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1 Helena Benito Naverac Javier Longás Valién
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Helena Benito Naverac Javier Longás Valién
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Unidad 3. Fisología del Sistema nervioso y musculoesquelético.
INTRODUCCIÓN
FISIOLOGÍA CEREBRAL
TASA METABÓLICA CEREBRAL
FLUJO SANGUÍNEO CEREBRAL
REGULACIÓN DEL FLUJO SANGUÍNEO CEREBRAL
PRESIÓN DE PERFUSIÓN CEREBRAL (PPC)
AUTORREGULACIÓN DEL FLUJO SANGUÍNEO CEREBRAL
MECANISMOS EXTRÍNSECOS
EFECTO DE LOS ANESTÉSICOS GENERALES
BARRERA HEMATOENCEFÁLICA
LÍQUIDO CEFALORRAQUÍDEO
FORMACIÓN
FUNCIONES
CIRCULACIÓN
PRESIÓN INTRACRANEAL
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA NERVIOSO AUTONÓMO
ANATOMÍA DEL SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO
NEUROTRANSMISIÓN DEL SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO
RECEPTORES ADRENÉRGICOS
RECEPTORES COLINÉRGICOS
TIPOS DE RECEPTORES MUSCARÍNICOS
FISIOLOGIA DE LA UNIÓN NEUROMUSCULAR
ESTRUCTURA DEL RECEPTOR DE LA ACETILCOLINA
TRANSMISIÓN NEUROMUSCULAR NORMAL
CLASIFICACIÓN DE LOS RECEPTORES DE ACETILCOLINA POSTSINÁPTICOS.
MECANISMO DE ACCIÓN DE LOS BLOQUEADORES NEUROMUSCULARES
MECANISMO DE ACCIÓN DE LOS BLOQUEADORES NEUROMUSCULARES
DESPOLARIZANTES
MECANISMO DE ACCIÓN DE LOS BLOQUEADORES NEUROMUSCULARES NO
DESPOLARIZANTES.
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EN SÍNTESIS:
1. Los requerimientos de oxígeno y de glucosa en el Sistema Nervioso Central (SNC) son muy
elevados y las reservas de oxígeno escasas, lo que hace que el cerebro sea muy sensible a la
hipoxia.
2. El mantenimiento de una adecuada Presión de Perfusión Cerebral (PPC) depende del
mantenimiento de unos niveles adecuados de presión arterial media.
3. La autorregulación del flujo sanguíneo cerebral mantiene el flujo sanguíneo cerebral constante
en valores de presión arterial media entre 50-150 mmHg.
4. Los valores de PaCO2 entre 20-80 mmHg son directamente proporcionales al flujo sanguíneo
cerebral.
5. La barrera hematoencefálica se rompe por hipertensión grave, tumores cerebrales,
traumatismos craneoencefálicos, accidentes cerebrovasculares, infecciones del sistema
nervioso central, hipercapnia severa, hipoxia y status epiléptico. En estas situaciones, el
movimiento de líquidos a través de la barrera hematoencefálica se vuelve dependiente de la
presión hidrostática más que de gradientes osmóticos.
6. En condiciones normales los cambios de presión intracraneal (PIC) son bien compensados, pero
cuando se alcanza un punto crítico cualquier cambio de volumen adicional produce un aumento
exagerado de la PIC.
7. El sistema nervioso autónomo se divide en sistema nervioso simpático y parasimpático, ambos
de acciones antagónicas. En general, el sistema nervioso simpático es un sistema de activación
y de huida frente a un peligro (fight or flight) y el parasimpático es un sistema asociado con
procesos de digestión y reposo (rest and digest).
8. Se debería continuar con el tratamiento betabloqueante durante el periodo perioperatorio incluso
el día de la cirugía ya que los pacientes en tratamiento betabloqueador crónico tienen los
receptores β regulados al alza, por lo que una retirada brusca del fármaco puede precipitar
hipertensión, taquicardia e isquemia miocárdica.
9. La acetilcolinesterasa (llamada también colinesterasa específica o colinesterasa verdadera) es
la enzima responsable de metabolizar la acetilcolina.
10. Los receptores de acetilcolina inmaduros tienden a permanecer más tiempo abiertos y liberan
más potasio que los receptores maduros. Existen ciertos estados patológicos en los que
proliferan dichos receptores. En estas situaciones es mejor no utilizar la succinilcolina.
11. Existen dos tipos de bloqueo neuromuscular: bloqueo despolarizante y no despolarizante. Es
esencial conocer las diferencias entre ambos para realizar un correcto manejo de los relajantes
musculares.
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INTRODUCCIÓN
El anestesiólogo tiene como objetivos durante la realización de una anestesia general, el conseguir
un adecuado nivel de hipnosis y amnesia, alivio del dolor (analgesia), proporcionar un adecuado
bloqueo neuromuscular para permitir que el enfermo tolere la ventilación mecánica y proporcionar
adecuadas condiciones quirúrgicas y realizar protección neurovegetativa.
Para conseguir todos los objetivos anteriormente señalados se debe administrar un conjunto de
fármacos, los cuales tienen ciertos efectos deletéreos sobre el aparato circulatorio. Para
contrarrestar dichos efectos, a menudo se requiere administrar otras medicaciones que actúan
sobre el Sistema Nervioso Autónomo. Es por ello que resulta vital el conocimiento detallado de la
fisiología del Sistema Nervioso Autónomo.
Los bloqueadores neuromusculares producen la relajación del músculo esquelético. El efecto
farmacológico principal es la transmisión del impulso nervioso en la unión neuromuscular. El manejo
óptimo de estos fármacos resulta clave para un correcto manejo anestésico. Para entender el
funcionamiento de estos fármacos se debe entender el funcionamiento de la placa motora.
