Origen neural de las alteraciones locomotrices detectadas en el miembro anterior

Mediante trazado retrógrado del núcleo motor del tríceps braquial pudimos comprobar que la pérdida de MNs fue mínima, no significativa en el primer experimento y significativa pero pequeña en el segundo. Estudios neuroanatómicos con el mismo modelo de hemisección C6 en la rata adulta222 proporcionaron datos preliminares sobre la pérdida sináptica crónica en los segmentos C7 y C8, confirmando su desinervación tras la axotomía de los diferentes tractos en C6. Entre uno y tres meses después de la hemisección, la inmunorreactividad para sinaptofisina se reducía significamente 1 mm por encima y por debajo del epicentro de la lesión en comparación con el lado contralateral no lesionado o con controles normales, normalizándose rostralmente a partir de los 2 mm y caudalmente a partir de los 4 mm. La densidad integrada de fluorescencia para sinaptofisina se mantenía crónicamente descendida en los segmentos espinales adyacentes a la lesión y particularmente en C7, o lo que es lo mismo, tras desinervación masiva de los axones supraespinales y propioespinales la cantidad total de sinapsis en C7 se reduce, quedando menos sistemas axonales que inicien fenómenos de sinaptogénesis reactiva y permitan la recuperación funcional en dichos segmentos. La sustancia gris inmediatamente rostral y caudal al epicentro de la lesión se encontraba atrófica al procesar el tejido mediante H&E, a pesar de que muchas neuronas del asta anterior tenían aspecto normal. Asimismo, la sustancia blanca perilesional mostraba signos de degeneración Walleriana222. Además, mediante trazado neural retrógrado en ratas normales, se comprobó la existencia de una gran cantidad de neuronas propioespinales que proyectan a C7 desde los segmentos cervicales rostrales. Restringiéndonos a las láminas VII y VIII de los segmentos C2 a C5, se comprobó que alrededor de 6000 neuronas propioespinales proyectaban a C7222, indicando que el sistema propioespinal cervical de la rata tiene la relevancia anatómica suficiente como para que su axotomía contribuya a la producción y/o cronificación de las deficiencias motoras focales en el miembro anterior ipsilateral a la hemisección.

El sustrato neural del sistema premotoneuronal propioespinal cervical (Fig. 6A), como se ha descrito ya en la sección 2.2.2, se conoce bien en gatos y monos122, 148, 152, e incluye diferentes tipos

de neuronas localizadas en las láminas VII y VIII de los segmentos C2 a C5, cuyos axones descienden por el funículo ventrolateral y finalmente proyectan sobre las INs y las MNs de los segmentos C6 a T1, responsables de la inervación de la musculatura del miembro anterior. A su vez, los tractos TCE, rubroespinal, reticuloespinal y tectoespinal proyectan sobre ellas y juegan un importante papel en el control voluntario de la pata o mano. Sin embargo, en la rata la estimulación evocada desde la corteza de las MNs de la pata anterior está mediada por el tracto reticuloespinal o por las INs segmentarias122. Así, aunque se han identificado electrofisiológicamente las neuronas propioespinales C3/C4, no parecen participar en el control voluntario de la pata anterior y su papel es aún desconocido. Nuestros hallazgos funcionales, interpretados desde la perspectiva de estos datos anatómicos, sugieren que este sistema puede resultar importante para la generación de fuerza o para la ejecución de aquellas tareas en las que el miembro anterior depende en menor grado del control supraespinal, como es el caso de la marcha espontánea sin obstáculos. Ni los experimentos de este trabajo ni los estudios anatómicos citados se diseñaron para determinar el papel específico que tienen para el miembro anterior los distintos tractos axonales en la locomoción espontánea, pero analizados conjuntamente arrojan algunas pistas sobre los posibles mecanismos responsables de las deficiencias locomotrices tras la hemisección C6.

Nuestra hipótesis es que posiblemente sea la interrupción conjunta de los sistemas propioespinales y supraespinales que actúan sobre las neuronas de los segmentos C7 y C8 lo que determine tanto la gravedad como la cronicidad de la disfunción del MAD, pues la circuitería propioespinal funciona en paralelo y como relevo de los tractos supraespinales descendentes. Al interrumpirse simultáneamente las aferencias supraespinales y propioespinales a los segmentos del epicentro de la lesión, se limitaría la posibilidad de que ocurran cambios plásticos que lleven a recuperación funcional. En situación semejante se encontraría el circuito propioespinal lumbar formado por INs cortas intersegmentarias sobre las que convergen, como en el engrosamiento cervical, aferencias sensoriales y axones supraespinales descendentes. Si a gatos espinalizados crónicos se les lesionan estas vías propioespinales muy cerca de los núcleos motores lumbares, los animales pierden definitivamente la capacidad de utilizar los miembros posteriores para la locomoción inducida mediante tapiz rodante244. A pesar de todo, merece la pena recalcar que si se

daña únicamente el sistema premotoneuronal propioespinal cervical la locomoción no debería alterarse permanentemente, sino que otros tractos probablemente asumirán sus funciones, tal como sucede frecuentemente tras lesiones medulares que dañan selectivamente tractos concretos a nivel cervical245, 246, 247. Excluimos como causantes de los déficit locomotrices al TCE dorsal y la porción más medial del tracto ventromedial, porque se preservaban íntegramente en la mitad de los animales del experimento 1 y sin embargo éstos seguían exhibiendo pérdida de fuerza grave y permanente, de intensidad similar a los animales con hemisección completa. Además, otros trabajos sólo han encontrado pérdidas en la fuerza vertical sutiles y transitorias después del daño en el TCE en ratas129. Todo lo anterior apunta a que los déficit permanentes deben ser causados por coexistencia de daño del sistema premotoneuronal propioespinal cervical y de otros sistemas axonales descendentes que se ubican en la parte lateral de la médula, tales como el tracto rubroespinal y ciertos componentes de los tractos reticuloespinal y vestibuloespinal. Estos tres últimos sistemas están muy activos durante la marcha sobre una superficie lisa en gatos248, 249. La actividad de las neuronas vestibuloespinales se correlaciona estrechamente con la del TB y los extensores del miembro posterior durante la fase de apoyo, mientras que las neuronas reticuloespinales y rubroespinales se activan conjuntamente tanto con los extensores como con los flexores.

En la rata, una lesión unilateral de los tractos ventrolaterales en C3 causa reducción transitoria (~25 %) de la fuerza extensora del miembro anterior ipsilateral durante la locomoción, que se recupera a la semana y media de la cirugía246. Sin embargo, las lesiones unilaterales del tracto rubroespinal o de los cordones posteriores producen deficiencias bilaterales más persistentes, reduciéndose la fuerza de los miembros anteriores en torno a un 15 % a las 6 semanas postlesión245. Las ratas con hemisección completa C4-C5 muestran también deficiencias cinemáticas en la marcha sobre agua poco profunda sin apenas recuperación a los 28 días postlesión24. Los trabajos anteriores no pueden compararse directamente porque se realizaron en distintas metámeras y el daño axonal resultante tiene diferente significado funcional al eliminar aferencias a diferentes MNs, INs segmentarias y neuronas propioespinales. Hecha esta salvedad y considerados en conjunto, todos ellos apoyan nuestra hipótesis de que es el daño conjunto de los sistemas propioespinal y de otros

tractos axonales laterales es el responsable de las deficiencias motoras graves y permanentes en el miembro anterior ipsilateral a la hemisección en C6.

6.4 Naturaleza de los mecanismos de recuperación y readaptación funcional tras