Hispanopedia WikiEn neurobiología , una estimulación tetánica consiste en una secuencia de alta frecuencia de estimulaciones individuales de una neurona . [ 1 ] Está asociada con la potenciación .
La estimulación de alta frecuencia provoca un aumento en la liberación, denominado potenciación post-tetánica (Kandel 2003). Este evento presináptico es causado por la entrada de calcio. Las interacciones calcio-proteína producen entonces un cambio en la exocitosis de vesículas . El resultado de estos cambios es que la célula postsináptica tiene mayor probabilidad de generar un potencial de acción .
La estimulación tetánica se utiliza en medicina para detectar un bloqueo no despolarizante o un bloqueo despolarizante en la unión neuromuscular . [ 2 ] Se ha demostrado que las menores respuestas a la estimulación tetánica en los músculos envejecidos se deben a menores niveles de suministro de energía anaeróbica en los músculos esqueléticos .
Base fisiológica
La estimulación tetánica se basa en la sumación temporal, un proceso fisiológico en el que se producen potenciales de acción sucesivos antes de la relajación muscular completa. Estos impulsos repetidos generan una sumación de la tensión muscular que mantiene la contracción. Cuando una neurona motora envía una serie rápida de estímulos eléctricos a un músculo en la unión neuromuscular , la estimulación tetánica está mediada por un aumento del influjo de calcio, lo que favorece la liberación de neurotransmisores y, finalmente, la potenciación post-tetánica. [ 3 ]
En la unión neuromuscular , cada impulso eléctrico desencadena la liberación de acetilcolina , un neurotransmisor implicado en el control muscular voluntario, la memoria y las funciones reguladoras, desde las vesículas presinápticas hacia la hendidura sináptica . Durante la estimulación de alta frecuencia propia de la estimulación tetánica, se acumulan iones de calcio debido al aumento de la tasa de entrada de calcio en comparación con la menor tasa de eliminación por los sistemas amortiguadores fisiológicos. La presencia continua de estos iones promueve la fusión de vesículas y la liberación de acetilcolina , lo que finalmente amplifica la respuesta postsináptica. [ 3 ]
Este mecanismo permite la potenciación post-tetánica (PTP), un aumento temporal (de segundos a minutos) de la fuerza sináptica que se produce tras un periodo de estimulación eléctrica de alta frecuencia. Actualmente se cree que la PTP se debe al calcio residual que potencia la preparación de las vesículas y la liberación de neurotransmisores, pero aún no se dispone de pruebas concluyentes y se están realizando investigaciones al respecto. Sin embargo, este fenómeno ha aportado información valiosa sobre la plasticidad sináptica , un proceso fundamental para la neuromecánica del aprendizaje, la memoria y la potenciación a largo plazo en el sistema nervioso central .
En cuanto al sistema nervioso periférico , los estudios han demostrado que la estimulación eléctrica neuromuscular tetánica puede activar las motoneuronas periféricas y las aferencias sensoriales. Esto puede utilizarse para excitar las motoneuronas espinales e influir en la fuerza de contracción. Esto demuestra que la ENM tetánica activa mecanismos tanto periféricos como centrales, lo cual puede ser importante para la rehabilitación y el entrenamiento neuromuscular. [ 4 ]
En entornos experimentales/de investigación, la estimulación tetánica se utiliza a menudo para estudiar la dinámica de la liberación de neurotransmisores y la regulación del calcio. Generalmente se requieren frecuencias entre 50 Hz y 100 Hz para producir un tétano completo ; sin embargo, este rango varía según el tipo de músculo. [ 5 ]
Aplicaciones clínicas de la estimulación tetánica
