La
literatura médica emplea como sinónimos los
términos vía espino-talámica y
cuadrante anterolateral, zona de la substancia blanca medular que
contiene las vías nociceptivas en los
mamíferos.7, 8, 30, 59 En realidad, la mayoría de
los axones espinales que suben por esta vía anterolateral no
terminan directamente en el tálamo, sino que van a contactar
la región caudal de la formación reticular
bulbar.7, 8, 30 La palabra “ reticular ” proviene
del hecho que estas regiones poseen una baja densidad celular y son
atravesadas por numerosos paquetes de fibras. Es interesante destacar
que ya a fines del siglo pasado los alemanes Kohnstamm y Quensel26
propusieron la idea de que la formación reticular
podría actuar como un verdadero “centro receptor
” (centrum receptorium o sensorium). Este concepto de red
receptora nació a partir de observaciones
anatómicas en las que se observó que las regiones
bulbares reticulares que reciben las aferencias espinales son las
mismas que contienen las células que degeneran luego de
efectuar transecciones en el límite rostral del
mensencéfalo. Los mismos autores postularon que las
proyecciones reticulo-talámicas serían parte de
una cadena polisináptica responsable de la
conducción del dolor y de la temperatura hacia los centros
cerebrales superiores.39
El objetivo de este artículo es resumir algunos aspectos
anatómicos y funcionales de los circuitos reticulares que
conducen la información nociceptiva, haciendo
hincapié en los datos más recientes de la
literatura.
Existe una región caudal de la formación
reticular bulbar que contiene neuronas activadas selectivamente por
estímulos nociceptivos de orígenes diversos.
A partir de los años sesenta, varios laboratorios
demostraron la existencia de neuronas nociceptivas en diversas regiones
de la formación reticular bulbar rostral.9, 19
Además se observó que la estimulación
focalizada de la formación reticular bulbar gigantocelular
era capaz de desencadenar comportamientos de fuga.12, 13 Sin embargo,
el rol que estas neuronas reticulares nociceptivas podrían
jugar en el procesamiento de la información nociceptiva no
logró ser precisado con certeza. Esto se debió en
parte a que las neuronas bulbares rostrales no eran activadas en forma
muy precisa por los estímulos nociceptivos, y en muchas
ocasiones podían ser activadas de la misma manera por
estímulos visuales o auditivos. A partir de estos
resultados, se sugirió que la formación reticular
no jugaba un rol específico en el dolor, sino que
tendría más bien un papel
inespecífico, dentro de un sistema de alarma global con una
gran convergencia heterosensorial.
Esta hipótesis ha sido cuestionada por los resultados que
han demostrado la existencia, en la porción caudal del bulbo
raquídeo, de una región nociceptiva llamada
Subnucleus Reticularis Dorsalis (srd, figura 1). Esta zona juega un rol
selectivo en el procesamiento de la información nociceptiva
tanto de origen cutáneo como visceral54 y se extiende, en el
sentido caudo-rostral, desde el límite
cérvico-bulbar hasta el área postrema. Como lo
muestra la figura 1 las neuronas del srd limitan con el polo ventral
del núcleo cuneatus, la región medio-dorsal del
núcleo caudal del trigémino y están
separadas del Subnucleus Reticularis Ventralis por una banda acelular
que se extiende desde el núcleo del haz solitario hasta el
borde dorsal del núcleo reticular lateral.35, 48, 49
Durante muchos años se consideró al srd como una
parte del núcleo caudal del trigémino,
probablemente porque se registraron neuronas del srd que
respondían a la estimulación nociceptiva
oro-facial. Sin embargo, las neuronas del srd además
responden exclusivamente a la activación de fibras
¶ y C en toda la superficie corporal (figura 2A). Estas
neuronas aumentan su frecuencia de descarga en relación
directa con la intensidad de estímulos nociceptivos
cutáneos o viscerales;41, 51 (figura 2 B-C), y sus
respuestas ‘C’ presentan el fenómeno de
“wind-up ” cuando se aplica una
estimulación repetitiva. Se ha demostrado la existencia de
estas neuronas con convergencia nociceptiva plurisegmentaria en la rata
y el mono,55 lo que sugiere que el srd constituye una entidad
morfo-funcional que procesa impulsos nociceptivos muy variados en todos
los mamíferos.
