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 REVISTA DE LA FACULTAD DE MEDICINA - VOL.11 - Nº 1 (2011)

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. REVISTA DE LA FACULTAD DE MEDICINA - VOL.11 - Nº 1 (2011)

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. REVISTA DE LA FACULTAD DE MEDICINA - VOL.11 - Nº 1 (2011)

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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.

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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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