTUDIOS DE ELECTROFISIOLOGÍA EN LAS RELACIONES
ANASTOMÓTICAS DEL XI PAR CRANEAL (NERVIO ESPINAL O ACCESORIO)
Guerrero, A.R.; Escalante, E. R.; Villegas Guerrero,
M. P.; Grifasi, S. H.; Peral de Bruno, M. *
RESUMEN
Introducción: El nervio Vago y el nervio Accesorio (Espinal) poseen características filogenéticas,
embriológicas, morfológicas y funcionales comunes y particulares. El nervio accesorio ha sido descripto
clásicamente como nervio motor, algunos estudios han identificado estructuras que por su característica
morfológica sugieren podría cumplir con otras funcionales además de la conocida. Objetivos: 1. estudiar
e identificar la anatomía y relaciones anastomóticas del nervio Espinal o Accesorio (XI par craneal) en
diferentes mamíferos (humanos, conejos y ratas). 2. mediante técnicas de electrofisiología básica, estudiar
en animales experimentales (conejos), el carácter funcional de las relaciones morfológicas que el nervio
Espinal o Accesorio (XI par craneal) establece con otras estructuras nerviosas. Material y Métodos: se
realizaron estudios morfológicos trabajando con preparados cadavéricos de mamíferos (n=40) y estudios
funcionales experimentales con técnicas de electrofisiología en animales (n=10). Resultados: se encontró
anastomosis espino-vagal y espino-raquídea en todos los preparados cadavéricos estudiados. Los estudios
electrofisiológicos identificaron la vía de tractos aferentes y eferentes somáticos y viscerales en el XI par
craneal. Discusión: Las anastomosis presentes en el XI par craneal constituyen el substrato morfológico
por el cual este nervio tendría funcionalmente naturaleza mixta en contraposición a su concepción motora
clásica. Conclusión: las anastomosis identificadas en el XI par craneal representan una estructura
constante en los mamíferos. Funcionalmente permiten a este establecer comunicación aferente y eferente
con estructuras viscerales y somáticas del cuello.
Palabras Claves: RELACIONES ANASTOMÓTICAS - XI PAR CRANEAL - ELECTROFISIOLOGÍA.
INTRODUCCIÓN
Los primeros trabajos anatómicos en considerar la función
de los nervios, dividía a estos en motores y sensoriales, luego
con la histología nacía la teoría de los componentes
estableciendo la conformación de sistemas,1 que se definía como
la suma de fibras comunes componentes de un nervio con
ciertas características fisiológicos y morfológicos, destinados a
una tarea común, identificadas por sus relaciones terminales,
entonces las fibras de un solo sistema podrían aparecer en un
número grande de nervios, o concentrarse en un solo nervio.1,2.
La comprensión sobre la naturaleza de los componentes
del nervio, comenzó con los estudios de Bell y Magendie que
identificaron los aferentes y eferentes, Gegenbaur estudiando
la naturaleza compuesta del nervio Vago, derrotó la concepción
del arreglo numérico de los nervios craneales3, Balfour cambió
la perspectiva, con importantes datos embriológicos, demostró
que los nervios craneales y espinales habían sufrido una
diferenciación entre sí, tanto tractos motores y sensoriales estaban
presentes en ambos tipos de nervios, lo cual habría ocurrido
concomitantemente a la encefalización.4
Esto permite entender la presencia de 10 pares craneales
en vertebrados inferiores como peces y anfibios (anamniotas)
y 12 pares en los vertebrados superiores, reptiles, aves y
mamíferos (amniotas).5-13. En los anamniotas el nervio Vago (X
* Laboratorio de Electrofisiología del INSIBIO-CONICET ,
Av. Roca 1800. E-mail: [email protected]
8
par craneal) se une a varios nervios occipitoespinales,
marcando la ausencia de los dos últimos pares craneales; en
tanto que en los amniotas el nervio Vago (X par craneal), el
nervio Espinal o Accesorio (XI par craneal) y el Hipogloso (XII
par craneal) se tratarían de nervios bien diferenciados, donde
particularmente el X par craneal tendría un territorio de inervación
muy amplio.6-8 Primitivamente y embriológicamente todos los
nervios craneales, al servicio de las bolsas branquiales, emiten
tres ramas para cada bolsa, la pretremática, postremática y
faringea, cuyas homónimas en animales superiores,
particularmente las que se corresponden con el XI par craneal,
tanto en los mandibulados y sobre todo en el hombre
permanecen poco claras.4,14-16.