La protección neurovegetativa consiste en la vigilancia, detección y tratamiento de reflejos vagales
(estos pueden producirse durante el acto intraoperatorio y se manifiestan con una neurovegetativa
que si no es detectada y tratada pueden llevar a la aparición de una asistolia en casos extremos),
la minimización de la respuesta hemodinámica simpática o parasimpática frente a la intubación
orotraqueal, de la respuesta endocrinometabólica al stress quirúrgico y de todo tipo de reflejos
autonómos en diversas situaciones , como por ej. los reflejos de hiperreflexia autónoma en el
lesionado medular.
Por otro lado, el cuidado anestésico de los pacientes que se someten a neurocirugía requiere una
comprensión profunda de la fisiopatología del sistema nervioso central. A menudo, los efectos de
los anestésicos sobre el metabolismo cerebral, flujo sanguíneo, dinámica del LCR y presión y
volumen intracraneal son muy importantes.
Por todas las razones citadas anteriormente, el conocimiento de la fisiología del sistema nervioso y
musculoesquelético resulta de vital importancia para el adecuado tratamiento anestésico.
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FISIOLOGÍA CEREBRALi
TASA METABÓLICA CEREBRAL
REQUERIMIENTOS NEURONALES DE OXÍGENO
El encéfalo consume en condiciones normales un 20% del total de oxígeno en el cuerpo. El consumo
de oxígeno es mayor en la sustancia gris, y resulta paralelo a la actividad cortical. Se expresa en ml
O2 /100g de tejido/min. El consumo metabólico de oxígeno en adultos jóvenes y ancianos es de
entorno a 3,5 ml O2/100 gr. de tejido cerebral/min. El consumo metabólico en niños de alrededor 6
años de edad es mayor, se sitúa entorno a 5,2 ml O2 /100 g /min.
Los cambios en la tasa metabólica cerebral están directamente acoplados al flujo sanguíneo
cerebral. Un aumento del consumo de oxígeno lleva aparejado un aumento del flujo sanguíneo
cerebral.
El consumo de oxígeno es elevado y las reservas de este elemento escasas, por lo que una
interrupción del flujo sanguíneo cerebral suele producir inconsciencia en un lapso de 10 seg. Si el
flujo sanguíneo no se restablece dentro de un plazo de 3 a 8 minutos, las reservas celulares se
agotan y comienza la lesión celular irreversible. El hipocampo y el cerebelo parecen ser las
estructuras más sensibles a la lesión hipóxica.
REQUERIMIENTOS NEURONALES DE GLUCOSA
Las neuronas consumen glucosa como fuente de energía, por lo que la función cerebral depende,
en condiciones normales, de un abastecimiento continuo de glucosa. El consumo de glucosa en el
encéfalo es de alrededor de 5 mg/100g/min; del cual, más del 90% se metaboliza de forma aerobia.
Durante la inanición, los cuerpos cetónicos se vuelven también sustratos importantes de energía.
La hipoglucemia sostenida aguda es igual de devastadora que la hipoxia. La hiperglucemia puede
exacerbar una lesión encefálica hipóxica global al acelerar la acidosis y la lesión cerebral celular,
aunque su efecto sobre la isquemia cerebral focal resulta menos claro.
FLUJO SANGUÍNEO CEREBRAL
El flujo sanguíneo cerebral es de unos 50ml/100g/min, el cual se distribuye desigualmente entre la
sustancia gris y sustancia blanca; la primera recibe entorno a unos 80 ml/100/min y la blanca recibe
unos 20 ml/100g/min. En total el flujo sanguíneo cerebral medio es de unos 750ml/100/min (el
cerebro pesa de media 1,5 kg) y consume entre el 15-20% del gasto cardiaco.
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DISMINUCIÓN DEL FLUJO SANGUÍNEO CEREBRAL Y ALTERACIONES EN EL
ELECTROENCEFALOGRAMA (EEG) .
Conforme comienza a descender el flujo sanguíneo cerebral aparecen alteraciones
electroencefalográficas:
El EEG comienza a enlentecerse con unos flujos de unos 20-25 ml/100/min, aparece como plano
cuando el flujo sanguíneo cerebral desciende a 15-20 ml/100/min, y el daño es irreversible cuando
se llega a niveles de 10 ml/100g/min.
REGULACIÓN DEL FLUJO SANGUÍNEO CEREBRAL
La regulación del flujo sanguíneo cerebral depende de varios factores, fundamentalmente de la tasa
metabólica cerebral, de la presión de perfusión cerebral, y de otros mecanismos extrínsecos, dentro
de los cuales juega un papel fundamental la PaCO2.
PRESIÓN DE PERFUSIÓN CEREBRAL (PPC)
Se define PPC como la diferencia entre la presión arterial media (PAM) y presión intracraneal (PIC).
Como la presión intracraneal es normalmente inferior a 10 mmHg. La PPC depende sobre todo de
la presión arterial media.
Cuando la PIC se incrementa de forma moderada a intensa , la PPC se altera incluso cuando la
PAM es normal.
Los valores normales de PPC se sitúan entre 80-100 mmHg.
VALORES DE PPC Y SU RELACIÓN CON EL EEG.
Los pacientes con valores de PPC menores a 50 mm Hg presentan una disminución de la velocidad
del EEG, Mientras que aquellos que presentan una presión de perfusión cerebral entre 25-40 mmHg
presentan un EEG plano. Las presiones de perfusión sostenidas por debajo de 25 mmHg producen
daño encefálico irreversible.
AUTORREGULACIÓN DEL FLUJO SANGUÍNEO CEREBRAL
La autorregulación del flujo sanguíneo cerebral mantiene el flujo sanguíneo cerebral constante en
valores de presión arterial media entre 50-150 mmHg. Las disminuciones de PPC producen
vasodilatación en el cerebro mientras que las elevaciones producen vasoconstricción. Por encima
y por debajo de esta cifra el flujo sanguíneo cerebral es dependiente de la presión cerebral de
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perfusión. Si la PAM es menor de 60 mmHg hay riesgo de isquemia mientras que si la PAM es
superior a 160 mmHg , se puede romper la barrera hematoencefálica y producirse edema así como
hemorragia cerebral.