Interacciones entre el Subnucleus Reticularis Dorsalis y la
médula espinal
Los axones de las neuronas espinales que contactan el srd, luego de
cruzar la línea media, ascienden en el cuadrante
anterolateral de la substancia blanca medular.4 Esta región
juega un rol fundamental en la transmisión del dolor pues en
el hombre la cordotomía anterolateral elimina los focos
dolorosos de regiones somáticas o viscerales contralaterales
a la lesión.59
Sin embargo, el hecho de que la mayoría de las aferencias
espinales que terminan en el srd provengan de los primeros segmentos
cervicales ipsilaterales,28, 40, 56 contrasta con la
extensión de las áreas receptoras de las neuronas
del srd, que abarcan toda la superficie corporal.52, 53 Esto sugiere
que al menos una parte de los impulsos espinales que activan el srd no
llegan directamente, y como alternativa cabe la posibilidad de que la
información ascendente tenga un relevo sináptico
a nivel cervical superior. Esta posibilidad es reforzada por el hecho
de que esta zona contiene la mayoría de las aferencias
espino-reticulares62 y neuronas con áreas receptoras
plurisegmentarias.43, 63 En ese sentido, es interesante
señalar además que la mayor parte de las neuronas
espino-talámicas y espino-mesencefálicas se
encuentran en los segmentos cervicales superiores, sugiriendo
así la existencia de una organización
común para la mayoría de las vías
nociceptivas (ver referencias en 62). Se podría considerar
entonces que una parte de la activación de las neuronas del
srd, y de otras estructuras nociceptivas supraespinales,
tendría su origen a nivel de la médula cervical
superior. Estas observaciones podrían explicar por
qué en el ser humano las mielotomías comisurales
de la médula cervical superior son capaces de aliviar
dolores de zonas corporales extensas, incluyendo focos dolorosos
localizados en regiones corporales caudales.14, 23, 36, 42, 44
Por otro lado, las neuronas espinales que contactan al srd reciben en
retorno proyecciones descendentes de esta misma región.1, 2,
50 Estas conexiones recíprocas sugieren que el srd participa
en circuitos de retroalimentación
espino-retículo-espinales desencadenados por
estímulos nociceptivos, dentro de los cuales
están los controles inhibitorios difusos desencadenados por
estimulaciones nociceptivas58 (cidn). De hecho, los cidn ponen en juego
un circuito que implica estructuras supramedulares pues, al contrario
de las inhibiciones segmentarias, éstos desaparecen en el
animal al que se le ha seccionado la médula espinal a nivel
cervical.10 Se sabe que las estructuras supramedulares responsables de
dichos controles excluyen al sistema rafe-espinal e incluyen el srd.6
El estudio de los cidn, en pacientes que presentan lesiones del sistema
nervioso central, permitió demostrar que, como en el animal,
estos controles involucran un circuito de retroalimentación
espino-bulbo-espinal, incluyendo estructuras reticulares caudales pues
desaparecen en los pacientes con lesiones unilaterales de la
región retro-olivar bulbar (el denominado
síndrome de Wallenberg).15
Así entonces, un estímulo nociceptivo, a pesar de
que va a ser obviamente percibido como doloroso, activa ciertos
controles inhibitorios descendentes originados en el bulbo
raquídeo, que podrían jugar un rol
fisiológico en la detección de los mensajes
nociceptivos a nivel cerebral.
