Como funciona

La médula espinal, con un grosor de poco más de dos centímetros, conduce toda la comunicación entre el cerebro y el resto del cuerpo. Las unidades de comunicación son las células nerviosas (neuronas), que consisten en un cuerpo bulboso que contiene un núcleo, un ramificado de prolongaciones que salen de él, llamadas dentritas y un axón que se extiende desde la célula llevando la información a otras células. El axón es la prolongación que en su terminal establece conexiones o sinapsis con muchas otras células al mismo tiempo (fig.1).

La médula es un cordón con una consistencia como de jalea, en cuyo interior hay dos principales sistemas de neuronas. Unas constituyen la vía descendente, que desde el cerebro controla el sistema motor del organismo, entendiendo por tal la musculatura lisa de los órganos internos, y la musculatura estriada que maneja la motricidad; también ella ayuda a modular las acciones del sistema nervioso autónomo, como la presión sanguínea, la temperatura y las respuestas circulatorias al stress. Este sistema nace de neuronas en el cerebro, que por sus axones envían señales eléctricas a segmentos específicos de la médula. Allí se conectan con otras neuronas que envían a su vez los impulsos más allá de la médula.

El otro sistema de neuronas constituye la vía ascendente, que recoge señales sensoriales emanadas de la piel, las extremidades y distintos órganos. La médula en los distintos segmentos los recibe y los envía al cerebro. Estas señales se originan en células especializadas, ya sea de la piel, que detectan cambios del ambiente, o en los distintos órganos internos. La médula contiene también circuitos neuronales (como aquellos que comprometen los reflejos y ciertos aspectos del caminar) que pueden ser activados por estímulos sensoriales sin que haya un "input" del cerebro, aun cuando pueden ser influidos por mensajes desde él.

Los cuerpos celulares de la médula están en la "sustancia gris" (que se puede individualizar por su forma de mariposa) que se prolonga a todo lo largo de la médula. Las fibras axonales ascendentes y descendentes de las mismas viajan a través de un área que envuelve la médula, conocida como "sustancia blanca". El color blanco se debe a la mielina, sustancia aislante que envuelve los axones. Ambas regiones también contienen células gliales, que ayudan a las neuronas a sobrevivir y a desarrollar su trabajo normalmente. Estas glias incluyen células llamadas astrocitos, microglias (células pequeñas que semejan células del sistema inmune) y oligodendrocitos, que son los productores de mielina (Funcionamiento cerebral y la mente) .Cada oligodendrocito mielinisa hasta 40 diferentes axones simultáneamente (fig.2).


Las injurias de la médula

Una caída o un golpe de cualquier naturaleza puede producir una fractura o dislocación de las vértebras que envuelven y protegen la médula. Con ello se pueden dañar los axones. Ocasionalmente sólo se daña la materia gris. Si sólo se afecta ésta en un lugar determinado de la columna, las alteraciones sensoriales y musculares que se producirán, van a quedar restringidas a los tejidos que reciben o envían señales correspondientes a la zona afectada, sin que se alteren las funciones por debajo de este nivel.

Si por ejemplo, se afecta la materia gris en la zona cervical 8 (C8), se van a comprometer sólo los nervios que se originan en el C8: se paralizarán las manos, sin alterarse la marcha y sin alterar el control de los intestinos y la vejiga (fig.3). Es decir, no van a originarse señales o recibir señales de los tejidos conectados con los nervios C8, pero los axones que llevan señales para arriba o para abajo, rodeados de sustancia blanca, van a seguir trabajando.

Por el contrario, si también se daña la sustancia blanca en el mismo sector de la médula, se van a interrumpir las señales verticales, paralizándose los mensajes que se originan desde el cerebro, como también se bloquearán las señales sensoriales originadas por debajo de la lesión. En estas condiciones la persona queda paralizada de las manos y las extremidades inferiores y al mismo tiempo va a perder el control de la vejiga y de la defecación.