La curva de autorregulación del flujo sanguíneo cerebral está desviada hacia la derecha en
pacientes hipertensos, es decir necesitan de mayores presiones arteriales para mantener el flujo
sanguíneo cerebral constante. Cuando se instaura tratamiento antihipertensivo a largo plazo los
límites de autorregulación del flujo sanguíneo cerebral se desplazan hacia la normalidad.
La autorregulación se ve entorpecida por isquemia cerebral, presencia de masas tumorales,
traumatismos craneoencefálicos, presencia de actividad convulsiva excesiva, hipoxemia e
hipercarbia.
MECANISMOS EXTRÍNSECOS
Existen ciertos factores extrínsecos al cerebro que alteran la regulación del flujo sanguíneo cerebral
como son la PaCO2, la temperatura, viscosidad de la sangre y la influencia del Sistema Nervioso
Autónomo.
PaCO2
Entre los valores de PaCO2 entre 20-80 mmHg, PaCO2 es directamente proporcional al flujo
sanguíneo cerebral. Es decir, si los niveles de CO2 suben de 40 a 80 mmHg, el flujo sanguíneo
cerebral se dobla mientras que si los niveles de CO2 descienden de 40 a 20 mmHg el flujo
sanguíneo cerebral disminuye a la mitad.
El efecto de la PaCO2 sobre la circulación cerebral es casi inmediato y se considera consecuencia
de cambios en el pH del LCR y del tejido cerebral. Hay que tener en cuenta que los iones no cruzan
con facilidad la barrera hematoencefálica, en cambio el CO2 sí puede difundir a través de dicha
barrera. Es por eso por lo que los cambios agudos en la PaCO2 y no en los iones HCO3 afectan al
flujo sanguíneo cerebral.
Los cambios en la PaCO2 tienen un efecto limitado en el tiempo sobre el flujo sanguíneo cerebral.
Con una hiperventilación mantenida, la producción disminuye, permitiendo que también disminuya
gradualmente el pH del LCR. Después de 24 a 40 horas, la concentración de HCO3 - del LCR se
ajusta para compensar el cambio de la PaCO2 9de tal forma que el efecto de la hipo e hipercapnia
sobre el tejido cerebral se atenúa. La normalización rápida después de un periodo de
hiperventilación aumenta el pH del líquido extracelular cerebral, con la consiguiente vasodilatación
y aumento de la presión intracraneal.
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TEMPERATURA
La hipotermia disminuye el flujo sanguíneo cerebral (el flujo sanguíneo cerebral disminuye un 5-7%
por cada grado centígrado de descenso de la temperatura corporal) mientras que la hiperpirexia
tiene el efecto contrario (el flujo sanguíneo cerebral aumenta hasta 42º de temperatura, a partir de
la cual el flujo sanguíneo cerebral comienza a disminuir)
VISCOSIDAD DE LA SANGRE
El aumento del hematocrito aumenta la viscosidad de la sangre y puede reducir el flujo sanguíneo
cerebral, como ocurre por ejemplo en la policitemia. La reducción del hematocrito, en cambio
disminuye la viscosidad, pero también reduce el transporte de oxígeno. El nivel de hematocrito en
el que resulta óptimo tanto el transporte de oxígeno como la fluidez de la sangre, se sitúa alrededor
de 30%.
INFLUENCIAS AUTONÓMICAS
Los vasos cerebrales están inervados por :
• Fibras simpáticas, que son fundamentalmente vasoconstrictoras y cuya estimulación disminuye el
flujo sanguíneo cerebral.
• Fibras parasimpáticas, que son fundamentalmente vasodilatadores.
La inervación autonómica podría jugar un importante papel en el vasoespasmo cerebral que ocurre
en los pacientes con daño cerebral e ictus.
EFECTO DE LOS ANESTÉSICOS GENERALES
Los agentes usados en la anestesia pueden afectar al consumo cerebral de oxígeno y al flujo
sanguíneo cerebral.
• Los agentes halogenados inhalatorios desacoplan la relación entre la tasa metabólica cerebral y
el flujo sanguíneo cerebral, provocando una vasodilatación cerebral dosis-dependiente (efecto
más pronunciado a dosis superiores a 1 CAM) mientras que producen una disminución del
consumo de oxígeno cerebral. Todos los anestésicos no tienen el mismo efecto vasodilatador
siendo el halotano el más vasodilatador y el sevoflurano el que menos (halotano > desflurano
>Isoflurano >sevoflurano). Por otro lado, la autorregulación puede atenuarse y abolirse mediante
un aumento de la concentración de éstos fármacos, pero la sensibilidad al CO2 parece estar
conservada.
• El óxido nitroso en cambio provoca un incremento del consumo de oxígeno cerebral y un
incremento del flujo sanguíneo cerebral. Es un vasodilatador cerebral. Este efecto puede
atenuarse mediante hiperventilación o uso de anestésicos iv. El óxido nitroso debe ser evitado
cuando existan espacios de aire intracraneales, puesto que éste se difunde más rápidamente en
tales espacios que el nitrógeno y puede desembocar en un aumento agudo de la PIC.
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• Los agentes anestésicos intravenosos descienden de forma conjugada el flujo sanguíneo cerebral
y la tasa metabólica cerebral (excepción ketamina que aumenta el flujo sanguíneo cerebral y el
consumo de oxígeno), por lo que presentan a priori un perfil más favorable para su utilización en
neurocirugía.
BARRERA HEMATOENCEFÁLICAii
La barrera hematoencefálica (BHE) es una estructura compleja constituida por células endoteliales
de la red capilar del sistema nervioso central (SNC). Además, participan funcionalmente los
pericitos, la lámina basal luminal, los astrocitos perivasculares y la microglía. El endotelio de los
capilares cerebrales se caracteriza porque cada borde celular está íntimamente unido a la célula
adyacente que hace impermeable a la pared interna del capilar.
L a BHE regula y restringe el acceso al parénquima nervioso de múltiples sustancias y moléculas
que circulan en la sangre, para mantener la homeostasis del microambiente químico del SNC.