En el hombre la acción parasimpática función exclusiva del
nervio Vago (X par craneal), que de acuerdo a estudios de
degeneración retrógrada por inyección de peroxidasa sugieren
su origen en tres núcleos centrales: Dorsal, Ambiguo y Solitario;
los dos primeros de naturaleza mixta y el último exclusivamente
sensitivo, es decir, a través de sus tractos, transportaría
información de sensibilidad general y visceral, así como de
motricidad branquial (musculatura estriada) y visceral.17-19. En
cuanto al nervio Espinal o Accesorio (XI par craneal), presenta
origen aparente en dos raíces, una craneal y otra medular, la
primera es considera tan solo tránsito de fibras viscerales
pertenecientes al X par craneal (nervio Vago), y la ultima posee
fibras destinadas al control de los músculos estriados del cuello.
En el humano este nervio se describe como somato-motor o
bien, motor branquial.7,9,10,18
REVISTA DE LA FACULTAD DE MEDICINA - VOL.11 - Nº 1 (2011)
Estudios morfológicos en el hombre han identificado
relaciones entre el N. Accesorio o Espinal (XI par craneal) y el
N. Vago o Neumogástrico (XII par craneal), cuyas características
son:
a) Anastomosis entre el XI y X pares craneales, en la base
exocraneal, a distal de la ubicación del los ganglios nodoso y
yugular, a través de dos tractos desde el N. Accesorio hacia el
N. Vago.19-25.
b) Algunas anastomosis entre raicillas de raíces dorsales
de nervios raquídeos cervicales y la raíz espinal del N.
Accesorio, a través de la cual.19-25.
Esta relación entre X y XI pares craneales plantea cierta
controversia respecto al posible rol de este ultimo nervio en lo
que respecta a su constitución morfofuncional y su papel en la
inervación visceral cervical, dado que no se conoce como se
dispondrían anatómicamente las aferencias o eferencias
viscerales de este nervio.26,27. Por esta razón creemos
importante revisar experimentalmente los aspectos funcionales
de dichas relaciones morfológicas.
OBJETIVOS
1. Estudiar e identificar la anatomía y relaciones
anastomóticas del nervio Espinal o Accesorio (XI par craneal)
en diferentes mamíferos (humanos, conejos y ratas).
2. Mediante técnicas de electrofisiología básica, estudiar en
animales experimentales (conejos), el carácter funcional de las
relaciones morfológicas que el nervio Espinal o Accesorio (XI
par craneal) establece con otras estructuras nerviosas.
MATERIAL Y MÉTODOS
Estudios anatómicos:
Se trabajó en preparados cadavéricos formolizados al 10%
de humanos adultos n=10;; conejos (híbridos de Flanders)
n=15 y ratas adultas (Wistar) n=15. Se realizaron las disecciones
empleando lupa binocular (Carl Zeiss con aumentos de 5x40x) e instrumental quirúrgico para microdisección (Gubia, Mini
torno, entre otros). Para la exposición del origen aparente
(raíces) de los nervios Vago (X par craneal) y Espinal o
Accesorio (XI par Craneal) se practicó osteotomía cuneiforme
en la base exocraneal sobre el área comprendida entre el
cóndilo occipital y agujero rasgado posterior (en humanos) o la
fisura tímpano-occipital (en animales) y hemilaminectomía en
las vértebras cervicales, removiéndose a continuación, la
duramadre del sector correspondiente al origen aparente de
los nervios mencionados. Luego se registró fotográficamente
las estructuras nerviosas.
