Tema 6: Prueba de estimulación nerviosa repetitiva.

La unión neuromuscular (UNM)es la estructura anatomofuncional que participa

en la interacción entre las fibras nerviosas motoras y las fibras musculares. Su

estructura, altamente especializada y compleja, comprende las terminales

presinápticas, la hendidura sináptica, la superficie postsináptica, la lámina basal

especializada y una célula de Schwann asociada. Las enfermedades que más

comúnmente afectan a la UNM son: Miastenia Gravis, Botulismo, Síndrome de

Lambert-Eaton y los síndromes miasténicos congénitos. Existen diferentes

técnicas para la exploración de la transmisión neuromuscular, pero las mejor

conocidas y más utilizadas son dos: la prueba de estimulación nerviosa

repetitiva y la electromiografía de fibra aislada.

En la UNM, la transmisión de la información desde el nervio hasta el músculo

se realiza a través de un acoplamiento electroquímico es decir el vínculo entre

ellas se establece a través del neurotrtansmisor acetilcolina. Esta variante de

comunicación intercelular produce un retardo en el acoplamiento de varios

milisegundos. En la terminal presináptica, el neurotransmisor se encuentra

almacenado en vesículas, cada una de las cuales contiene aproximadamente

10 000 moléculas de acetilcolina. A estas vesículas también se les conoce

como cuantos, representan la cantidad mínima de acetilcolina que es posible

liberar. La disponibilidad de estas vesículas para ser liberadas estará en

dependencia de su ubicación dentro de la terminal. Aproximadamente 1000

vesículas están ubicadas muy cerca de la membrana celular adyacente a la

hendidura sináptica, de modo que pueden ser liberadas inmediatamente al

activarse la terminal. Estas constituyen el almacén o reserva primaria de

acetilcolina. Otras 10 000 vesículas, almacén secundario o reserva movilizable,

se encuentran migrando hacia el almacén primario para reponer las vesículas

liberadas. El almacén terciario, unas 30 000 vesículas, están disponibles para

iniciar la migración hacia la membrana cuando sea necesario.

Con el músculo en reposo, algunas vesículas son liberadas aleatoriamente a la

hendidura sináptica, interactúan con los receptores de la placa terminal de las

fibras musculares y producen potenciales excitatorios locales, potenciales en

miniatura o potenciales de placa neuromuscular, que no alcanzan el umbral

necesario para despolarizar la fibra muscular. Estos potenciales de placa son

respuestas graduadas, que pueden sumarse tanto espacial como temporal-

mente y siguen los mismos principios que los potenciales postsinápticos

excitatorios. La llegada a la terminal presináptica de potenciales de acción,

determina la apertura de canales iónicos de calcio dependientes de voltaje, lo

cual genera un incremento de la entrada de Ca2+ a la célula. El inc remento de

la concentración intracelular de iones de Ca2+ desencadena la liberación

proporcional de vesículas de acetilcolina a la hendidura sináptica. Una vez que

ha cesado la activación eléctrica de la terminal presináptica, se desencadenan

mecanismos que expulsan el Ca2+ de la terminal, garantizando la limitación

temporal de la liberación del neurotransmisor.

La placa motora es el componente postsináptico de la UNM. Es una región

especializada del sarcolema en la cual la membrana muscular se ha replegado

alrededor de la terminación presináptica, lo cual aumenta su superficie de

contacto, y posee una alta densidad de receptores de acetilcolina. Los

receptores de acetilcolina tienen una estructura compleja que incluye varias

subunidades, unas vinculadas con la recepción de la acetilcolina como tal y

otras son canales iónicos que se activan como consecuencia de cambios

conformacionales dependientes de la unión del receptor con la acetilcolina.

El neurotransmisor liberado a la hendidura sináptica es eliminado

principalmente a través de 2 mecanismos: la mayor parte es hidrólizado por la

enzima acetilcolinesterasa de la hendi-dura sináptica, y una pequeña parte

difunde hacia los tejidos adyacentes a la unión neuromuscular.