La monitorización neuromuscular en anestesiología utiliza la estimulación tetánica para evaluar la profundidad de los bloqueos neuromusculares mediante el recuento post-tetánico. Cuando se administran agentes bloqueadores neuromusculares (ABNM) a los pacientes para inducir la relajación muscular durante los procedimientos, los médicos deben evaluar la intensidad y la recuperación de la parálisis inducida para garantizar la seguridad del paciente. Por ello, la estimulación tetánica puede utilizarse para guiar a los anestesiólogos en la determinación de las dosis y las etapas de recuperación. Una aplicación clínica común es el método de recuento post-tetánico, en el que se administran impulsos eléctricos únicos a 1 Hz inmediatamente después de una serie tetánica. Esto permite observar respuestas que pueden utilizarse indirectamente para medir la recuperación de la parálisis muscular. A medida que el bloqueo neuromuscular disminuye, el recuento post-tetánico aumenta gradualmente, lo que ayuda a los anestesiólogos a determinar la recuperación del paciente. Sin embargo, dado que la estimulación tetánica puede ser dolorosa en pacientes que no están completamente anestesiados, solo debe aplicarse bajo sedación durante intervalos no superiores a 2-3 minutos. [ 5 ]
La estimulación tetánica también se utiliza para aumentar los potenciales evocados motores durante la neuromonitorización intraoperatoria. Los potenciales evocados motores son señales electrofisiológicas que reflejan la funcionalidad de las vías motoras del cuerpo y se monitorizan habitualmente durante las intervenciones quirúrgicas en el cerebro o la columna vertebral. Investigaciones recientes han demostrado que la aplicación de estimulación tetánica a un nervio periférico puede aumentar temporalmente la excitabilidad de las células del asta anterior de la médula espinal . Esto genera potenciales evocados motores más amplios y fiables, lo que mejora la detectabilidad y la consistencia de los potenciales evocados motores durante la cirugía, haciendo que la monitorización motora intraoperatoria sea más segura y precisa. [ 6 ]
En un caso aún más específico, se demostró que la estimulación tetánica del nervio pudendo aumenta la amplitud de los potenciales evocados motores, lo que incrementa las tasas de identificación en craneotomías pediátricas en comparación con la estimulación general de otros nervios. Este método mejoró la fiabilidad de la monitorización y redujo los falsos negativos durante el procedimiento. [ 7 ]
Estos hallazgos sugieren que la estimulación tetánica puede utilizarse en diversos escenarios clínicos, como la mejora de la calidad de la señal y la orientación en la toma de decisiones durante operaciones y procedimientos.
Limitaciones y consideraciones
Si bien la estimulación tetánica es increíblemente informativa y, en general, beneficiosa durante su uso, existen algunas limitaciones y precauciones que deben tenerse en cuenta antes de su utilización.
La estimulación de alta frecuencia que implica la estimulación tetánica puede producir contracciones musculares intensas y sostenidas que resultan dolorosas para los pacientes que no están debidamente anestesiados. Esto genera ciertas limitaciones en la investigación, ya que no se pueden realizar ensayos para determinar las aplicaciones de la estimulación tetánica en pacientes humanos que no están bajo anestesia. [ 5 ]
Además, los efectos de la estimulación tetánica dependen en gran medida de los parámetros de su uso, como la intensidad, la duración y el lugar de aplicación. En la mayoría de los casos, una estimulación de aproximadamente 50 Hz produce tétanos completo, mientras que frecuencias más bajas producen contracciones parciales. Debido a las pequeñas variaciones que pueden ocurrir fisiológicamente durante la estimulación tetánica, es difícil generalizar los resultados sobre temas como la potenciación post-tetánica y la fatiga muscular . [ 5 ]
Debido a la variabilidad en las respuestas entre las contracciones musculares, los individuos, el registro de datos y otros factores, la interpretación de los datos de la estimulación tetánica es propensa a errores. Al no existir un método estandarizado de recopilación e interpretación de datos de uso común, la investigación sobre este tema es actualmente limitada.