Estudios electrofisiológicos:
Trabajamos en conejos adultos (híbridos de Flanders) n=10,
respetando las normas de bioética para el manejo de animales
en experimentación. Previa anestesia con Ketamina y xilacina
(15 mg/kg y 0.1 ml/kg respectivamente, mitad intraperitoneal y
mitad intramuscular), se realizó abordaje quirúrgico para
exponer las estructuras nerviosas de la base exocraneal.
Luego se realizó una pileta anatómica (Pool, consistente en
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avulsión de estructuras anatómicas hasta la exposición de los
nervios Vago y Espinal o Accesorio desde su emergencia del
tronco encefálico y medula espinal), para montar los electrodos
de electroestimulación y registro, en todos los casos se trabajó
el lado derecho de los animales. A fin de lograr las condiciones
fisiológicas adecuadas, se procuró mantener la irrigación y
hemostasia de la región; así también evitar su deshidratación,
empleando vaselina líquida para proteger los nervios y demás
estructuras anatómicas.
Protocolos de preparación quirúrgica para la
estimulación y registró in vivo de los nervios
1.
Para la electroestimulación y registro ortodrómico y
antidrómico del XI y X par craneal: se seccionó proximalmente
el nervio Espinal desde su origen aparente (raíz craneal y
medular) y en distal a 4 cm de la anastomósis espino-vagal;
mientras el X par craneal, solo se seccionó proximalmente desde
su origen aparente (Fig. 1).
2.
Para la electroestimulación y registro ortodrómico y
antidromico del XI y X par craneal en forma aislada: en el XI par
craneal se seccionó todas sus anastomósis, se seccionó su
extremo distal a 4 cm de sus anastomosis con el X par y se
seccionó sus raíces craneal y medular; en el X par craneal se
seccionó su raíz y la anastomosis espino-vagal (Fig. 2.).
3.
Para la estimulación interoceptiva y propioceptiva
de estructuras cervicales con registros electrofisiológicos en el
XI par craneal: a) Se seccionó del XI par su origen aparente
(raíces craneal y medular) y su anastomósis con el X par
craneal, manteniendo intacto el nervio espinal hacia distal,
también se seccionó la raíz del X par craneal, manteniendo
intacto el nervio vago hacia distal (Fig. 3a); b) Igual preparación
quirúrgica, pero sin sección de la anastomosis espino-vagal
(Fig. 3b).
Protocolos
de
estimulación
eléctrica
Para los protocolos quirúrgicos 1 y 2 se determinó el umbral
se procedió a la aplicación de pulsos supramaximales, de 15
Hz/seg y de 1 Hz/seg para la identificación de tractos sensoriales
y motores respectivamente, utilizando un estimulador biológico
con controles de frecuencia, duración e intensidad),
simultáneamente los datos electrofisiológicos recogidos por
electrodos de registro desde los nervios, fueron preamplificados
y visualizados en un osciloscopio, para constatar la presencia
o ausencia del potencial de acción en los tractos nerviosos
estudiados.
La estimulación y registro según el montaje de los electrodos fue:
a) Electroestimulación de la raíz craneal del XI par craneal
(Fig. 4).
b) Electroestimulación de la raíz medular del XI par craneal
(Fig. 5,6).
c) Electroestimulación distal del nervio Espinal o Accesorio
(Fig. 7).
d) Electroestimulación preganglionar del X par craneal con
anastomósis espino-vagal (Fig.8)
e)
Electroestimulación post-ganglionar del X par
craneal con anastomósis espino-vagal (Fig.9)
9
f) Electroestimulación preganglionar del X par craneal sin
anastomósis espino-vagal (Fig.10)
g) Electroestimulación post-ganglionar del X par craneal
sin anastomósis espino-vagal (Fig.11)
h) Estimulación mecánica de vísceras (distención de esófago
y tráquea con vaselina solida neutra) y músculos cervicales
(mediante vibración tonificante de trapecio, cleidocefálico,
esternocefálico y constrictores de la faringe (Fig. 12).