Al arribar un potencial de acción a la terminal presináptica, el número de

vesículas en el almacén primario se reduce. La reposición de las vesículas

liberadas tarda entre 5 y 10 segundos. Durante este intervalo de tiempo, la

llegada de un potencial de acción liberará menor cantidad de acetilcolina que

en condiciones de reposo. En los sujetos normales, esto no crea dificultades

para la transmisión neuromuscular, pues el número de vesículas liberado es

mayor que el necesario para disparar la contracción muscular.

Por otra parte, el aumento de la concentración de Ca2+ generada por cada

potencial de acción que llega a la terminal presináptica, persiste entre 100 y

200 ms. Durante este tiempo, la liberación de acetilcolina se encuentra

facilitada, es decir los potenciales de acción que arriben a la terminal en este

intervalo, producirán una mayor liberación de acetilcolina que en estado de

reposo. La comprensión de estos dos procesos, con diferente curso temporal,

es muy importante para comprender los efectos de la estimulación nerviosa

repetitiva e interpretar sus resultados tanto en sujetos normales como el curso

de las enfermedades de la UNM.

Test de estimulación nerviosa repetitiva(TENR).

También se conoce como test de estimulación repetitiva, test de estimulación

supramaximal, test de Jolly o test de Lambert. El objetivo es explorar la integri-

dad de los mecanismos de la transmisión neuromuscular y en caso de

encontrarse alteraciones precisar su localización pre o postsinática y su

intensidad. En este examen se realiza la estimulación repetitiva de un nervio

periférico con estímulos eléctricos de intensidad supramaximal a diferentes

frecuencias. Los PAMC derivados de estos estímulos repetidos se registran

sobre el músculo dependiente del nervio estimulado con procedimientos

similares a los empleados para los ECN motora. Los programas diseñados

para la realización del TENR muestran los PAMC dependientes de los

estímulos sucesivos del TENR, de forma alineada, es decir uno a continuación

del otro (Figura 1). Esta forma de presentación de los registros no es

imprescindible, pero permite una rápida evaluación inicial de los resultados

tomando como base la morfología de las respuestas. El TENR se puede

realizar prácticamente en cualquier nervio motor, pero más comúnmente se

hace en aquellos que inervan a la musculatura más afectada por enfermedad.

Figura 1: Test de estimulación característico de la Miastenia Gravis, en el cual se observa un decremento significativo de la amplitud y el área de los PAMC, que alcanza su máximo en el cuarto potencial.

Generalmente se registran 10 PAMC, pues las alteraciones de la transmisión

neuromuscular detectables con el TENR, se manifiestan más claramente entre

el 3er y 4to potenciales. El PAMC representa la sumación de todos los

potenciales de fibra muscular del músculo estimulado descargando

sincrónicamente en respuesta a la activación eléctrica del nervio que las inerva.

Un concepto esencial para la interpretación del TENR es que el área bajo la

fase negativa de cada PAMC es proporcional al número de fibras musculares

que se contraen al estimular el nervio correspondiente. Cuando la transmisión

sináptica es normal, cada estímulo de un tren activará aproximadamente a la

misma cantidad de fibras musculares(todas las de una unidad motora), por

tanto las diez respuestas motoras resultantes tendrán una amplitud y área

homogéneas. Cuando la transmisión sináptica es anormal, la cantidad de fibras

musculares activadas por estímulos eléctricos sucesivos será variable, en

consecuencia, la amplitud y el área de los PAMC registrados en estas

condiciones, serán también variables. La interpretación preliminar del TENR se

realiza cuantificando la amplitud y el área del primero y del cuarto PAMC y

comparándolas entre sí. En condiciones normales, el área del 4to PAMC no

debe ser inferior al 10% de la del primero.

