REGULACIÓN DEL MOVIMIENTO Área Trabajo y Tiempo Libre Juan Jairala Cátredra de Fisiología Humana.

OBJETIVOS Comprender la organización jerárquica del SNC en la regulación del movimiento Integrar los mecanismos implicados en la generación y regulación del tono muscular y el mantenimiento de las postura Remarcar la función regulatoria del cerebelo y los ganglios basales Introducir a la función de las diferentes cortezas motoras

OBJETIVOS Utilizar esa información para Conocimientos previos Comprender maniobras semiológicas Localizar lesiones en el sistema nervioso Interprepretar modelos de patología del sistema motor Conocimientos previos Organización anatómica del SNC Unidad motora Reflejos

NIVEL TRONCOENCEFALICO NIVELES DE CONTROL CEREBELO GANGLIO BASALES NIVEL CORTICAL NIVEL TRONCOENCEFALICO NIVEL MEDULAR EFECTOR COMÚN

NIVELES DE CONTROL Las estructuras superiores hacen uso de las inferiores para generar movimientos con mayor grado de complejidad Ante lesión de estas emergen patrones más primitivos de movimiento Existen distintas vías descendentes que trabajan en paralelo La lesión aislada de una de ellas puede producir déficits restringidos Ciertas estructuras no generan movimiento sino que lo regulan a distintos niveles La generación final de los diferentes tipos de movimiento dependen de un efector común Su lesión abolirá toda forma del mismo

CLASIFICACIÓN DEL MOVIMIENTO Reflejos Respuestas estereotipadas involuntarias frente a un estímulo Su base anatomica-funcional es el arco reflejo Automáticos Mantenidos aún en ausencia de una señal sensorial-pueden modificarse por la voluntad Producidos por circuitos generadores de patrones motores rítmicos Voluntarios A través de vías descendentes que pueden reclutar las estructuras anteriores

NIVELES DE CONTROL Unidad motora Motoneurona alfa y las fibras musculares que inerva Determina sus características funcionales y estructurales Es el efector común de los diferentes tipos de movimiento

NIVELES DE CONTROL Nivel Medular Actividad refleja Reflejo miotático Sistema de control por retroalimentación negativa Variable controlada: longitud muscular Compara Longitud real del músculo (información por aferencias sensitivas Ia y II) Longitud deseada: determinada por activación de las motoneuronas gamma Sistema gamma Coactivación en el movimiento voluntario: impide la pérdida de información propioceptiva y la oposición refleja al movimiento Regula tono muscular y la postura

De Best y Taylor. Bases fisiológicas de la práctica médica REFLEJO MIOTATICO ROL DE MOTONEURONAS GAMMA De Best y Taylor. Bases fisiológicas de la práctica médica

NIVELES DE CONTROL Nivel medular Circuitos centrales generadores de patrones motores Conjuntos de neuronas con actividad oscilatoria Dan origen a movimientos rítmicos Pueden generarlos aún en ausencia de influencias Sensoriales periféricas De niveles superiores Normalmente son reclutados y regulados por estas estructuras Utilizan a su vez estructuras básicas Unidad motora Reflejo miotático y miotático inverso

De S. Rossignol, Dynamic sensorimotor interactions in locomotion, Physiol rev 2006

NIVELES DE CONTROL ¿Cuáles serán las consecuencias de una lesión de la motoneurona inferior? Pérdida de todos los tipos de movimiento-atrofia ¿En qué otra circunstancia puede perderse el movimiento reflejo? Pérdida de las aferencias sensitivas Respecto de los circuitos generadores de patrones motores: cuál sería la consecuencia de la pérdida de influencias Supraespinales Imposibilidad para reclutamiento voluntario Sensoriales periféricas Pérdida de capacidad de adaptación al ambiente

TONO MUSCULAR Sigue las leyes de la organización jerárquica Lo ejecuta el efector común Tiene su base en reflejos medulares Regulados por estructuras troncoencefálicas Bajo control Cortical Ganglio basal Cerebelo

