¿Qué es la Médula Espinal?
Es un cilindro complejo de nervios que comienza en la base del cerebro y corre por el canal vertebral hasta la columna vertebral.
Es parte de la colección de nervios del cuerpo, llamada sistema nervioso central, junto con el cerebro. En cada uno de los muchos segmentos de la médula espinal vive un par de raíces que están formadas por fibras nerviosas.
Estas raíces se conocen como las raíces dorsales (que está hacia la parte posterior) y ventral (que está alejada de la parte posterior).
Dependemos de la columna vertebral para el soporte principal de nuestro cuerpo. Nos permite estar de pie, doblar y girar, mientras protegemos la médula espinal de lesiones.
Si la médula espinal está lesionada, a menudo causa cambios permanentes en la fuerza, sensación y un puñado de otras funciones del cuerpo debido a su conexión con el cerebro.
Debido a que la médula espinal es el centro de las funciones del cuerpo, la vida de una persona puede cambiar drásticamente cuando una lesión es lo suficientemente grave.
Se están haciendo muchas investigaciones para el tratamiento de las lesiones de la médula espinal y los científicos son optimistas de que los avances que están encontrando serán suficientes para reparar por completo los daños.
Para comprender cómo una lesión de la médula espinal puede afectar la vida de una persona, necesitará un buen conocimiento de las múltiples funciones que brinda la médula espinal.
Principales funciones de la médula espinal
Comunicación eléctrica: Las corrientes eléctricas viajan arriba y abajo de la médula espinal, enviando señales que permiten que diferentes segmentos del cuerpo se comuniquen con el cerebro.
Caminar: Mientras una persona camina, una colección de grupos musculares en las piernas se contrae constantemente.
La acción de avanzar paso a paso puede parecernos increíblemente simple, ya que la hemos estado haciendo toda la vida, pero en realidad hay muchos factores que deben coordinarse adecuadamente para permitir que ocurra este movimiento.
Estos generadores de patrones centrales en la médula espinal están formados por neuronas que envían señales a los músculos de las piernas, haciéndolas extender o contraer, y producen los movimientos alternos que ocurren cuando una persona camina.
Reflejos: Los reflejos son respuestas involuntarias que resultan de estímulos que involucran el cerebro, la médula espinal y los nervios del sistema nervioso periférico.
Estructura de la médula espinal
La estructura general de la médula espinal está encerrada por la protección de la columna vertebral. Los nervios espinales se encuentran en los espacios entre los arcos de las vértebras.
Los nervios espinales se dividen en estas regiones separadas:
- Cervical
- Torácico
- Lumbar
- Sacro
- Coccígeo
- Materia blanca y materia gris
La médula espinal se divide en materia gris (que tiene forma de mariposa) y blanca (que es el material que rodea al gris).
La sustancia blanca está formada por fibras nerviosas, llamadas axones, que se extienden hacia arriba y hacia abajo.
Cada grupo de axones lleva un tipo específico de información que necesita para comunicarse, los tractos ascendentes de los axones se comunican con el cerebro, mientras que los descendentes llevan las señales del cerebro a varios músculos y glándulas de todo el cuerpo.
La materia gris también está organizada de acuerdo a su función. Se podría decir que cada mitad tiene un cuerno dorsal, un cuerno ventral y un cuerno lateral.
Los cuernos dorsal y ventral suministran músculo esquelético, mientras que el cuerno lateral suministra músculo cardíaco y liso.
Nervios espinales
Los nervios espinales son los que permiten que la médula espinal y el resto del cuerpo se comuniquen.
Un nervio es un órgano con forma de cordón pequeño que está compuesto de varios axones unidos. Hay 31 pares de nervios espinales:
- 8 son nervios cervicales localizados en el cuello.
- 12 son nervios torácicos localizados en el tórax.
- 5 son nervios lumbares ubicados en el abdomen.
- 5 son nervios sacros localizados en la pelvis.
- 1 es el nervio coccígeo ubicado en el cóccix.
Reflejos
Un reflejo puede ser una respuesta simple e incontrolada o una respuesta aprendida, los simples están integrados en nuestro sistema nervioso, como alejar la mano de algo caliente. Un reflejo que se adquiere proviene de la práctica, como tocar el piano.
Un reflejo se compone de 5 componentes:
- Receptor: El receptor responde a una señal eléctrica.
