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Trauma raquimedular
Fisiopatología del trauma raquimedular
Pathophysiology of spinal trauma
Revisión
Huber Padilla-Zambrano,^1 YanCarlos Ramos-Villegas,^2 Hernando Raphael Alvis- Miranda,^3 Andrei F. Joaquin. MD,^4 Luis Rafael Moscote- Salazar^5
Abstract
Spinal trauma (TRM) includes traumatic lesions characterized by fractures of the spine and may also have deficits in motor and / or sensory functions due to complete or partial involvement of the spinal cord. Pathophysiologically, it occurs by two mechanisms: primary spinal cord injury and secondary spinal cord injury. The first involves the initial mechanical injury due to local deformation and energy transformation, while the second involves a cascade of biochemical and cellular processes. The evolution of these processes has been divided into 5 phases: Immediate, Acute, Subacute, Intermediate and Chronic; The study of these phases is important because it allows the selection of interventions that may possibly improve the patient’s neurological prognosis. (^1) Facultad de Medicina, Universidad de Cartagena, Cartagena de Indias, Colombia. (^2) Facultad de Medicina, Universidad de Cartagena, Cartagena de Indias, Colombia. (^3) Residente de Neurocirugia, Universidad de Cartagena, Cartagena de Indias, Colombia. (^4) Department of Neurology, Neurosurgery Division, State University of Campinas, Campinas- Sao Paulo, Brazil. (^5) Neurocirujano, Universidad de Cartagena, Cartagena de Indias, Colombia.
Resumen
El Trauma Raquimedular (TRM) engloba las lesiones de origen traumático que se caracterizan por fracturas de la columna vertebral y pueden tener también déficits de las funciones motoras y/ o sensoriales por la afectación completa o parcial de la médula espinal. Fisiopatológicamente, se produce por dos mecanismos: lesión medular primaria y lesión medular secundaria; la primera implica en la lesión mecánica inicial debido a la deformación local y la transformación de energía, mientras que la segunda abarca una cascada de procesos bioquímicos y celulares. La evolución de estos procesos se ha dividido en 5 fases: Inmediata, Aguda, Subaguda, Intermedia y Crónica. El estudio de esas fases es importante pues permite la selección de las intervenciones que pueden posiblemente mejorar el pronóstico neurológico del paciente.
Palabras clave
trauma raquimedular, lesión medular secundaria, lesión medular primaria, fisiopatología, shock neurogénico, shock espinal.
Keywords
Spinal cord injury, spinal cord injury, primary spinal cord injury, pathophysiology, neurogenic shock, spinal shock. Correspondencia: Dr. Luis Rafael Moscote Universidad de Cartagena , Cartagena de Indias, Colombia e-mail: [email protected]
Trauma raquimedular
Introducción
Las descripciones de la lesión traumática de la columna y su tratamiento, se reportaron entre los años 3000-2500 a.C en un pergamino escrito por Edwin Smith, quien mencionó 48 casos de lesiones traumáticas que afectaron el Sistema Nervioso Central (SNC), de las cuales el 12,5% correspondían a traumatismos de columna. Posteriormente, se encontraron escritos realizados por Hipócrates quien reportó lesiones traumáticas y no traumáticas de la columna; y en el siglo II d.C, Galeno fue de los primeros en experimentar con animales y reportar los cambios observados al afectar una parte de la médula espinal.^1 El Trauma Raquimedular (TRM) abarca las lesiones de origen traumático que afectan conjunta o aisladamente a las estructuras óseas, cartilaginosas, musculares, vasculares, meníngeas, radiculares y medulares de la columna vertebral a cualquiera de sus niveles. 1– La Lesión Medular (LM) es un problema neurológico devastador que se caracteriza por un déficit de las funciones motoras y sensoriales debido a una afectación completa o parcial de la médula espinal, por razones principalmente traumáticas, que ocurre en cerca de 15 a 25% de los TRM. 4, El TRM se presenta principalmente por accidentes de tránsito o laborales, acompañados de traumatismos múltiples como craneales, torácicos y pélvicos. Además, se puede relacionar también con lesiones por arma de fuego, caídas de alturas, lesiones por explosión, entre otros.^1 Esta patología traumática medular afecta principalmente a los hombres, con una razón de 4:1 con respecto a las mujeres y jóvenes;^3 y se ha convertido en un problema de salud pública debido a que requieren un tratamiento a largo plazo, altos costos en la atención y conlleva a una afectación negativa en el paciente y su familia. La mayoría de pacientes afectados con el TRM no pueden recuperar la funcional pérdida, debido a que el SNC a diferencia del Sistema Nervioso Periférico (SNP) una vez es afectado presenta cambios irreversibles que obstaculizan la regeneración nerviosa. 2, El presente artículo pretende describir una revisión de las consideraciones fisiopatológicas encontradas en la literatura científica, que se desarrollan en los pacientes con TRM.
