Neuronas motoras

¿Qué son las neuronas motoras?

Las neuronas motoras, o motoneuronas, son las células nerviosas que conducen los impulsos nerviosos hacia el exterior del sistema nervioso central. Su función principal es controlar los órganos efectores, principalmente los músculos esqueléticos y la musculatura lisa de glándulas y órganos.

Las neuronas motoras son eferentes, es decir, transmiten mensajes a otras células nerviosas (las neuronas aferentes son las que reciben información). Están ubicadas en el cerebro, principalmente en el área 4 de Brodmann, y en la médula espinal.

El cerebro es el órgano que mueve los músculos. Esta afirmación puede parecer muy simple, pero, en realidad, el movimiento (o la conducta) es un producto del sistema nervioso. Para emitir los movimientos correctos, el cerebro debe saber qué está ocurriendo en el entorno.

De esta forma, el organismo posee células especializadas para detectar acontecimientos ambientales. Los cerebros son flexibles y se adaptan para que se pueda reaccionar de manera distinta según las circunstancias y lo experimentado en el pasado.

Estas capacidades son posibles gracias a los miles de millones de células que están en el sistema nervioso. Unas de esas células son las neuronas sensoriales que captan información del entorno. Mientras que las neuronas motoras son las que controlan la contracción de los músculos o la secreción de las glándulas, como respuesta a ciertos estímulos.

Las neuronas motoras se diferencian de las sensoriales en que estas últimas son aferentes, es decir, transmiten información desde los órganos sensoriales hasta el sistema nervioso central.

Las últimas investigaciones han encontrado que las neuronas motoras no solo son receptores pasivos de órdenes motoras, sino que son más complejas de lo que se pensaba. Parecen cumplir un papel fundamental en los circuitos generando un comportamiento motor por sí mismas.

Clasificación de las neuronas motoras

Las neuronas motoras se pueden clasificar según el tejido que inervan.

• Neuronas motoras somáticas. El movimiento del aparato locomotor es posible gracias a la sincronía entre la contracción y la relajación de ciertos músculos. Estos se denominan músculos esqueléticos y se componen de fibras estriadas. El músculo estriado es el que forma la mayoría de la masa corporal. Es de acción consciente, es decir, se puede estirar y contraer voluntariamente. Estos movimientos coordinados requieren la intervención de numerosas fibras nerviosas. Así se logran determinados movimientos muy complejos del esqueleto. Cada neurona motora somática tiene su cuerpo celular en el sistema nervioso central y sus axones (prolongaciones nerviosas) llegan hasta los músculos. Algunos estudios han señalado que ciertos axones tienen un metro de longitud. Los axones forman nervios motores. Dos ejemplos son el nervio mediano y el nervio cubital, que salen desde las vértebras cervicales hasta los músculos del dedo de la mano. Las neuronas motoras somáticas realizan solo una sinapsis fuera del sistema nervioso central. Por eso se llaman monosinápticas. Precisamente, realizan la sinapsis con las fibras musculares, por medio de una estructura especializada llamada unión neuromuscular (que más adelante se describe). Dependiendo de la posición, estas neuronas se dividen en:
  • Neurona motora superior: se localiza en la corteza cerebral. Tiene terminaciones nerviosas que forman la vía piramidal que se conecta a la médula espinal.
  • Neurona motora inferior: ubicada en el asta anterior de la médula espinal. En este punto, las neuronas se organizan en circuitos que participan en movimientos automáticos, estereotipados, reflejos y movimientos involuntarios. Por ejemplo, el estornudo o el reflejo de retirada de un estímulo doloroso. Las neuronas motoras de estos circuitos se organizan en núcleos, dispuestos en columnas longitudinales que pueden ocupar de 1 a 4 segmentos medulares.