Esta barrera lipídica permite el paso de substancias liposolubles pero restringe el movimiento de
aquellas sustancias ionizadas o con pesos moleculares grandes. El agua se desplaza libremente,
mientras que el movimiento de iones está restringido.
ROTURA DE LA BARRERA HEMATOENCEFÁLICA
La barrera hematoencefálica se rompe por hipertensión grave, tumores cerebrales, traumatismos
craneoencefálicos, accidentes cerebrovasculares, infecciones del sistema nervioso central
hipercapnia severa, hipoxia y status epiléptico. En estas situaciones, el movimiento de líquidos a
través de la barrera hematoencefálica se vuelve dependiente de la presión hidrostática más que de
gradientes osmóticos.
LÍQUIDO CEFALORRAQUÍDEO.iii
El LCR es un líquido de color transparente que baña el encéfalo y la médula espinal que circula
continuamente a través de las cavidades del encéfalo y de la médula en un espacio denominado
“subaracnoideo”. Tanto a nivel cerebral como a nivel espinal, este espacio se encuentra entre las
meninges aracnoides y piamadre.
Su volumen total es de unos 100-150 ml ( neonato 4ml/Kg, adultos 2ml/kg).
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FORMACIÓN
La mayor parte del LCR (60%) es producido por los Plexos Coroideos, especialmente los
que se encuentran en el techo del tercer ventrículo. Estos plexos son una red de capilares
(vasos sanguíneos) situados en las paredes de los ventrículos. Los capilares estan
cubiertos a su vez por celulas ependimarias que son, en ultima instancia, las que generan
el LCR a partir del plasma sanguíneo. Las celulas ependimarias presentan uniones muy
estrechas, por lo tanto, las sustancias que pasan del plasma sanguíneo al LCR deben
atravesarlas. Esta barrera formada por las celulas ependimarias previene el ingreso de
elementos nocivos al LCR y recibe el nombre de Barrera Hematocefalorraquídea.
El LCR es absorbido en el sistema venoso del cerebro por las vellosidades de la membrana
aracnoidea. Su tasa de producción es de alrededor de unos 0,3-0,4 ml/min.
La absorción es directamente proporcional a la presión intracraneal e inversamente
proporcional a la presión venosa central.
El LCR se reabsorbe en forma gradual hacia la circulacion sanguinea por las vellosidades
aracnoideas. Estas a su vez se proyectan en los senos venosos durales, especialmente en
el seno sagital superior. En condiciones normales, el LCR se reabsorbe tan rapido como se
forma en los plexos coroideos (20 ml/hora), lo cual hace que la presion se mantenga
constante. La absorción es directamente proporcional a la presión intracraneal e
inversamente proporcional a la presión venosa central.
Algunos autores explican la formacion del LCR como un “ultrafiltrado” del plasma; sin
embargo, pruebas recientes atribuyen su formacion a los procesos de difusion y transporte
activo. En la formación de LCR interviene la secreción activa de sodio en los plexos
coroideos. El líquido resultante es isotónico con el plasma, a pesar de sus concentraciones
bajas de potasio, bicarbonato y glucosa. Su contenido proteínico se limita a cantidades muy
reducidas
FUNCIONES
El LCR contribuye a mantener una condicion interna de balance (homeostasis) en el Sistema
Nervioso Central. Tiene tres funciones principales
• Proteccion Mecanica: Representa un medio que amortigua los impactos recibidos por el craneo
y las vertebras. Esto significa que ayuda a proteger el tejido nervioso de la medula espinal y del
encefalo. Este ultimo practicamente “flota” en la cavidad craneana.
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• Proteccion Quimica: Provee un ambiente químico optimo para la transmision de impulsos a nivel
neuronal. Su composicion es relativamente estable, incluso cuando existen cambios notorios en
la estructura química del plasma.
• Intercambio de nutrientes y de productos de desecho.
Su volumen total es de unos 100-150 ml (neonato 4ml/Kg, adultos 2ml/kg).
Hay ciertas medicaciones que disminuyen su tasa de formación, como son los diuréticos
(furosemida, acetazolamida, espironolactona), isoflurano y vasoconstrictores. El desflurano
aumenta la tasa de producción de líquido cefalorraquídeo.
CIRCULACIÓN
El LCR fluye de los ventrículos laterales a través de los orificios interventriculares (de Monro) al
tercer ventrículo, a través del acueducto cerebral (de Silvio) al cuarto ventrículo, y a través de la
abertura interna del cuarto ventrículo (agujero de Magendie) y las aberturas laterales del cuarto
ventrículo (agujeros de Lushka) al interior de la cisterna bulbocerebelosa. A partir de ésta última el
LCR penetra en el espacio subaracnoideo.
PRESIÓN INTRACRANEAL
La bóveda craneal es una estructura rígida que contiene:
• el encéfalo (80%)
• sangre (12%)
• líquido cefalorraquídeo (8%)
La presión intracraneal refleja la relación entre el volumen del contenido intracraneal (cerebro,
sangre y LCR) y el volumen de la bóveda intracraneal . La presión intracraneal está entre 5-15
mmHg. Dado que la bóveda craneal es rígida, su capacidad para acomodar los incrementos del
volumen intracraneal es limitada. Cualquier incremento del volumen de alguno de sus contenidos
debe compensarse con una disminución en otro para evitar un aumento de la PIC. Una masa
intracraneal en desarrollo desplaza inicialmente uno o más de los componentes intracraneales y la
presión intracraneal permanece relativamente normal. No obstante, a medida que el volumen
intracraneal aumenta, la distensibilidad intracraneal disminuye y la presión intracraneal aumenta
rápidamente. Por esa razón los pacientes con distensibilidad intracraneal disminuida pueden
desarrollar aumentos importantes de la PIC con incrementos pequeños del volumen intracraneal
(como la vasodilatación cerebral debida a la anestesia, a hipertensión o a la retención de CO2)
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MECANISMOS DE COMPENSACIÓN
Ante un aumento del volumen intracraneal crónico, en el que se ponen en marcha una serie de
medidas para evitar que aumente la PIC, casi todas ellas guardan relación con el LCR.