A pesar de que se trata de una prueba relativamente sencilla, durante su

realización es muy común incurrir en errores que pueden hacer el test

completa-mente imposible de interpretar o generar resultados falsamente

positivos. A continuación resumimos los errores técnicos más comunes que

deben evitarse durante la realización e interpretación del TENR.

Garantizar estimulación supramaximal: La importancia de este aspecto ha

determinado que el TENR se denomine también test de estimulación suprama-

ximal. La estimulación supramaximal garantiza que todas las fibras nerviosas

sean estimuladas, de modo que todas las fibras motoras sean activadas sincró-

nicamente en todos los estímulos de un tren determinado. La administración de

estímulos submaximales, reduciría la cantidad de unidades motoras explora-

das, disminuyendo así la probabilidad de encontrar UNM con defectos en la

transmisión. La estimulación submaximal, sería además menos estable en

cuanto al numero de unidades motoras, y en consecuencia de fibras muscu-

lares, estimuladas con cada estímulo. Todos estos factores contribuirían a

disminuir la confiabilidad del test y a generar falsos resultados. Por otra parte,

tampoco es necesario ni aconsejable incrementar la intensidad por encima de

la necesaria para registrar una respuesta supramaximal. La administración de

estímulos innecesariamente intensos hace la prueba más dolorosa e intolerable

y pudiera estimular nervios adyacentes y activar músculos cercanos al que se

desea registrar.

Efectos de la temperatura sobre la UNM: La temperatura ejerce efectos fre-

cuentes, bien caracterizados y significativos sobre la UNM. El frío aumenta el

ritmo de recuperación del almacén primario de acetilcolina, disminuye la canti-

dad de neurotransmisor liberada con el 1er estímulo, disminuye la actividad de

la acetilcolinesterasa y aumenta la sensibilidad del receptor de la placa termi-

nal. Todas estos efectos aumentan la eficiencia y el margen de seguridad de la

transmisión neuromuscular. Como el objetivo del TENR es poner de manifiesto

defectos en la transmisión neuromuscular, puede considerarse que el frío dis-

minuye la sensibilidad del TENR para detectar alteraciones ligeras de este

proceso.

El calentamiento de la UNM, como sería de esperar, produce efectos contra-

rios a los del frío. Los pacientes con Miastenia Gravis refieren incrementos de

su debilidad muscular cuando se exponen al sol o toman baños calientes. La

realización del TENR en un ambiente frío puede enmascarar las respuestas de-

crementales. Estas evidencias recomiendan que el TENR debe realizarse con

una temperatura superior a los 34 grados Celsius. Cuando esto no sea posible

de forma espontánea, deberán emplearse métodos físicos, luz infrarroja o una

manta térmica, para calentar el músculo estudiado. Es probable que muchos de

los resultados falsamente normales del TENR sean debidos a un inadecuado

control de la temperatura.

Artefactos por movimientos o contracturas musculares: La estimulación

eléctrica adecuada para realización del TENR, debe ser supramaximal y

repetida. Esta estimulación es dolorosa para la mayor parte de los pacientes, lo

cual tiende a producir contracturas musculares, especialmente de los músculos

faciales, respuestas involuntarias de huida, movimientos de las extremidades y

sacudidas musculares repetitivas. Estas acciones pueden desplazar el

estimulador de su posición sobre el nervio y producir oscilaciones en la

intensidad de la corriente que alcanza realmente al nervio, con la consiguiente

inestabilidad en el número de fibras nerviosas estimuladas y el tamaño de los

PAMC resultantes. Las sacudidas musculares repetitivas, especialmente de los

músculos voluminosos pueden despegar los electrodos de registro del músculo

y generar artefactos por movimientos que inutilizan la interpretación del TENR.

Estos artefactos se manifiestan como cambios bruscos de la morfología o el

área de los PAMC, que siguen un patrón diferente al que se observa en las

enfermedades de la UNM.