Desgraciadamente el inicio del trauma es sólo el comienzo del problema. La injuria gatilla luego una segunda onda de daños, que se va a hacer evidente progresivamente en los siguientes minutos, horas y días, ensanchando la lesión y extendiendo los daños funcionales. Este efecto secundario tiende a ocurrir longitudinalmente, afectando primariamente a la materia gris para luego extenderse a la materia blanca (como si en la lesión se inflara un balón). De este modo las lesiones en definitiva llegan a comprometer a varios otros segmentos de la médula, por arriba y por debajo de la lesión.

El resultado final pasa a ser un estado complejo de desorganización. Los axones que han sido dañados quedan inútiles y conectados con nada. A menudo muchos axones quedan intactos, pero no son útiles porque pierden su capa aislante de mielina. Un líquido pasa a llenar la cavidad producida, ocupando el sitio que antes ocupaban las neuronas, otras células y los axones. Pero en el mismo lugar de la lesión comienzan a proliferar en forma anormal las células gliales, formando claustros y escaras. En definitiva, este tipo de lesión pasa a constituir una formidable barrera que impide que él o los axones cortados puedan crecer y conectarse de nuevo. En todo esto, pueden quedar algunos axones indemnes, pero por lo general son escasos como para que presten alguna utilidad.


Que hacer frente a la injuria

La primera preocupación está en minimizar lo más posible el daño secundario. Minutos después del trauma comienzan a producirse en la médula pequeñas hemorragias por la ruptura de vasos sanguíneos. Ello, junto con el edema secundario, corta el suministro de nutrientes y oxígeno a las células causando en muchos casos la muerte de ellas.

Mientras tanto, las células dañadas, los axones y los vasos comienzan a liberar sustancias químicas que van a actuar sobre las células vecinas. En una médula normal, en el extremo final de cada axón, se producen pequeñas cantidades de glutamato, que al unirse con los receptores de otras neuronas, las estimula para que transmitan un impulso nervioso. Sin embargo, cuando los axones están dañados, el glutamato producido pasa a la sangre, lo que hace que se exciten muchas otras neuronas vecinas, gatillando una serie de eventos destructivos, incluyendo la producción de radicales libres (Cómo se suicidan las células) . Esto último lleva a la desmielización (la sustacia aislante que envuelve a los axones), lo que imposibilitará trasmitir los impulsos.

Más tarde, al sitio de la lesión llegan células inmunológicas, las que exacerban los efectos nocivos al liberar más radicales libres.

En esta etapa es cuando está indicado el uso de una droga: "la metilprednisolona", que parece actuar reduciendo el edema, la inflamación, la liberación de glutamato y la liberación de radicales libres. Los mecanismos precisos por lo cual esta droga logra estos efectos aún no están claros.

Resultados de experiencias realizadas en animales, a los que se les ha dañado la médula, parecen indicar que en esta etapa también sería útil emplear drogas que minimicen la respuesta al exceso de glutamato liberado. Para ello hay agentes químicos que selectivamente bloquean a los receptores de glutamato (receptores de la clase AMPA). Con ello se evitaría la extensión de la lesión a otras zonas. Ya ha comenzado el uso de estas drogas en humanos, y se espera que los resultados sean semejantes a los de las ratas.

Más tarde (días o semanas) comienza otro proceso, que también extiende la lesión: las células vecinas comienzan a suicidarse (proceso de apoptosis). Este descubrimiento abre nuevas posibilidades para agregar otra terapia protectiva, ya que existen drogas inhibidoras de la apoptosis (Células Totipotenciales) . En experimentación animal ellas se han demostrado efectivas.

En este mismo sentido se continúa trabajando con numerosas otras sustancias que se han denominado factores neurotróficos, que también ayudan a las neuronas y glias a sobrevivir.