• Desplazamiento inicial de LCR del compartimento del craneal al compartimento vertebral.
• Incremento de la absorción de LCR.
• Disminución de la producción de LCR.
• Reducción en el volumen sanguíneo cerebral total, sobre todo venoso.
Cuando la PIC excede 30 mmHg el flujo sanguíneo cerebral disminuye de manera progresiva y se
establece un círculo vicioso; la isquemia causa edema cerebral el cual a su vez aumenta la PIC,
produciendo más isquemia. Sin controlarse, este ciclo continúa hasta que el paciente sucumbe por
lesión neurológica progresiva o herniación catastrófica.
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA NERVIOSO AUTONÓMO
EL Sistema Nervioso Autónomo (SNA) es una red de nervios y ganglios que controla
involuntariamente parámetros fisiológicos para mantener la homeostasis del medio interno.
También es el responsable de las respuestas al stress. El SNA inerva estructuras en los sistemas
cardiovascular, pulmonar, endocrino, exocrino, gastrointestinal, urogenital y nervioso central, e
influye en el metabolismo y en la regulación térmica.
El SNA se divide en dos partes: sistema nervioso simpático (SNS) y parasimpático (SNP), ambos
de acciones antagónicas. En general, el sistema nervioso simpático es un sistema de activación y
de huida frente a un peligro (fight or flight) y el parasimpático es un sistema asociado con procesos
de digestión y reposo (rest and digest). Cuando es estimulado, los efectos del SNS se extienden
por todo el cuerpo. Por el contrario, la estimulación del SNP suele tener efectos discretos y
localizados.
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ANATOMÍA DEL SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO
El principal centro organizativo del SNA es el hipotálamo, el cual controla todas las funciones vitales
integrando los sistemas autónomo y neuroendocrino.
En el tronco encefálico y las amígdalas cerebelosas están localizados los centros de organización
y respuesta aguda del SNA, los cuales integran los ajustes hemodinámicos momentáneos y
mantienen la automaticidad de la ventilación.
ANATOMIA DEL SNA
Las neuronas simpáticas preganglionares se originan a partir de las columnas intermediolaterales
de la médula espinal toracolumnar. Estas fibras mielinizadas salen a través de la raíz anterior del
nervio espinal, y se unen con fibras posganglionares en los ganglios simpáticos paravertebrales,
formando los ganglios prevertebrales desparejados, o con un ganglio terminal.
Los ganglios paravertebrales fácilmente identificable se encuentran en la región cervical (incluyendo
el ganglio estrellado), además de en los troncos simpáticos, torácico, lumbar y pélvico. Los ganglios
prevertebrales reciben el nombre según su relación con las ramas principales de la aorta, como los
ganglios celiacos, mesentérico superior e inferior y renal. Los ganglios terminales se localizan
próximos a los órganos a los que inervan. La importancia práctica de conocer la localización de
algunos de estos ganglios es que pueden inyectarse anestésicos locales en la región de estas
estructuras para tratar el dolor mediado simpáticamente.
ANATOMIA DEL SNP
Las neuronas parasimpáticas preganglionares se originan en los nervios craneales III; VII;X, y en
los segmentos sacros II-IV: el nervio vago tiene la distribución más amplia de todo el sistema
nervioso periférico, es el responsable de más del 75% de la actividad parasimpática, inerva al
corazón , pulmones, esófago, estómago, intestino delgado, mitad proximal del colon, hígado,
vesícula biliar, páncreas y parte alta del uréter.
Las neuronas parasimpáticas preganglionares se unen con las neuronas posganglionares cerca
de los órganos diana finales, creando un efecto fisiológico más discreto.
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NEUROTRANSMISIÓN DEL SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO
Los neurotransmisores del sistema nervioso simpático y parasimpático son fundamentalmente: la
noradrenalina, secretada por fibras adrenérgicas y por la acetilcolina secretado por fibras
colinérgicas.
Todas las neuronas preganglionares, tanto del sistema nervioso simpático como del
parasimpático son colinérgicas.
Las neuronas posganglionares simpáticas son adrenérgicas y secretan noradrenalina, excepto
las que van a las glándulas sudoríparas y a una minoría de vasos sanguíneos que son colinérgicas.
En cambio, las neuronas posganglionares parasimpáticas son colinérgicas y secretan
acetilcolina.
RECEPTORES ADRENÉRGICOSiv
Los receptores adrenérgicos pueden distinguirse por su respuesta a una serie de catecolaminas:
• Los receptores que muestran un orden de potencia noradrenalina>adrenalina >isoproterenol se
denominan receptores α.
• Los receptores que responden con un orden de potencia
(isoproterenol>adrenalina>noradrenalina) se denominan receptores β.
• La dopamina también se considera un neurotransmisor adrenérgico ya que es un precursor en la
síntesis de NA y adrenalina aunque actúa sobre receptores diferentes receptores que interactúan
exclusivamente con la dopamina se denominan dopaminérgicos.
RECEPTORES α1
Se localizan postsinápticamente en el músculo liso vascular y también en las arterias coronarias, el
útero, la piel, iris, la mucosa intestinal y el lecho esplácnico. Su activación de éstos receptores
aumenta la concentración intracelular de Ca++, causa constricción arteriolar y venosa, midriasis
(dilatación pupilar debido a contracción de los músculos radiales del ojo), broncoconstricción,
contracción uterina y de los esfínteres en los aparatos digestivo y genitourinario, inhibición de la
secreción de insulina y lipolisis.
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Los receptores alfa 1 cardiacos postsinápticos incrementan el inotropismo y disminuyen la
frecuencia cardiaca. El efecto cardiovascular más importante es la vasoconstricción, que aumenta
la resistencia vascular periférica, la poscarga ventricular izquierda y la presión arterial.
RECEPTORES α2.