Dependiendo de las fibras musculares que inervan, las neuronas motoras somáticas se pueden clasificar en:

• • Neuronas motoras alfa: son grandes, y su velocidad de conducción es de 60-130 m/s. Inervan las fibras musculares del músculo esquelético (llamadas fibras extrafusales) y se ubican en el asta ventral de la médula espinal. Estas fibras son el principal elemento de la generación de fuerza en el músculo. Estas neuronas se encargan de la contracción voluntaria del músculo esquelético. Además, ayudan al tono muscular, necesario para mantener el equilibrio y la postura.
  • Neuronas motoras beta: inervan tanto las fibras extrafusales como las intrafusales. Es decir, dentro y fuera del huso muscular. Este es el receptor sensorial del músculo, y se encarga de transmitir la información sobre la longitud de la extensión.
  • Neuronas motoras gamma: inervan las fibras intrafusales. Son las encargadas de regular la sensibilidad a la contracción muscular. Activan las neuronas sensitivas del huso muscular y el reflejo osteotendinoso, que actúa como protección frente a estiramientos excesivos. También procura mantener el tono muscular.
• Neuronas motoras viscerales. Algunos movimientos de las fibras musculares no están controlados conscientemente por el sujeto, como el movimiento del corazón o del estómago. La contracción y la relajación de estas fibras es involuntaria. Esto es lo que sucede en la llamada musculatura lisa, presente en numerosos órganos. Las neuronas motoras viscerales inervan este tipo de músculo. Incluye el músculo cardíaco y el de las vísceras y órganos del cuerpo, como el intestino, la uretra, etc. Estas neuronas son disinápticas, lo que significa que realizan dos sinapsis fuera del sistema nervioso central. Además de la sinapsis que realizan con las fibras musculares, también realizan otra involucrando neuronas de los ganglios del sistema nervioso autónomo. Estas mandan impulsos hasta el órgano diana para inervar los músculos viscerales.
• Neuronas motoras viscerales especiales. También se conocen como neuronas motoras branquiales, ya que inervan directamente los músculos branquiales. Estas neuronas regulan el movimiento de las branquias en los peces. Mientras que, en los vertebrados, inervan los músculos relacionados con el movimiento de la cara y el cuello.

Concepto de unidad motora en las neuronas motoras

Se llama unidad motora aquella unidad funcional compuesta por una neurona motora y las fibras musculares que inerva. Estas unidades pueden clasificarse en:

• Unidades motoras lentas (S-slow). También conocidas como fibras rojas, estimulan fibras musculares pequeñas que se contraen lentamente. Estas fibras musculares son muy resistentes a la fatiga y útiles para mantener la contracción muscular. Sirven para permanecer en posición vertical (en bipidestación) sin cansarse.
• Unidades motoras de fatiga rápida (FF-fast fatiguing). Conocidas como fibras blancas, estimulan grupos musculares más grandes, pero se cansan rápidamente. Sus neuronas motoras son grandes, y tienen velocidades elevadas de conducción y de excitación. Estas unidades motoras son útiles para actividades que necesitan ráfagas de energía, como dar saltos o correr.
• Unidades motoras rápidas resistentes a la fatiga. Estimulan músculos de tamaño moderado, pero no reaccionan tan rápido como las anteriores. Están en un término medio entre las unidades motoras S y las FF. Se caracterizan por tener la capacidad aeróbica necesaria para resistir la fatiga durante varios minutos.

Enfermedades relacionadas con neuronas motoras

Las enfermedades de las neuronas motoras son un conjunto de trastornos neurológicos caracterizados por la degeneración progresiva de las neuronas motoras. Estas enfermedades se pueden clasificar según si se afectan las neuronas motoras superiores o las inferiores.

Cuando hay una interrupción en la señal que envían las neuronas motoras inferiores, la principal consecuencia es que los músculos no funcionan adecuadamente. El resultado de estos trastornos puede ser un debilitamiento general, adelgazamiento patológico (emaciación), o fasciculaciones (tics incontrolables).

Cuando se ven afectadas las neuronas motoras superiores, se presenta rigidez en los músculos e hiperreactividad de los reflejos tendinosos. Esto se refiere a contracciones musculares involuntarias más intensas de lo normal, que pueden presentarse como sacudidas en las rodillas o el tobillo.