Actuar durante este período postraumático es de extrema importancia, ya que si se logra detener el daño, aunque sea en un pequeño porcentaje, ello puede tener gran importancia para el paciente, pudiendo hacer posible más tarde a éste, lograr mover los brazos o caminar, lo que cambia completamente su calidad de vida. Muy distinto es permanecer por siempre totalmente inmóvil en una silla de ruedas.


Las posibilidades futuras de reparación

Una cosa es tratar de minimizar el daño secundario a la lesión traumática, y otra es ir más allá y pretender la reparación del mismo, restableciendo las conexiones que se han interrumpido. Es aquí donde la investigación se ha estado concentrando en los últimos años, encontrándose aún en etapas experimentales.

Ha habido varios hallazgos alentadores que han conseguido individualizar sustancias que permitirían la producción de mielina y que al usarlas en animales parecen ejercer cierta recuperación. Pero aún están lejos de su aplicación clínica. También se han descrito varias moléculas inhibidoras que algunas células dañadas producen (especialmente los astrocitos) y que agravan la lesión.

Otras sustancias, en cambio, van más allá y estimulan el crecimiento neuronal. Una de ellas es el "Factor de Crecimiento Neuronal", que se ha visto que también favorece el crecimiento de los axones de las neuronas. Junto a él también se han identificado otros factores neurotróficos, como la "Neurotrofina 3", que selectivamente estimula el crecimiento de los axones. El uso de estos y otros factores se están investigando. Pero el principal problema no es sólo que crezcan los axones, sino que además lleguen a conectarse donde corresponde. A veces las conexiones son equivocadas y en lugar del efecto deseado, el cerebro interpreta erróneamente el estímulo como una señal de dolor. Estas sustancias neurotróficas pueden teóricamente establecer estas conexiones de dolor, lo que se agregaría al padecimiento del paciente.

Conseguir que los axones crezcan y se reconecten nuevamente donde corresponde, no es tarea fácil. Sin embargo, los investigadores están trabajando activamente para conocer cuáles son los mecanismos normales que le permiten al embrión desarrollar un cableamiento hasta llegar correctamente con las conexiones a enhebrar, por ejemplo, los músculos específicos para cada una de ellas. Por ahora está claro que lo que dirige el crecimiento de las neuronas hasta su sitio preciso de destino son sustancias químicas. Ellas hacen que el axón crezca en una dirección determinada y no en otra. Algunas de estas sustancias ya se han individualizado, como por ejemplo las llamadas "netrinos", pero aún falta mucho por conocer de este complejo mecanismo.

Otros investigadores han tratado de inducir el crecimiento neuronal implantando tubos formados por las células Schwanns, que son las que forman la mielina. En experimentación animal han conseguido algunos éxitos.

También se está tratando de implantar células para reemplazar las destruidas. Para ello se ha estado usando tejido nervioso de origen fetal y se ha logrado cierta mejoría en animales a los que previamente se les ha lesionado la médula. Las células implantadas han sido capaces de producir axones que han viajado a distancias considerables, logrando una cierta recuperación.

En el esfuerzo experimental por lograr la reparación se han implantado también células stem (troncales). Se trata de células indiferenciadas del cerebro, que posteriormente pueden diferenciarse a algunos de los distintos tipos de células nerviosas existentes normalmente (Creces, Mayo 1999, pág.27).

En resumen, durante los últimos años se han obtenido avances considerables en la experimentación animal. Sin embargo, más es lo que falta por conocer de las muchas etapas del proceso regenerativo y de diferenciación celular. Al mismo tiempo se sabe muy poco de cómo las neuronas buscan su camino hasta encontrarse con el músculo u órgano que deben enhebrar. Mucho trabajo falta aún, pero la ciencia frecuentemente produce muchas sorpresas. En todo caso son numerosos los grupos de investigadores que están trabajando con el objetivo de llegar a reparar las lesiones traumáticas producidas en la médula.



* Extracto del artículo de John W. McDonald

Profesor Asistente de Neurología en la Facultad de Medicina de la Universidad de Wisconsin (USA). Scientific American, Septiembre 1999, pág. 63.