Suspender medicamentos anticolinérgicos: los fármacos anticolinérgico

pueden modificar el resultado del estudio, generalmente una vez diagnosticado

el paciente solo tiene sentido repetir la prueba como control evolutivo; en estos

casos puede mantenerse la medicación, pues e l tratamiento farmacológico

habitualmente no es curativo. Cuando se considera necesario suspender la

medicación generalmente es suficiente no tomar los medicamentos 24 horas

antes de la realización del TENR. En pacientes intoxicados con medicamentos

anticolinesterásicos, pueden registrarse múltiples PAMC después de un sólo

estímulo eléctrico. A estos potenciales se les llama postdescargas y ocurren

como expresión de la persistencia del neurotransmisor no desactivado en la

hendidura sinápica. Este hallazgo es útil para diferenciar una crisis miasténica

de una crisis colinérgica.

Colocar el estimulador lo más cerca posible del músculo: La estimulación

supramaximal de troncos nerviosos proximales, por ejemplo en el punto de Erb,

activa amplios grupos musculares, lo cual resulta doloroso y aumenta la

probabilidad de inducir artefactos por movimientos.

Existencia de neuropatías periféricas o miopatías: en algunos pacientes

con estas patologías se pueden encontrar decrementos positivos al realizar el

TENR, ello no significa necesariamente que existe una disfunción en el

mecanismo de transmisión neuromuscular, se conoce que tanto la patologías

de los nervios periféricos como las patologías musculares pueden provocar

alteraciones sencundarias en la transmisión neuromuscular que pueden

interpretarse erróneamente. Esto ha sido demostrado en estudio utilizando

técnicas de registro microfisiológico como el EMG de fibras únicas. En estos

pacientes otros exámenes neurofisiológicos pueden complementar su

evaluación.

Selección adecuada del músculo a examinar: El TENR debe realizarse

preferentemente en los músculos más afectados por el enfermedad. En los

trastornos presinápticos, la alteración de la transmisión neuromuscular está

bastante generalizada, de modo que la exploración de cualquier músculo es

suficiente para demostrar resultados positivos, pero en los síndromes

postsinápticos regionalmente delimitados, el decremento sólo es detectable en

los músculos afectados. Clásicamente se comienza el examen por músculos

distales de fácil exploración; pero en la práctica la exploración de músculos

proximales como el trapecio, o el deltoides, aporta un mayor porcentaje de

alteraciones y acorta el tiempo de exploración en los pacientes. Siempre que

sea posible se debe evitar el uso de la estimulación a altas frecuencias, porque

resulta intolerable para la mayor parte de los sujetos, en su defecto la misma

información se puede obtener evaluando la facilitación después de una

contracción sostenida.

EFECTOS DE LA FRECUENCIA DE ESTIMULACIÓN SOBRE EL TENR Estimulación nerviosa repetitiva a baja frecuencia. Estimulación basal: Después de lograr un PAMC, la estimulación nerviosa

repetitiva se realiza habitualmente administrando entre 5 y 10 estímulos a un

nervio motor o mixto, con una frecuencia de 2 a 3 Hz. Esta frecuencia es

suficientemente baja para evitar la acumulación de calcio en la terminal

presináptica, pero a la vez es suficientemente alta para depletar la

disponibilidad de acetilcolina en el almacén inmediatamente disponible.

Facilitación post-ejercicio: Si el decremento de la amplitud del 4to potencial

del tren de estimulación es reproducible (> 10%), la estimulación a baja fre-

cuencia debe repetirse después de 10 segundos de ejercicio para demostrar la

reparación del decremento.

Agotamiento post-ejercicio: Si no se encuentra decremento o si el decremen-

to es dudoso (>10%) con la estimulación repetitiva al reposo, se recomienda

que el paciente realice un ejercicio con máximo esfuerzo voluntario por 1

minuto. Luego se repite la estimulación a baja frecuencia inmediatamente y a

los 1, 2, 3, 4 y 5 minutos después de terminado el ejercicio. La aplicación de la

estimulación repetitiva durante este periodo incrementa la probabilidad de

registrar decrementos de los PAMC, dado que la cantidad de Ach liberada con

cada estímulo alcanza su mínimo entre 2 y 5 minutos después de concluido el

ejercicio.