- Vía aferente: Esta vía envía la acción al centro integrador.
- Centro de integración: Este es típicamente el sistema nervioso y es donde se procesan todos los potenciales de acción.
- Una vez que se procesa la información, el centro integrador determina cómo debe responder el cuerpo.
- Vía eferente: La respuesta viaja a través de esta vía al órgano efector.
- Órgano efector: Este órgano lleva a cabo la respuesta a todo lo anterior. El órgano que responde generalmente es un músculo o glándula en el cuerpo.
Lesión de la médula espinal
Una lesión de la médula espinal se produce cuando una parte del cordón o los nervios localizados en la base de la columna vertebral están dañados.
Esto puede tener un efecto importante en las capacidades sensoriales, motrices y reflejas del cuerpo si el cerebro no puede enviar información más allá de la ubicación de la lesión.
Cuanto más cerca está la lesión del cerebro, más expansivo es el daño. Como probablemente puedas imaginar, una lesión de la médula espinal puede alterar la vida de una persona para siempre.
Sin embargo, hay muchas opciones para el tratamiento disponible y los resultados de investigación para una cura de parálisis nunca han sido más prometedores.
La tecnología está demostrando ser capaz de ayudar en la comunicación entre el cerebro y las extremidades que han sufrido daños en los nervios.
La investigación avanza rápidamente, y en solo 5 años podríamos tener los medios para revertir las lesiones más severas de la médula espinal.
Células del sistema nervioso central
Las neuronas se conectan entre sí para enviar y recibir mensajes en el cerebro y la médula espinal. Muchas neuronas que trabajan juntas son responsables de cada decisión tomada, cada emoción o sensación sentida, y cada acción que se toma.
La complejidad del sistema nervioso central es sorprendente, hay aproximadamente 100 mil millones de neuronas en el cerebro y la médula espinal combinadas.
Se han identificado hasta 10,000 subtipos diferentes de neuronas, cada una especializada para enviar y recibir ciertos tipos de información.
Cada neurona se compone de un cuerpo celular, que alberga el núcleo. Axones y dendritas forman extensiones del cuerpo celular.
Los astrocitos, un tipo de células gliales, son las células de soporte primarias del cerebro y la médula espinal, secretan proteínas llamadas factores neurotróficos.
También se degradan y eliminan proteínas o productos químicos que pueden ser dañinos para las neuronas (por ejemplo, glutamato, un neurotransmisor que en exceso causa que las células se sobreexciten y mueran por un proceso llamado excitotoxicidad).
Los astrocitos no siempre son beneficiosos; después de una lesión, se dividen para formar nuevas células que rodean el sitio de la lesión, formando una cicatriz glial que es una barrera para la regeneración de los axones.
La microglías son células inmunes para el cerebro, después de una lesión, migran al sitio de la lesión para ayudar a eliminar las células muertas y moribundas.
También pueden producir moléculas pequeñas llamadas citoquinas que activan las células del sistema inmune para responder al sitio de la lesión.
Es probable que este proceso de limpieza desempeñe un papel importante en la recuperación de la función después de una lesión en la columna vertebral.
Los oligodendrocitos son células gliales que producen una sustancia grasa llamada mielina que envuelve a los axones en capas.
Las fibras de axón aisladas por mielina pueden transportar mensajes eléctricos (también llamados potenciales de acción) a una velocidad de 100 metros por segundo, mientras que las fibras sin mielina solo pueden transportar mensajes a una velocidad de un metro por segundo.
Sinapsis y neurotransmisión
Los mensajes se transmiten de las neuronas a través de la sinapsis, pequeñas brechas entre las células, con la ayuda de sustancias químicas llamadas neurotransmisores.
Para transmitir un mensaje de potencial de acción a través de una sinapsis, las moléculas de neurotransmisores se liberan desde una neurona (la neurona «presináptica») a través del espacio hasta la siguiente neurona (la neurona «postsináptica»). El proceso continúa hasta que el mensaje llega a su destino.
Hay millones y millones de conexiones entre neuronas dentro de la médula espinal. Estas conexiones se realizan durante el desarrollo, utilizando señales positivas (factores neurotróficos) y negativas (proteínas inhibidoras) para ajustarlas.
Sorprendentemente, un solo axón puede formar sinapsis con hasta 1000 otras neuronas.
¿Qué causa la parálisis?