RESULTADOS
Características anatómicas encontradas en el XI par
craneal:
a) El origen aparente del XI par craneal, se encontró que
está formado por dos raíces: una craneal (Rc) y otra medular
(Rm). La última se origina en el cordón lateral, correspondiente
a los segmentos de la médula cervical en el humano y llegando
hasta el segmento torácico en los animales (Fotos 1.a y 1.b),
respectivamente.
b) Las relaciones anatómicas encontradas fueron: Anatomosis
Espino-Vagales, en todas las preparaciones anatómicas estudiadas (flechas en negro). En humanos (Foto 1.a), y conejos,
se encuentra formada por dos tractos en dirección espino-vagal,
estableciendo relación con los ganglios yugular y nodoso. En
las ratas está constituida por un único tracto espino-vagal, la que
se realiza directamente sobre el nervio sin participación de
ganglios vagales (Foto 1.b); También se ha encontrado en todas las preparaciones cadavéricas humanos (Flechas blancas
de foto 2.a), conejos (Flecha negra de foto 2.b) y ratas,
anastomósis entre la raíz medular (Rm - XI) y raicillas que componen la raíz dorsal (Rd o RP) de algunos nervios cervicales.
Hallazgos electrofisiológicos inducidos por
estimulación eléctrica:
· La electroestimulación de la raíz craneal del XI par
craneal (RC-XI) permitió registrar actividad electrofisiológica
en el nervio Vago (N-V). No se registró actividad en la nervio
Espinal o Accesorio (N-E) posterior a la anastomósis espinovagal (A-EV), ni en la raíz del X par craneal (R-X) y tampoco
en la raíz medular del XI par craneal (RM-XI), ver figura 4.
· La electroestimulación de la raíz medular del XI par
craneal (RM-XI), específicamente del tracto emergente del
cordón lateral de la médula (RECLM), permitió registrar actividad
electrofisiológica en el nervio Vago (N-V) y nervio Espinal (NE), registrando en ambos nervios posterior a la anastomósis
espino-vagal (A-EV). No se registró actividad electrofisiológica
en el tracto anastomótico con las raicillas dorsales de nervios
raquídeos cervicales (TA-RRD), ni en la raíz craneal del XI par
craneal (RC.XI), tampoco en la raíz del X par craneal (R-X),
ver figura 5.
· La electroestimulación del tracto anastomótico con las
raicillas dorsales de nervios raquídeos cervicales (TA-RRD),
permitió registrar actividad electrofisiológica en el nervio Vago
(N-V) y nervio Espinal (N-V), registrando en ambos nervios
posterior a la anastomósis espino-vagal (A-EV). No se registro
10
actividad electrofisiológica en la raíz craneal del XI par Craneal
(RC-XI), ni en su raíz emergente del cordón lateral de la médula
espinal perteneciente al XI par craneal (RECLM), tampoco se
registro actividad en la raíz del X par craneal (R-X), ver figura
6.
· La electroestimulación distal del nervio Espinal o
Accesorio (N.E), permitió registrar actividad electrofisiológica
en su raíz medular (RM-XI), sus tractos anastomóticos con las
raicillas dorsales de nervios raquídeos cervicales (TA-RRD),
también en el extremo post-ganglionar del nervio Vago (N-V) y
nervio Espinal o Accesorio (N-E), posterior a la anastomosis
espino-vagal (A-EV). No se registró actividad en la raíz craneal
del XI par craneal (RC-XI), ni en la raíz emergente del cordón
lateral de la médula espinal (RECLM), tampoco en la raíz del X
par craneal (R-X), ver figura 7.