Fisiopatología
Para describir la fisiopatología del TRM, se deben conocer los tipos de lesiones que puede sufrir la médula espinal, clasificados de la siguiente manera: lesión solida de la médula, contusión, laceración y compresión masiva; siendo la lesión medular por contusión la más común representando entre el 25% y 40% de los casos. En la mayoría de estos, el grado anatómico de daño, no se correlaciona con el grado de la pérdida funcional presentada por el paciente. 6, El TRM es un proceso de dos pasos que implican mecanismos primarios y secundarios, este último fue descrito por primera vez por Allen en 1911.^8 En el proceso primario se incluye el trauma mecánico inicial causado por la energía directa debido al desplazamiento observado de las estructuras de la columna vertebral, esto ocasiona una disrupción axonal, daño vascular y apoptosis celular; en el proceso secundario se observan cambios progresivos vasculares causado por el trauma inicial que lleva a la presencia de edema e isquemia, acompañado de la liberación de radicales libres, una alteraciones iónicas, con una excitocitoxicidad como consecuencia. 8, La evolución del TRM sufre una serie de cambios divido en fases: Inmediata, Aguda, Subaguda, Intermedia y Crónica.^9
Trauma raquimedular 49 que se puede extender y afectar a los segmentos adyacentes o distales.^13
Fase aguda
La fase transcurre entre las 2 y 48 horas. En la fase aguda, el daño primario se produce como resultado directo del traumatismo y una vez se superan los umbrales estructurales comienzan a presentarse alteraciones celulares y bioquímicas inmediatas. 12,13^ Esta fase está marcada por alteraciones sistémicas y locales como alteración de los mecanismos vasculares, desequilibrio iónico, respuesta del sistema inmune, entre otros, que será descrito a continuación. 12,
Radicales libres
La producción de radicales a partir de la peroxidación lipídica de la membrana celular en las lesiones del sistema nervioso central provoca deterioro enzimático dependiente de fosfolípidos, alteraciones en los gradientes iónicos e incluso lisis de las membranas.^8 Además, juegan un papel importante en la hipoperfusión post-traumática ya que se presenta una reducción del flujo sanguíneo de la médula espinal conduciendo la aparición de edema y respuesta inflamatoria.^11 El estrés oxidativo deshabilita enzimas mitocondriales clave en procesos como la cadena respiratoria,^8 producción de proteínas asociadas al ADN debido a la nitración de estas^6 e inhiben la ATPasa de Na+ /K+ induciendo un colapso metabólico y por ende la muerte necrótica o apoptótica de la célula.^14 Se ha encontrado que el uso de dosis altas de metilprednisolona, dentro de las primeras 8 horas, puede mejorar el flujo sanguíneo de la médula espinal y la perfusión micro vascular, colaborando en la recuperación neurológica clínica.^8 De esta manera su uso rutinario en la práctica clínica aun es cuestionable. Por otro lado, la cito protección a través de inhibidores de la peroxidación lipídica facilita el mantenimiento de la excitabilidad neuronal e inhibe el efecto vasoconstrictor producido por las prostaglandinas. 8,
Mecanismos vasculares
La lesión provoca una reducción del flujo sanguíneo, y por ende, isquemia progresiva durante las primeras horas posiblemente asociada al vaso espasmo inducido por el daño mecánico. 8, La perfusión de la materia blanca disminuye los primeros 5 minutos reestableciéndose a los 15 minutos aproximadamente, por el contrario en la materia gris se presentan múltiples hemorragias y trombosis intravascular haciendo ausente el flujo durante la primera hora, y manteniéndose así las primeras 24 horas.^12 La hipotensión sistémica producto de la pérdida de autorregulación hemodinámica de la microvasculatura puede provocar disminuciones adicionales en el flujo sanguíneo de la médula espinal con hipertensión inducida que no necesariamente invierte la isquemia, sino que produce hiperemia marcada en sitios adyacentes. 10, Posterior al periodo de isquemia, la médula puede presentar un periodo de reperfusión, el cual puede exacerbar la lesión debido a la generación de radicales libres y otros productos tóxicos que contribuyen al estrés oxidativo. 10,
Desequilibrio iónico
El flujo iónico no regulado es perjudicial para la función y supervivencia celular ya que la permeabilidad de la membrana celular se encuentra comprometida por la activación de la proteasa.^12 Además, las concentraciones elevadas de Ca+ intracelular provocan daños mitocondriales, activación enzimática, cambios en la expresión génica y apoptosis secundaria a la activación de las caspasas, calpainas, fosfolipasa A2, lipoxigenasa y cicloxigenasa. 10– El fallo de las bombas de Na+/ K+ ATPasa, la activación de canales de Na+ dependientes de voltaje y la despolarización masiva, impiden la movilización del Na+ intracelular al espacio extracelular, como resultado se produce una activación de los receptores de glutamato