Éstos receptores se ubican sobre todo en las terminaciones nerviosas presinápticas. La activación
de estos adrenoreceptores inhibe la actividad de la adenilciclasa. Esto disminuye la entrada de
iones calcio, lo cual limita la exocitosis subsecuente de las vesículas de almacenamiento que
contienen noradrenalina, tabla 1.
RECEPTOR ÓRGANO RESPUESTA
Corazón Células grasas
Aumenta la frecuencia cardiaca, contractilidad y velocidad de conducción. Lipolisis
β2 Vasos sanguíneos Bronquiolos Útero Riñones Hígado Pancreas
Dilatación Dilatación Relajación Secreción de renina Glucogénesis, glucogenolisis Secreción de insulina
α1 Vasos sanguíneos Pancreas Intestino, vejiga
Vasoconstricción Inhibición de la liberación de insulina Relajación, constricción de esfínteres.
α2 Terminaciones nerviosa presinápticas
Inhibición de la liberación de noradrenalina
Dopamina-1 Vasos Sanguíneos Dilatación de los vasos renales, coronarios y esplácnicos.
Dopamina-2 Terminaciones presinápticas Sistema nervioso Central
Inhibición de la liberación de noradrenalina. Alteraciones psíquicas.
Tabla 1. EFECTOS DE LA ESTIMULACIÓN DEL RECEPTOR ADRENÉRGICO EN LOS ÓRGANOS FINALES
• RECEPTORES α2 PRESINÁPTICOS Se localizan en el sistema nervioso central,
específicamente en el locus ceruleus y en la sustancia gelatinosa. Su activación causa la
inhibición de la liberación de neurotransmisores tales como la noradrenalina, acetilcolina,
serotonina, dopamina y sustancia P. Se ha asociado con efectos sobre el SNC hipnóticos,
sedantes, antinociceptivos, y con efectos hemodinámicos como hipotensión y bradicardia.
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• RECEPTORES α2 POSTSINÁPTICOS. se localizan tanto periféricamente en el músculo
vascular liso, tracto gastrointestinal, células beta pancreáticas como en el SNC.L a activación de
los receptores postsinápticos alfa 2 periféricos causa vasoconstricción y por tanto una
respuesta hipertensiva ,descensos de la salivación y de la descarga de insulina.
RECEPTORES β1. Se localizan fundamentalmente en el miocardio, en el nódulo sinusal, en el
sistema de conducción ventricular, en el tejido adiposo y en el tejido renal. La estimulación de
estos receptores activa la adenilato ciclasa, que convierte al trifosfato de adenosina en
monofosfato de adenosina cíclico e inicia la cascada de fosforilación de cinasa. Su activación
causa un aumento de la contractilidad miocárdica (efecto inotropo positivo), aumento de la
frecuencia cardiaca (efecto cronotropo positivo) , aumento de la velocidad de conducción de
miocárdica (efecto dromotropo positivo), descarga de renina y activación de la lipolisis.
RECEPTORES β2 . Se localizan en el músculo liso vascular, bronquial, uterino y cutáneo. su
estimulación conduce a vasodilatación, broncodilatación y relajación uterina. Su mecanismo de
acción es común a la de los receptores β1 (activación de la adenilciclasa). La activación de los
receptores β2 también estimula la neoglucogénesis, la liberación de insulina y la captación de
potasio por las células.
RECEPTORES β3 interviene en la regulación del metabolismo y se le relaciona con un efecto
inotropo negativo. Esto explicaría la alta tasa de ese receptor que hay en los pacientes con fallo
cardiaco y su posible papel en la fisiopatología de la insuficiencia cardiacav.
REGULACIÓN DE LOS RECEPTORES
Existe una relación inversa entre el número de receptores y la concentración de agonista
adrenérgico circulante y la duración de la exposición a dicho agonista. Esto se denomina
regulación del receptor al alza y a la baja. La interrupción brusca del tratamiento betabloqueante
puede asociarse con un rebote de la hipertensión y taquicardia. Esto es consecuencia de la
proliferación de receptores beta (regulación a la alta) y la consiguiente hipersensibilidad a las
catecolaminas endógenas. Por eso se recomienda continuar con el tratamiento betabloqueante
durante el periodo perioperatorio.
RECEPTORES DOPAMINÉRGICOS
- Dopaminérgicos-1. Se localizan postsinápticamente en el músculo liso vascular renal y
mesentérico y median una vasodilatación.
- Dopaminérgicos-2, son presinápticos e inhiben la liberación de noradrenalina.
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RECEPTORES COLINÉRGICOS
Tanto las neuronas parasimpáticas preganglionares como las posganglionares liberan
acetilcolina, y estos receptores colinérgicos se subclasifican en nicotínicos y muscarínicos. Los
receptores muscarínicos se encuentran en el corazón, bronquiolos, glándulas salivares, intestino y
vejiga.
Los receptores nicotínicos se encuentran en la unión neuromuscular y en los ganglios
autonómicos, tabla 2.
ÓRGANO RESPUESTA
Unión neuromuscular contracción del músculo esquelético
Ganglios autonómicos estimulación del SNS
Tabla 2. EFECTO DE LA ESTIMULACIÓN DEL RECEPTOR COLINÉRGICO NICOTÍNICO
TIPOS DE RECEPTORES MUSCARÍNICOS
Los receptores muscarínicos son receptores acoplados a una proteína G.
Los receptores homogéneos y se han identificado subgrupos de receptores: neuronales (M1);
cardiacos (M2), y glandulares (M3), tabla 3.