En principio esta interpretación puede parecer
paradójica, pero en realidad es operante cuando se tiene en
cuenta una propiedad de las neuronas nociceptivas
inespecíficas medulares, un grupo neuronal que transmite los
impulsos nociceptivos hacia los centros superiores.27, 52 Estas
células responden a la aplicación de
estímulos no-nociceptivos (presión, frotamiento
del área receptora excitatoria, etc.), de manera que son
activadas en forma aleatoria por la totalidad de estímulos
somáticos no-nociceptivos provenientes del medio ambiente.27
Esta actividad es transmitida a los centros superiores como un
“ruido de fondo” a partir del cual sería
difícil extraer un mensaje significativamente nociceptivo.
El significado funcional de esta actividad somestésica basal
es desconocido, pero se puede suponer que dicha actividad juega un rol
importante en la elaboración del llamado “esquema
corporal”. Los cidn constituirían entonces una
suerte de filtro gracias al cual una señal
específicamente nociceptiva podría ser
extraída. De hecho, cuando aparece un foco doloroso, las
neuronas nociceptivas espinales son activadas y envían un
mensaje excitatorio a los centros cerebrales. Esta señal
activa también los cidn, que van a inhibir el conjunto de
neuronas nociceptivas inespecíficas medulares que no han
sido directamente activadas por el estímulo inicial. Como lo
ilustra la figura 3, este mecanismo mejora la relación
señal-ruido aumentando el contraste entre las actividades de
un foco segmentario de neuronas activadas y el silencio del resto de la
poblaci ón neuronal.
Como ejemplo ilustrativo, todo sucedería como si en una
asamblea un orador puede hacerse escuchar después de haber
obtenido el silencio de la sala. Al contrario el murmullo
logrará no solamente silenciar al orador, sino que incluso
hará pasar completamente inadvertido su mensaje.
Por otro lado los cidn permiten explicar la interacción
negativa que se produce entre mensajes nociceptivos cuyo origen
topográfico es diferente, un fenómeno conocido
desde tiempos inmemoriales, en el cual un dolor es capaz de disminuir
otro dolor originado de un foco que se encuentra en una
región alejada del primero. En este sentido es interesante
recordar el aforismo hipocrático que dice “cuando
dos sufrimientos ocurren al mismo tiempo, pero en dos puntos
diferentes, el más fuerte hará callar el
más débil”, y de hecho ha sido la base
de ciertos procedimientos analgésicos utilizados en el
animal y en el ser humano. Por ejemplo, la aplicación de una
presión intensa de la región nasal en los
caballos y en los bovinos permite realizar, sin fármacos,
intervenciones bastante dolorosas como las caudectomías o
las castraciones. Ciertas técnicas de medicina popular para
aliviar el dolor son basadas en el mismo principio, como es el caso de
la acupuntura, en la cual los cidn representan uno de sus substratos
neurofisiológicos.3 La eficacia de estas
técnicas, clasificadas bajo el término de
métodos de
“contra-estimulación” han sido
confirmadas en el ser humano en condiciones de objetividad
científica.46, 61
Además los cidn pueden afectar las respuestas neuronales
cuando existe un solo foco nociceptivo, que es en realidad la
situación clínica más frecuente. En
ese sentido, la estimulación nociceptiva de áreas
cada vez más grandes, produce efectos opuestos en las
neuronas nociceptivas inespecíficas: en el caso de
superficies pequeñas estas neuronas aumentan progresivamente
su descarga en relación directa al tamaño del
área, pero más allá de una cierta
área estas descargas disminuyen progresivamente, mostrando
así que los cidn pueden actuar como un sistema de
retrocontrol negativo.5 Esta observación permite explicar
los resultados que muestran que, en el hombre, la aplicación
de una estimulación nociceptiva de una área cada
vez más grande provoca un aumento progresivo de la
sensación dolorosa solamente en una gama restringida de
superficies.21, 31 Por otro lado, este sistema de retrocontrol negativo
podría explicar también las observaciones
clínicas que demuestran, frecuentemente, la falta de
correlación entre la magnitud de la sensación
dolorosa y la extensión de las lesiones.60
Interacciones entre el Subnucleus Reticularis Dorsalis, el