Trauma raquimedular 50 NMDA, AMPA y Kainato generando una excitotoxicidad que daña los oligodentrocitos y los axones. 6, El aumento del potasio extracelular produce una excesiva despolarización de las neuronas, lo que afecta la conducción nerviosa siendo un factor importante en el choque medular. Por otro lado, la disminución en el magnesio afecta procesos metabólicos como la glicolisis, fosforilación oxidativa y la síntesis de proteínas.^10
Peroxidación lipídica
Después del aumento de los niveles de Ca+ intracelular, la disfunción mitocondrial, la degradación de ácido araquidónico y la activación de óxido nítrico sintetasa inducibles, se produce la formación de especies reactivas de oxígeno y nitrógeno causando la peroxidación de lípidos, daño de proteínas y ácidos nucleicos, induciendo alteraciones en el citoesqueleto y organelos que llevan a la lisis y por ende la pérdida neuronal.^12
Respuesta inflamatoria
Luego del trauma, las células de la microglía inducen la extravasación de leucocitos los cuales comienzan a liberar citoquinas (como el factor de necrosis tumoral α, interleucina 6 e interleuquina 1 β), complemento y especies reactivas del oxígeno permitiendo una mayor extravasación y mayor daño tisular. 6,11,12, Estas citoquinas inducen la expresión de la ciclooxigenasa 2 promoviendo la degradación del ácido araquidónico en prostaglandinas, prostaciclina y tromboxanos que median la permeabilidad, resistencia vascular y la agregación y adhesión plaquetaria. El exceso de Ca+ citoplasmático activa las fosfolipasas para que a partir de los lípidos de la membrana celular produzcan acido araquidónico 6, La respuesta inflamatoria es importante para la eliminación de los desechos celulares, lo que puede ser vital en la regeneración de las neuronas supervivientes, sin embargo, una respuesta exagerada produce daño del tejido sano y exacerbación de la lesión.^12 Las células de la microglía, neutrófilos y macrófagos ofrecen inmunidad innata y los linfocitos ofrecen inmunidad adaptativa. Los neutrófilos entran en la médula espinal dañada inmediatamente después de la lesión y alcanzan los picos máximos en seis horas. Los macrófagos permanecen elevados dentro de dos a siete días persistiendo hasta 2 semanas después de la lesión.^6
Apoptosis
La apoptosis es una forma de muerte celular programada caracterizada por encogimiento celular, agregación de cromatina y picnosis nuclear, mediada por la activación de las enzimas llamadas caspasas.^14 Durante la fase aguda el proceso de inflamación celular y luego la ruptura de la membrana celular llevan a la muerte celular por necrosis de manera inmediata, luego de varias horas se activa en las neuronas, oligodentrocitos, microglía y astrocitos la cascada apoptótica. 10, En traumas, la apoptosis se produce en el epicentro de la lesión y las áreas de degeneración walleriana en la sustancia blanca incluso después de varias semanas, contribuyendo a la desmielinización post- lesión. 8,11, Se ha encontrado que la inhibición de la síntesis de proteínas con cicloheximida inhibe la apoptosis, reduce el daño secundario y mejora el resultado funcional después de la lesión de la médula espinal, lo que demuestra el requisito de que la célula contribuya activamente a su propia desaparición apoptótica a partir de la síntesis de nuevas proteínas.^14
Fase subaguda
La fase tiene una duración aproximada de 2 días a 2 semanas, en la cual la respuesta fagocítica aumenta con el fin de lograr una remoción del tejido desbridado en el área de la lesión, que permita una posible regeneración axonal.^15 Además, la respuesta astrocitaria se presenta de forma
Trauma raquimedular
Conclusiones
En la fisiopatología del TRM intervienen una serie de eventos tales como producción de radicales libres, alteración vascular, desequilibrio iónico, peroxidación lipídica, respuesta del sistema inmune e inducción apoptótica, distribuidos cronológicamente en las fases anteriormente descritas. A partir de este, se pueden presentar otras alteraciones hemodinámicas como el shock neurogénico y espinal que afectan el pronóstico de estos pacientes. Conocer las fases de la lesión medular proporciona al médico una idea de los eventos fisiológicos que posiblemente están ocurriendo, que le permiten realizar una adecuada selección de las intervenciones que posiblemente mejoren el pronóstico neurológico del paciente.
Conflicto de intereses
No existen conflictos de interés para ninguno de los autores, en este informe científico.
Fuentes de financiamiento
Los autores no han declarado fuente alguna de financiamiento para este informe científico.
Trauma raquimedular
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Referencias