Existe una organización topográfica lógica y física para la anatomía del sistema nervioso central, que es una elaborada red de vías neuronales estrechamente conectadas.
Esta relación ordenada significa que diferentes niveles segmentarios del cordón controlan cosas diferentes, y la lesión en una parte particular del cordón tendrá un impacto en las partes vecinas del cuerpo.
La parálisis ocurre cuando falla la comunicación entre el cerebro y la médula espinal. Esto puede ser el resultado de una lesión en las neuronas del cerebro (un accidente cerebrovascular) o en la médula espinal.
El trauma en la médula espinal afecta solo las áreas debajo del nivel de lesión. Sin embargo, la poliomielitis (una infección viral) o la enfermedad de Lou Gehrig pueden afectar a las neuronas en toda la médula espinal.
Las vías de información
Las neuronas especializadas llevan mensajes de la piel, los músculos, las articulaciones y los órganos internos a la médula espinal sobre el dolor, la temperatura, el tacto, la vibración y la propiocepción.
Estos mensajes se transmiten al cerebro a lo largo de una de dos vías: el tracto espinotalámico y la vía lemniscal.
Estas vías se encuentran en diferentes lugares de la médula espinal, por lo que una lesión puede no afectarlos de la misma manera o en el mismo grado.
Cada segmento de la médula espinal recibe información sensorial de una región particular del cuerpo.
Los científicos han mapeado estas áreas y han determinado los campos «receptivos» para cada nivel de la médula espinal. Los campos vecinos se superponen entre sí, por lo que las líneas en el diagrama son aproximadas.
Movimiento voluntario e involuntario
Más de un millón de axones viajan a través de la médula espinal, incluidos los axones más largos del sistema nervioso central.
Las neuronas en la corteza motora, la región del cerebro que controla el movimiento voluntario, envían sus axones a través del tracto corticoespinal para conectarse con las neuronas motoras de la médula espinal.
Las neuronas motoras espinales se proyectan fuera del cordón a los músculos correctos a través de la raíz ventral, estas conexiones controlan los movimientos conscientes, como escribir y correr.
La información también fluye en la dirección opuesta dando como resultado un movimiento involuntario. Las neuronas sensoriales proporcionan retroalimentación al cerebro a través de la raíz dorsal.
Parte de esta información sensorial se transmite directamente a las neuronas motoras inferiores antes de que llegue al cerebro, dando lugar a movimientos involuntarios o reflejos, la información sensorial restante viaja de regreso a la corteza.
¿Cómo trabajan juntos la médula espinal y los músculos?
La médula espinal se divide en cinco secciones: las regiones cervical, torácica, lumbar, sacra y coccígea. El nivel de lesión determina el grado de parálisis y/o pérdida de sensación. No hay dos lesiones iguales.
¿Cómo trabajan juntos la médula espinal y los órganos internos?
Además del control del movimiento voluntario, el sistema nervioso central contiene las vías simpáticas y parasimpáticas que controlan la respuesta de «lucha o huida» al peligro y la regulación de las funciones corporales.
Estos incluyen la liberación de hormonas, el movimiento de los alimentos a través del estómago y los intestinos, y las sensaciones y el control muscular de todos los órganos internos.
¿Qué sucede después de una lesión de la médula espinal?
Las células del sistema inmune migran al sitio de la lesión, causando daño adicional a algunas neuronas y muerte a otras que sobrevivieron al trauma inicial.
La muerte de los oligodendrocitos hace que los axones pierdan su mielinización, lo que dificulta en gran medida la conducción del potencial de acción, mensajes o hace que las conexiones restantes sean inútiles.
La carretera de información neuronal se ve aún más afectada porque muchos axones se cortan, cortando las líneas de comunicación entre el cerebro y los músculos y entre los sistemas sensoriales del cuerpo y el cerebro.
Dentro de varias semanas de la lesión inicial, el área de daño tisular se ha eliminado por microglia, y una cavidad llena de líquido rodeada por una cicatriz glial queda atrás.
Aunque la lesión de la médula espinal causa daños complejos, una cantidad sorprendente de los circuitos básicos para controlar el movimiento y la información del proceso puede permanecer intacta.
Esto se debe a que la médula espinal está dispuesta en capas de circuitos. Muchas de las conexiones y cuerpos celulares neuronales que forman este circuito arriba y abajo del sitio de la lesión sobreviven al trauma.