ÓRGANO RESPUESTA
Corazón disminución de la frecuencia cardiaca, contractilidad y velocidad de conducción
Bronquiolos constricción
Glándulas salivares estimula la secreción
Intestino contracción y relajación de esfínteres, estimula las secreciones
Vejiga contracción y relajación de esfínteres
Tabla 3. EFECTO DE LA ESTIMULACIÓN DEL RECEPTOR COLINÉRGICO MUSCARINICO
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FISIOLOGÍA DE LA UNIÓN NEUROMUSCULAR
VIA MOTORA
La vía motora está compuesta por neuronas del sistema nervioso central y periférico. Las fibras
corticoespinales se originan en la corteza somatomotora, atraviesan la decusación de las pirámides
y viajan en los tractos corticoespinales, desde donde hacen sinapsis en las células del asta anterior
de la médula, en los cuerpos celulares de las motoneuronas alfa. Las fibras de estas células forman
los nervios periféricos que inervan al músculo esquelético en la unión neuromuscular (UNM). Cada
motoneurona comprende un cuerpo celular con un núcleo prominente, muchas dentritas y un axón
único mielinizado que sinapta en varias fibras musculares formando una Unidad Motora. Se
denomina Unidad Motora al conjunto del axón de la motoneurona y las fibras musculares por ella
inervada. Su estimulación origina la contracción simultánea de todas las fibras musculares que
corresponden a dicha Unidad Motora
El axón de una neurona motora pierde su vaina de mielina a medida que se acerca a la unión
neuromuscular; su terminal contiene vesículas que almacenan acetilcolina, las cuales son
descargadas cuando un impulso nervioso eléctrico alcanza el terminal.
UNIÓN NEUROMUSCULAR
La unión neuromuscular es una sinapsis química compuesta por un terminal presináptico neuronal
donde se descarga la acetilcolina y la membrana postsináptica muscular, que está altamente
especializada e invaginada, donde se encuentran los receptores colinérgicos nicotínicos. La
neurona terminal y la superficie muscular se aproximan mediante filamentos de proteína, y el
espacio entre ellas es de unos 20 nm, que se conoce como “hendidura sinaptica”.
Dentro de la hendidura también existe líquido extracelular con acetilcolinesterasa (llamada también
colinesterasa específica o colinesterasa verdadera) la enzima responsable de metabolizar la
acetilcolina.
SÍNTESIS DE ACETILCOLINA
En el terminal presináptico del nervio se sintetizan, almacenan y libera las vesículas de acetilcolina.
Ésta última se almacena en unas pequeñas vesículas esféricas de unos 50 nm de diámetro
congregadas en unas zonas denominadas activas. En cada terminal presináptico existen entre 500
y 1000 zonas activas. La acetilcolina se sintetiza en el terminal presináptico a partir de colina y
acetato por medio de la enzima Colina -O-acetiltransferasa y se almacena en el citoplasma las
vesículas.
En la membrana postsináptica muscular se localizan los receptores nicotínicos de acetilcolina.
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ESTRUCTURA DEL RECEPTOR DE LA ACETILCOLINA
En la membrana postsináptica muscular se localizan los receptores nicotínicos de acetilcolina.
El receptor de la acetilcolina está constituido en cinco subunidades de glucoproteína, α, α, β, δ y ε.
las subunidades α son los sitios de unión a la acetilcolina y el complejo forma el canal catiónico
transmembrana. Se necesitan dos moléculas de acetilcolina para estimular el receptor y una sola
para que actúen los bloqueadores neuromusculares.
TRANSMISIÓN NEUROMUSCULAR NORMAL
La transmisión neuromuscular normal tiene las siguientes fases:
- DESPOLARIZACIÓN DEL TERMINAL NERVIOSO DE LA MOTONEURONA, lo que origina la
liberación de acetilcolina de las vesículas de almacenamiento.
- UNIÓN DE LA ACETILCOLINA CON SU RECEPTOR Y GENERACIÓN DEL POTENCIAL DE
LA PLACA MOTRIZ. Las moléculas de acetilcolina se unen a las subunidades alfa del receptor
de acetilcolina en la membrana postsináptica, generando un cambio en su conformación con la
consiguiente apertura del canal catiónico. Los iones Na+ y Ca++ se desplazan hacia el interior y
los iones k+ se desplazan hacia el exterior produciendo un cambio en el potencial
transmembrana, conocido como potencial de la placa motriz (PPM).
- CONTRACCIÓN MUSCULAR. Si el PPM sobrepasa el umbral de descarga el músculo adyacente
se origina un potencial de acción que se propaga a través de la membrana e inicia el proceso
contráctil muscular. Cuando los túbulos transversales se despolarizan por la acción del potencial
de placa terminal se origina un aumento de permeabilidad de la membrana del retículo
sarcoplásmico al Ca+. La liberación de Ca+ intracelular es imprescindible para iniciar la
contracción muscular.
- RETORNO AL ESTADO DE REPOSO: RELAJACIÓN MUSCULAR Y REPOLARIZACIÓN DE
LA MEMBRANA DEL TERMINAL NERVIOSO.
• Una vez que termina la despolarización de la membrana muscular, la concentración
intracelular de Ca+ desciende muy rápidamente. A pesar de que los iones calcio salgan de
los miofilamentos, la relajación muscular no ocurrirá a menos que estén presentes iones de
magnesio y de ATP.
• REPOLARIZACIÓN DE LA MEMBRANA DEL TERMINAL NERVIOSO. Se logra una vez que
la acetilcolina difunde fuera de su receptor. Estas moléculas de acetilcolina que son liberadas
desde sus lugares de unión son destruidas casi inmediatamente por la enzima
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acetilcolinesterasa, presente en la hendidura sináptica. La acetilcolina es uno de los más
potentes mensajeros, pero se destruye en menos de un milisegundo después de que se
libera. La neostigmina y otros anticolinesterásicos actúan disminuyendo la cantidad de
acetilcolinesterasa activa con objeto de aumentar la cantidad de moléculas de acetilcolina
para que de forma competitiva con las moléculas de bloqueador neuromuscular se pueda
antagonizar el efecto del relajante.
CLASIFICACIÓN DE LOS RECEPTORES DE ACETILCOLINA POSTSINÁPTICOS.vi
Existen dos isoformas de receptores de acetilcolina postsinápticos.
RECEPTORES MADUROS, ADULTOS, RECEPTORES DE LA UNIÓN.
Son los receptores de acetilcolina que existen en situación basal.
• Los receptores de la unión o maduros siempre están confinados en la placa motora. Son
perisinápticos.
• Están compuestos por dos subunidades α, una β, δ y ε.