Las enfermedades de la neurona motora pueden heredarse o adquirirse. Generalmente se producen en adultos y en niños. Son más comunes en hombres que en mujeres. En personas adultas, los síntomas se presentan después de los 40 años.

Las causas de las enfermedades de las neuronas motoras adquiridas generalmente son desconocidas. Sin embargo, algunos casos están relacionados con la exposición a radioterapia o a tóxicos. Actualmente se investiga si este tipo de enfermedades tiene relación con la respuesta autoinmune del cuerpo frente a virus como el VIH.

Algunas de las enfermedades más comunes de las neuronas motoras:

• Esclerosis lateral amitrófica (ELA). Se afectan las neuronas motoras clásicas, y también se conoce como enfermedad de Lou Gehrin. Es una enfermedad degenerativa que perjudica principalmente las neuronas motoras del córtex, el troncoencéfalo y la médula espinal. Los pacientes afectados por ELA desarrollan atrofia muscular, que conlleva fatalmente una parálisis severa, aunque no se presentan alteraciones mentales ni sensitivas. Esta enfermedad se ha vuelto famosa por afectar al conocido científico Stephen Hawking. Las personas con esta enfermedad tienen debilidad y desgaste de los músculos bulbares (que controlan el habla y la deglución). Los síntomas se presentan primero en las extremidades y los músculos de la deglución. También se observan reflejos exagerados, calambres, fasciculaciones y problemas en el habla.
• Parálisis bulbar progresiva. Se caracteriza por la debilidad de los músculos que inervan las neuronas motoras de la parte baja del tallo cerebral. Estos músculos son el del maxilar inferior, la cara, la lengua y la faringe. A consecuencia de esto, el paciente presenta dificultad para tragar, masticar y hablar. Hay un gran riesgo de asfixia y de neumonía por aspiración (inhalación de alimentos o líquidos hacia las vías respiratorias). Además, los afectados presentan ataques de risa o llanto, que se conocen como labilidad emocional.
• Parálisis pseudobulbar. Comparte muchas características con el trastorno anterior. En él se presenta una degeneración progresiva de las neuronas motoras superiores, causando debilidad de los músculos faciales. Esto provoca problemas para hablar, masticar y tragar. Además, se puede desarrollar voz grave, e inmovilidad de la lengua.
• Esclerosis lateral primaria. Hay una afectación de las neuronas motoras superiores. Su causa es desconocida y se presenta más en hombres que en mujeres. Se inicia después de los 50 años, aproximadamente. Se presenta una degeneración gradual de las células nerviosas que controlan el movimiento voluntario. Dichas células se ubican en la corteza cerebral, que es donde se llevan a cabo las funciones mentales superiores. Esta enfermedad genera rigidez en los músculos de piernas, tronco, brazos y manos. Los pacientes tienen problemas de equilibrio, debilidad, lentitud y espasticidad en las piernas. Pueden afectarse los músculos faciales produciéndose disartria (dificultad para articular sonidos y palabras).
• Atrofia muscular progresiva. Hay una degeneración lenta y progresiva de las neuronas motoras inferiores. Afecta principalmente las manos y luego se extiende a partes inferiores del cuerpo. Sus síntomas son calambres, tics y pérdida de peso patológica sin motivo aparente.
• Atrofia muscular espinal. Trastorno hereditario que afecta las neuronas motoras inferiores. Se presenta una degeneración progresiva de las células del asta anterior de la médula espinal. Afecta con mayor gravedad piernas y manos. Puede presentar variantes según la edad, los patrones de herencia y la gravedad de los síntomas.
• Síndrome postpolio. Es un trastorno caracterizado por una debilidad progresiva. Causa dolor y fatiga en los músculos, y se presenta años después de sufrir una poliomielitis paralítica aguda.

Referencias

1. Carlson, N.R. Fisiología de la conducta. 8ª Ed. Pearson.
2. Motor neuron. Recuperado de en.wikipedia.org.
3. Enfermedades de la motoneurona. Recuperado de sen.es.
4. What role do motor neurons play in basic bodily functions? Recuperado de thingswedontknow.com.