· La electroestimulación pre-ganglionar del X par craneal
(R-X), en la preparación con presencia de anastomósis espinovagal, permitió registrar actividad electrofisiológica solamente
en el nervio Vago (N-V), y no en las demás estructuras
estudiadas, ver figura 8.
· La electroestimulación post-ganglionar del nervio Vago
(N-V) con presencia de anastomósis espino vagal (A-EV)
permitió registrar actividad electrofisiológica en el X par craneal
(R-X), en el XI par craneal es decir en sus raíces craneal (RCXI) y medular (RM-XI) a nivel de su tracto anastomótico con las
raicillas raquídeas dorsales de la médula espinal (TA-RRD), y
no se registro actividad en el nervio Espinal (N-E) postanastomósis espino-vagal (A-EV). No se registró actividad en
la raíz emergente del cordón lateral de la médula espinal
(RECLM) de la raíz medular del XI par craneal, ver figura 9.
· La electroestimulación preganglionar del X par craneal
(R-X), con sección de la anastomósis espino-vagal (A-EV),
permitió registrar actividad electrofisiológica solo en el nervio
Vago (N-V), ver figura 10.a.
· La electroestimulación post-ganglionar del nervio Vago
(N-V) con sección de la anastomósis espino-vagal (A-EV),
permitió registrar actividad electrofisiológica solo en la raíz del X
par craneal (R-X), ver figura 10.b.
· La estimulación mecánica de vísceras (distención de
esófago y tráquea inyectando vaselina solida neutra), permitió
registrar actividad electrofisiológica en la raíz craneal (RC-XI),
raíz medular (RM-XI) del XI par craneal es decir su tracto
anastomótico con las raicillas dorsales de la médula espinal
(TA-RRD), y además en la raíz del X par craneal (R-X). No se
registró actividad en la raíz emergente del cordón lateral de la
médula espinal (RECLM), ver figura 11.
· La vibración intermitente sobre músculos estriados del
cuello (esternocefalico, cleidocervical, trapecio) y faringe
(constrictores de la faringe) permitió registrar actividad
electrofisiológica en la raíz medular del XI par craneal (RM-XI),
es decir su tracto anastomótico con las raicillas dorsales de la
médula espinal (TA-RRD). No se registró actividad en la raíz
craneal del XI par craneal (RC-XI), en la raíz emergente del
cordón lateral de la médula espinal (RECLM) y tampoco en la
raíz del X par craneal (R-X), ver figura 12.
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DISCUSIÓN
Las relaciones morfológicas identificadas como anastomosis
del XI par craneal con el nervio Vago y las raicillas dorsales de
la médula espinal a nivel cervical, según nuestro estudio parecen
ser constantes, sugiriendo que las mismas podrían tener algún
papel sensitivo. Esto confirma algunas afirmaciones poco claras
de estudios realizados en el hombre, y además el presente
estudio las ha encontrado en los animales (mamíferos
estudiados), donde aun no fueron descriptas. Una explicación
a esta disposición de los tractos nerviosos podría encontrarse
desde el punto de vista filogenético, que considera al nervio
Espinal de origen dorsal y el otro embriológico asociándolo con
el 7° arco branquial constituyendo un nervio branquiomérico.
El cuanto a los hallazgos electrofisiológicos, los mismos
parecen indicar que la naturaleza funcional del XI par craneal
(nervio Espinal o Accesorio), además de motora,29,30 es
sensitiva, de características interoceptivas, dado que la distención
de vísceras cervicales evocó potenciales de acción en sus
tractos nerviosos proximales idénticos a los evocados en el
nervio Vago y de características propioceptivas, porque el
aumento del tono en músculos cervicales también evocó
potenciales de acción en tractos proximales del XI par craneal.
Es decir mediante la estimulación eléctrica de fibras finas y de
mecanoreceptores musculares y viscerales, el presente trabajo
permitió identificar los tractos aferentes somáticos, aferentes y
eferentes autonómicas del XI par craneal, hallazgo que
contribuye a confirmar algunos trabajos realizados anteriormente
sobre una posible rol sensitivo del XI par craneal,31-35.