• Su vida media es de alrededor dos semanas.
RECEPTORES INMADUROS, FETALES O EXTRASINÁPTICOS.
Esta isoforma se expresa cuando hay una actividad muscular disminuida, apareciendo asociados
con un aumento del número total de receptores (up asociados). Todo ello provoca resistencia a los
BNM (taquifilaxia de los pacientes críticos a los BNM).
Es frecuente en:
- Feto,
- lesiones de neurona motora superior,
- quemaduras o sepsis,
- pacientes inmovilizados o desnutridos.
Los receptores inmaduros
• Los receptores inmaduros pueden estar expresados en cualquier lugar de la membrana
muscular. Estructuralmente hablando, se diferencian en que en lugar de una subunidad ε tienen
una subunidad φ.
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• Los receptores inmaduros tienen una vida media menor a 24 horas.
• Se despolarizan más fácilmente en presencia de acetilcolina y de succinilcolina, y son más
proclives a liberar potasio. Una vez despolarizados tienden a permanecer más tiempo abiertos.
Se debería evitar la administración de bloqueadores neuromusculares despolarizantes cuando se
sospecha la existencia de este tipo de receptor inmaduro .De esta forma se disminuye el riesgo de
hiperpotasemia severa; ya que, tal y como se ha señalado anteriormente, estos receptores son
capaces de liberar más potasio y permanecer más tiempo abiertos que el receptor maduro, tabla
4.
RECEPTORES MADUROS ADULTOS RECEPTORES DE LA UNIÓN
RECEPTORES INMADUROS FETALES EXTRASINÁPTICOS
Estructura: 2α, 1 β, 1δ, 1 ε Estructura: 2 α, 1 β, 1 δ, 1 γ.
Vida media 2 semanas Vida media 24 horas
Situación en placa motora Situación en placa motora y fuera de la placa motora
Se despolarizan más rápidamente, permanecen más tiempo abiertos y liberan más potasio.
Tabla 4. TIPOS DE RECEPTORES DE ACETILCOLINA NICOTÍNICOS
MECANISMO DE ACCIÓN DE LOS BLOQUEADORES NEUROMUSCULARES
MECANISMO DE ACCIÓN DE LOS BLOQUEADORES
NEUROMUSCULARES DESPOLARIZANTES
El bloqueo despolarizante ocurre cuando un fármaco mimetiza la acción del neurotransmisor
acetilcolina. En la práctica clínica habitual el único agente que se utiliza de este tipo es la
succinilcolina( suxametonio).
La succinilcolina (como la acetilcolina), es una amina cuaternaria que se une y activa el receptor
de la acetilcolina, lo que conduce a la despolarización de la placa motora. Dado que la
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succinilcolina no se degrada tan rápidamente como la acetilcolina, la despolarización de la placa
motora persiste y esto conduce a la acomodación o inexcitabilidad de la membrana muscular
adyacente.
El bloqueo despolarizantes a partir de la succinilcolina termina cuando la molécula difunde a partir
del receptor y es desdoblada a colina y ácido succinico en dos estadios. En primer lugar, la
succinilcolina es hidrolizada por la colinesterasa plasmática a colina y succinilmonocolina (un
agente despolarizante con una potencia de alrededor del 1/20 de la dicolina). En segundo lugar, y
mucho más lentamente, la succinilmonocolina es convertida en colina y en ácido succinico por la
colinesterasa plasmática y un factor hepático no específico.
MECANISMO DE ACCIÓN DE LOS BLOQUEADORES
NEUROMUSCULARES NO DESPOLARIZANTES.
Se atribuye clásicamente a una competición reversible pura entre las moléculas antagonistas y la
acetilcolina para la ocupación del receptor colinérgico nicotínico. Estas moléculas, poseen afinidad
por los lugares de reconocimiento de los receptores de los acetilcolina; pero son incapaces de
producir el cambio conformacional en la proteína del receptor que origina la apertura del canal
iónico. Es decir, no poseen la propiedad denominada eficacia o actividad intrínseca y actúa
solamente impidiendo el acceso de la acetilcolina a los receptores.
La ocupación de una sola subunidad α por la molécula de bloqueador reduce la probabilidad de
que la acetilcolina pueda abrir el canal iónico, dado que la acetilcolina es más efectiva cuando
ocupa las dos subunidades α. De esta manera, cuando se ocupa una proporción suficiente de
receptores, disminuye la transmisión neuromuscular de forma proporcional al número de
ocupados ellos, siendo necesaria una ocupación mayor al 80% para que disminuya la actividad de
la transmisión neuromuscular y un 90% para que se establezca el bloqueo, tabla 5.
BLOQUEO DESPOLARIZANTE BLOQUEO NO DESPOLARIZANTE
Fasciculación muscular seguida de relajación Ausencia de fasciculaciones
Ausencia de amortiguación (FADE) tras una estimulación tetánica o de tren de cuatro.
Amortiguación durante la estimulación tetánica y de tren de cuatro-
Potenciación del bloqueo por la anticolinesterasa.
Potenciación postetánica
Antagonismo del bloqueo por relajantes no despolarizantes
Antagonismo del bloqueo por medio de agentes despolarizantes y anticolinesterasas. Potenciación del bloqueo por otros agentes no despolarizantes.
Tabla 5.DIFERENCIAS ENTRE BLOQUEO DESPOLARIZANTE Y NO DESPOLARIZANTE
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BLOQUEO RESIDUAL
Cuando se inhibe la acetilcolinesterasa por la acción de inhibidores de la colinesterasa, cada
molécula de acetilcolina sobrevive durante más tiempo en la hendidura y es capaz de realizar más
intentos de interactuar con los receptores. Sin embargo, es importante saber que las moléculas de
bloqueador neuromuscular todavía están presentes en la hendidura a pesar de un aparente
recobro del bloqueo. Desaparecen de la hendidura a una velocidad similar a la que lo hacen en
ausencia de fármacos anticolinesterásicos. Este es el origen de algunos casos de bloqueo
residual.
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