En sujetos normales, el TENR no produce decrementos >10% debido a que el

potencial generado en la terminal postsináptica se mantiene por encima del

umbral de despolarización en todas las fibras musculares (factor de seguridad

de la transmisión neuromuscular). Adicionalmente, las reservas secundarias de

Ach, reponen a los cuantos agotados de los almacenes primarios después de

algunos segundos de estimulación(fig.2).

Figura 2. Representación de los registros en sujeto normal, miasténico y Síndrome de Eaton-Lambert(LEMS), con estimulación a bajas frecuencias y posterior a la contracción voluntaria.

En los trastornos post-sinápticos, como la miastenia gravis, el factor de

seguridad está reducido pues existen menos receptores de Ach disponibles. Es

decir, aunque se libere la cantidad adecuada de cuantos, el número de uniones

efectivas entre estos y sus receptores postsinápticos será menor que en

condiciones normales. En estas circunstancias, el potencial postsináptico

excitatorio en reposo estará reducido pero usualmente por encima del umbral.

La ENR a baja frecuencia conlleva a la pérdida de potenciales postsinápticos

en muchas placas terminales. Según los potenciales postsinápticos alcanzan

valores inferiores al umbral existe un decremento en el número de fibras

musculares reclutadas, lo cual determina la reducción del PAMC.

En los trastornos presinápticos, como el síndrome de Lambert-Eaton, el

potencial postsináptico en reposo es de baja amplitud, lo que determina que

muchas placas terminales no alcancen su umbral y sus respectivas fibras

musculares no llegan a contraerse. Como consecuencia, se reduce la cantidad

de potenciales de fibra muscular, lo cual origina PAMC en reposo de baja

amplitud. Con la ENR a baja frecuencia, se produce un decremento adicional

de la amplitud de los PAMC. Este decremento, al igual que en los trastornos

postsinápticos, se debe a que la estimulación repetitiva agota los almacenes

presinápticos de Ach con la consecuente reducción del factor de seguridad y

fallo de la contracción de algunas fibras musculares(fig. 3)

Figura 3. Registros representativos de un trastorno presináptico. Superior: estimulación a bajas frecuencias; inferior: facilitación Post-contracción

Estimulación nerviosa a altas frecuencias Con la estimulación nerviosa a altas frecuencias (20-50Hz) o la contracción

muscular intensa ocurren en la UNM dos eventos con efectos opuestos:

1- Agotamiento de los almacenes primarios de vesículas de Ach.

2- Aumento de la cantidad de calcio dentro de la terminal presináptica.

En una terminal presináptica normal predomina el efecto del agotamiento de las

reservas de Ach inmediatamente disponibles y disminuye el número de

vesículas liberadas, sin embargo el potencial de placa no cae por debajo del

umbral de descarga debido al factor de seguridad, de modo que no se

producen decrementos. En sujetos normales, la ENR a altas frecuencias

habitualmente produce incrementos entre 25 y 40% de la amplitud de los

PAMC en relación con su nivel basal. Este fenómeno se conoce como pseudo

facilitación y se supone está determinado por un incremento en la

sincronización de la descarga de los potenciales de fibras musculares aisladas.

En los trastornos postsinápticos como el síndrome de Lambert-Eaton, en

condiciones basales se liberan muy pocas vesículas de Ach, de modo que en

este trastorno la depleción de los almacenes primarios no tiene un efecto

importante. Sin embargo, el incremento de la cantidad de calcio dentro del

citoplasma de la terminal presináptica si es capaz de aumentar la cantidad de

Ach liberada a la hendidura sináptica por encima de los bajos valores de base.