La eferencias autonómicas encontradas en tractos del XI
par craneal mediante la electroestimulacion, debido a las
conexiones nerviosas establecidas entre el nervio Vago y el
nervio espinal podrían tener alguna relación con el tono vagal
del corazón, estudio que está en curso.
CONCLUSIONES
1) En todos los mamíferos estudiados, se constató la
presencia de dos raíces para el XI par craneal (craneal y
medular), también se encontró anastomósis espino-vagales y
espino-raquídeas de características particulares, que establecen
el substrato morfológico que posibilitan vías de tránsito para
información aferente y eferente de carácter autonómico y
somático.
2) En base a los resultados obtenidos en los estudios
electrofisiologicos del XI par craneal, además de su función
motora descripta para algunos músculos cervicales, presenta
una función de naturaleza sensitiva, donde las dos raíces que
componen su origen aparente llevan información sensitiva que
según nuestros estudios es:
· Propioceptiva para estos músculos que inerva en el cuello
y la faringe (información que viaja por su raíz medular).
· Autonómica para vísceras cervicales como el esófago y
traquea (información que viaja por sus raíces craneal y medular).
3) Encontramos evidencia a través de registros
electrofisiológicos de que este nervio Espinal o Accesorio (XI
par craneal), podría ser considerado un nervio de naturaleza
mixta.
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Fig. 1. Esquema de la preparación quirúrgica. X (Nervio
Vago), XI (Nervio Espinal). R-X (Raíz del N. Vago), RC-XI
(Raíz craneal del N. Espinal), RM-XI (Raíz medul ar del N.
Espinal). Línea quebrada, área de la sección.
Fig. 3.a y b. Esquema de la preparación quirúrgica. X (Nervio Vago), XI (Nervio Espinal). R-X (Raíz del N. Vago), RC-XI (Raí z
craneal del N. Espinal), RM-XI (Raíz medul ar del N. Espinal ), A-EV (Anasto mósis Espino-Vagal). Línea que brada, área d e la
sección.
12
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Fig. 5. Esque ma de la esti mulación (E) de
RE CLM (raíz e mergente del cor dón lateral de la
médul a), y la consiguiente identificación de los
eferentes somáticos en el nervio Espinal.
Fig. 4. Esque ma d e la esti mulación (E) d e la raíz
craneal del XI para craneal y la identificación de
fibras autonó micas eferentes en el nervio Vago.
Fig. 7. Esquema de la estimulación (E) del N-E
(nervio Espinal) y la consiguiente identificación
de los aferentes somáticos vía TA-RRD (tracto
anasto mótico de la raíz raquíde a dorsal de la RMXI (raíz medul ar del XI par craneal), y reflejo
eferente en el nervio Vago (N-V).
Fig. 9. Esque ma de la estimulación (E) del n ervio Vago
(N-V)
y la
identificación
aferentes
autonó
micos
Fig. 6.
Esque
ma de ladeesti
mulación
(E) de
l TA-en el
X
par (tracto
cranealanasto
( R-X, la
raí z craneal
d elmed
XI par
RRD
mótico
de la raíz
ular craneal
del
(RC-XI), la raíz medular del XI par craneal y su tracto
XI para craneal con la raíz raq uídea dorsal), y la
anasto mótico con la raicilla raquídea dorsal (TA- RRD)
consiguiente identificación de los eferentes
autonó micos por los nervios Espinal y Vago.
Fig. 8. Esque ma de la esti mul ación (E) del X p ar
craneal (R- X) y su registro en el nervio Vago ( N-V),
sola mente.
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Fig. 12. Esquema de la identificación de los
aferentes propioceptivos en el XI par craneal
media nte
la
esti mulación
vibratoria
inter mitente.
Arriba
esq ue ma
de
la
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Foto 1.a
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Foto 1.b
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