tálamo y la corteza cerebral
Los axones ascendentes del srd contactan en forma densa con dos
regiones talámicas: la región lateral del
núcleo ventromediano (vml) y la porción lateral
del núcleo parafascicular.57 Las neuronas del vml responden
exclusivamente a la activación de fibras ¶ y C en
toda la superficie corporal, y aumentan su frecuencia de descarga en
relación directa con la intensidad de los
estímulos cutáneos, solamente en una gama
nociceptiva (figura 4B).32 Estas actividades nociceptivas llegan al VMl
a través de impulsos monosinápticos originados en
las neuronas del srd, pues se les logra abolir cuando se bloquea esta
región bulbar (figura 4C). En resumen, el srd es uno de los
principales relevos de las aferencias provenientes de las capas
profundas del asta posterior medular, y contiene neuronas con
convergencia nociceptiva heterosegmentaria que van a activar las
neuronas del vml (figura 4A).32
Enseguida las neuronas del vml van a conducir estos impulsos
nociceptivos plurisegmentarios que provienen del srd, hasta la capa
más superficial (capa I) de la neocorteza dorsolateral
(figura 5). Estas proyecciones corticales cubren en forma de una banda
densa, la capa I de la región dorsolateral de la corteza
frontal.18 Esta banda va disminuyendo progresivamente en sentido
caudal, para desaparecer completamente a nivel de la corteza parietal.
Es importante recordar que en todos los mamíferos, las
neuronas piramidales –que constituyen el grupo corticofugo
más importante de la neocorteza– orientan
invariablemente sus dendritas apicales de manera que contacten la capa
I.11, 29
Estos datos aportan una base morfo-funcional que permite a cualquier
estímulo nociceptivo modificar la actividad cortical en
forma universal, a través de los contactos entre los
extremos distales de las dendritas apicales de las neuronas piramidales
y la capa I. De esta manera el vml constituiría un relevo
talámico nociceptivo de la red que se ha descrito
originalmente como el “sistema reticular activador
ascendente”.24, 33, 34
Por otro lado, las regiones corticales anteriores que reciben las
proyecciones del vml a nivel de la capa I también contienen,
en las capas corticales v-vi, las neuronas que van a contactar en
retorno al vml y al srd (17).
Conclusiones
Cambios de actividad en grandes poblaciones neuronales
tálamo-corticales han sido asociados con cambios en estados
de consciencia.25, 45 Esta hipótesis es apoyada por el hecho
que los estímulos dolorosos son capaces de desencadenar una
activación cortical muy difusa.16, 38, 47 Estudios recientes
en el hombre han demostrado que la aplicación de
estímulos dolorosos precisamente calibrados no activan un
“dolorunculus” cortical sino que activan numerosas
regiones corticales. Además, cuando se aumenta la
intensidad, se incrementa la cantidad de regiones activadas,
observándose aumentos bilaterales de actividad en regiones
talámicas ventrales posteriores y medianas, en la corteza
prefrontal, premotora y motora.16
A partir de los datos resumidos en este capítulo, es posible
especular que el srd, además de regular la actividad
espinal, a través de la red srd-tálamo-cortical
podría permitir a cualquier estímulo nociceptivo
modificar la actividad cortical en forma global. Las conexiones
recíprocas que se establecen entre el vml y la corteza
podrían generar una actividad de
retroalimentación que permitiría reclutar
áreas corticales adyacentes y de esta manera producir una
dispersión de actividad cortical. Desde un punto de vista
general, nuestros datos refuerzan las hipótesis que implican
grandes poblaciones neuronales talámicas como relevos
potencialmente destinados a controlar estados de atención
y/o para procesar la planificación de movimientos
programados.20, 22, 25, 45
Agradecimientos
Quisiera agradecer a mis colegas y amigos, la doctora Teresa Pelissier,
por sus amables consejos, que me ayudaron a mejorar el texto, y al
doctor Francisco Pellicer por haberme motivado a escribir este texto en
nuestra lengua materna. Este trabajo ha sido financiado por el inserm,
el cnrs y l’Institut upsa de la Douleur.
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Luis Villanueva es investigador del
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