Esto determina que la amplitud de los PAMC se incremente significativamente.

En los pacientes con síndrome de Lambert-Eaton el incremento es con

frecuencia superior al 200% y en el botulismo entre 30 y 100%.

En los trastornos postsinápticos, como la miastenia gravis, la estimulación a

altas frecuencias habitualmente no causa incrementos de la amplitud de los

PAMC porque el incremento de la cantidad de calcio compensa al agotamiento

de los almacenes primarios de Ach. Sin embargo, cuando la miastenia es seve-

ra y predominan los bloqueos de conducción de la UNM, el incremento de la

liberación de cuantas de Ach no es capaz de compensar el fallo de la UNM. En

tales condiciones, la estimulación a altas frecuencias no es capaz de corregir el

decremento de la amplitud de los PAMC.

Utilidad clínica del TENR Es el examen ideal para evaluar pacientes con sospecha de lesiones de la

UNM, pero hay que reconocer su baja sensibilidad. El problema está en que el

TENR con seguridad será anormal en casos con manifestaciones clínica

moderadas o severas; habitualmente en las formas ligeras de trastornos pre o

post-sinápticos los resultados son normales. Se considera que para que sea

anormal, tiene que ocurrir un bloqueo o una falla en la transmisión

neuromuscular en más de un 20% de la fibras musculares que integran una

unidad motora, y presentar valores de jitter (medidos en EMG de fibra única)

superiores o cercanos s los 100µS

Algunos autores reportan que el TENR, adecuadamente realizado, puede ser

normal hasta en la mitad de los pacientes que realmente padecen Miastenia

Gravis.

OTROS EXAMENES UTILES PARA LA EXPLORACIÓN DE LA UNM EMG de fibra aislada La electromiografía de fibra aislada es el registro individual de los potenciales

de acción generados por la contracción de las fibras aisladas que integran una

unidad motora. Para ello se utiliza un electrodo de aguja especial, de tipo

concéntrico, con una pequeña superficie de registro (25 µM), y se cuantifica la

variabilidad en el intervalo entre potenciales o en la latencia de los mismos,

según se utilice el registro con contracción voluntaria o la estimulación

eléctrica, esto se conoce como jitter. Se deben estudiar en cada músculo un

total de 20 fibras musculares, y se calcula el jitter promedio. Otro aspecto

importante es la evaluación de la densidad de fibras, que no es más que el

cálculo de un promedio del número de potenciales que aparece en cada sitio

de registro en un tiempo de análisis de 5 mS. Habitualmente con un solo

músculo que se explore suele ser suficiente; pero en ocasiones hay que

ampliar la exploración cuando los resultados no nos satisfacen.

Bloqueo neuromuscular

Es el fallo intermitente de la transmisión de uno o de ambos potenciales de

fibra muscular del par seleccionado. El bloqueo se debe a la incapacidad del

potencial de placa neuromuscular para alcanzar el umbral de descarga

necesario para activar la fibra muscular. El bloqueo representa una

anormalidad más severa que el jitter y se cuantifica como el porcentaje de

descargas de una unidad motora en las cuales falla la descarga de una o más

fibras musculares. Como se mencionó antes, el bloqueo ocurre cuando el jitter

está cerca o supera los 100 µS.

Las mediciones de la EMGFU son muy sensibles pero poco específicas; estos

parámetros generalmente son anormales en la miastenia gravis y otras

alteraciones de la UNM pero también se afectan en otros trastornos

neuromusculares, especialmente aquellos que frecuentemente se asocian con

desnervación y reinervación; también en patologías musculares primarias. Por

tanto, para interpretar los resultados de la EMGFU es imprescindible tener en

cuenta los resultados del resto del examen neurofisiológico y el contexto clínico

del paciente.

Dr. Joel Gutiérrez Gil

Dr. Lázaro Gómez Fernández

Año 2004