Historia
La exploración científica de la estimulación tetánica se remonta a las primeras investigaciones electrofísicas realizadas en los siglos XIX y XX. En particular, un estudio fundamental llevado a cabo en la década de 1970 por Erulkar y Rahamimoff demostró que los iones de calcio eran esenciales para el aumento de la liberación de neurotransmisores observado durante e inmediatamente después de la estimulación tetánica. Sus experimentos se realizaron en ranas en diversas uniones neuromusculares y determinaron que los trenes tetánicos aumentan la frecuencia del potencial de placa terminal en miniatura mediante la entrada sostenida de calcio. También se descubrió que el calcio residual contribuía a la potenciación post-tetánica incluso después de que se detuviera la estimulación. Esta investigación sentó las bases para comprender la plasticidad a corto plazo de los sistemas nerviosos periférico y central. [ 3 ]
Partiendo de este trabajo, investigaciones posteriores realizadas en la década de 2000 ampliaron el uso de la estimulación tetánica, pasando de una comprensión fisiológica básica a aplicaciones clínicas. Se llevó a cabo una investigación sobre la estimulación eléctrica neuromuscular para la rehabilitación motora en pacientes, la cual determinó que activaba las fibras motoras periféricas y los circuitos del sistema nervioso central a través de aferencias sensoriales. Esto abrió muchas posibilidades para futuras investigaciones, especialmente en temas relacionados con la neuroplasticidad en terapias de rehabilitación. [ 4 ]
Más recientemente, la estimulación tetánica se ha aplicado en la neuromonitorización intraoperatoria y en los entornos anestésicos mencionados anteriormente. La investigación sobre la estimulación tetánica continúa, aunque no se realiza con tanta frecuencia como otros estudios neurológicos y electrofísicos disponibles actualmente.
Véase también
Referencias
- ↑ Sohn, Myren N.; Brown, Joshua C.; Sharma, Prayushi; Ziemann, Ulf; McGirr, Alexander (15 de febrero de 2024). " Adyuvantes farmacológicos y plasticidad sináptica inducida por estimulación magnética transcraneal: una revisión sistemática" . J Psychiatry Neurosci . 49 (1): E59– E76. doi : 10.1503/jpn.230090 . PMC 10890793. PMID 38359933 .
- ↑ Livingston, Churchill. "Capítulo 36: Estimulación tetánica" . Universidad Sultan Qaboos.
- 1 2 3 Erulkar, SD; Rahamimoff, R. (1978). "El papel de los iones de calcio en el aumento tetánico y post-tetánico de la frecuencia del potencial miniatura de la placa terminal" . The Journal of Physiology . 278 : 501–511 . doi : 10.1113/jphysiol.1978.sp012320 . PMC 1282365 .
- 1 2 Dean, JC; Yates, LM; Collins, DF (2007). "Activación de la contribución central a las contracciones provocadas por la estimulación eléctrica neuromuscular". Journal of Applied Physiology . 103 (1): 170– 176. doi : 10.1152/japplphysiol.01361.2006 .
- 1 2 3 4 Naguib, Maged; Brull, Soraya J.; Johnson, Ken B. (2017). "Perspectivas conceptuales y técnicas sobre la base de la monitorización neuromuscular". Anestesia . 72 : 16–37 . doi : 10.1111/anae.13738 .
- ↑ Yamamoto, Y.; Shigematsu, H.; Kawaguchi, M. (2022). "La estimulación tetánica del nervio periférico aumenta los potenciales evocados motores mediante la reexcitación de las células del asta anterior de la médula espinal". Journal of Clinical Monitoring and Computing . 36 : 259–270 . doi : 10.1007/s10877-020-00647-z .
- ↑ Sasaki, R.; Tamura, K.; Yamazaki, S.; Kim, TK; Takatani, T.; Hayashi, H.; Motoyama, Y.; Nakagawa, I.; Park, Y.; Kawaguchi, M.; Nakase, H. (2023). "Efectos de la amplificación del potencial evocado motor intraoperatorio tras la estimulación tetánica del nervio pudendo en la craneotomía pediátrica". Journal of Neurosurgery: Pediatrics . 31 (5): 488– 495. doi : 10.3171/2023.1.PEDS22505 . hdl : 10564/4340 .
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