TONO MUSCULAR Las estructuras que lo regulan en tronco encefálico Centro mesencefálico locomotor y campos tegmentarios pontinos Núcleos vestibulares Núcleo rojo Sustancia reticular Sistemas facilitadores e inhibidores Reconocer las características del tono muscular en la patología Permite identificar las estructuras lesionadas El área del SNC involucrada

TONO MUSCULAR VIAS EXTRAPIRAMIDALES

TONO MUSCULAR NIVELES DE REGULACIÓN NIVELES DE LESIÓN De Best y Taylor. Bases fisiológicas de la práctica médica. 14° edición De D. Bateman, Neurological Assessment of Coma, JNNP 2001

POSTURA Relación de las diferentes partes del cuerpo entre sí y con el espacio (gravedad y superficie terrestre) Regulación del equilibrio Proyección del centro de gravedad dentro de la superficie de apoyo Estos parámetros son modificados continuamente por el movimiento Ajustes predictivos y reflejos

POSTURA De Houssay, Fisiología Humana , 5ª edición

POSTURA Respuestas reflejas Actúan una vez producido el movimiento o ante fuerzas externas inesperadas Originadas en información Visual Receptores musculares y articulares Extremidades-cervicales Mecanoreceptores cutáneos Sistema vestibular

POSTURA Sistema vestibular Es un elemento regulador del tono y el equilibrio Da origen a estímulos descendentes Intima relación con cerebelo y sistema visual Responde a posición y movimiento cefálico Estímulo adecuado: mecánico Aceleración Angular: conductos semicirculares Lineal: órganos otolíticos

POSTURA

POSTURA De Houssay, Fisiología Humana , 5ª edición

ORGANOS VESTIBULARES MECANISMO DE TRASDUCCION POSTURA ORGANOS VESTIBULARES MECANISMO DE TRASDUCCION De Greger-Windhorst, Comprehensive Human Physiology, 1996.

CONDUCTOS SEMICIRCULARES POSTURA CONDUCTOS SEMICIRCULARES De T. Fife, Recurrent positional vertigo, Neurology.

POSTURA Organos otolíticos Detectan aceleración lineal Sensan el efecto de la gravedad

POSTURA La excitación de los receptores se transmite en forma de PA por el nervio vestibular Llega a núcleos vestibulares y cerebelo Los núcleos se relacionan Núcleos oculomotores (FLM) generando Motoneuronas e interneuronas reflejos (vestibuloespinal) Sustancia reticular Corteza parietal

POSTURA RVO De Houssay, Fisiología Humana , 5ª edición

POSTURA Nistagmus

POSTURA El sistema vestibular informa sólo sobre la posición o los movimientos cefálicos Otras fuentes de información Propioceptores cervicales Posición de la cabeza respecto del tronco Reflejos cervico-espinales y cervico-oculares Receptores visuales Movimiento dela escena visual Reflejos visuales de enderezamiento Propioceptores y receptores cutáneos en extremidades Distribución del peso-estado de base de sustentación Reacciones de sostén y de salto

POSTURA La información de las distintas fuentes Cerebelo Se recibe en forma simultánea Se integra Debe ser congruente Cerebelo Integra información Adapta los reflejos Automatiza los ajustes posturales predicitivos

POSTURA ¿Cuáles serán los síntomas originados de la disfunción vestibular Unilateral? Vértigo Nistagmus Desviación ocular y corporal al lado lesionado Bilateral? Inestabilidad En el último caso, ¿que ocurriría al cerrar los ojos?

POSTURA

CEREBELO Participa en el nivel de regulación Recibe aferencias desde La periferia (vestibular-propioceptores-visión) El SNC a partir de colaterales desde la via piramidal y tractos ascendentes de la médula espinal Así colabora en la planificación y el control del movimiento

CEREBELO De Tortora, Principios de anatomía y fisiología, 11ª edición

CEREBELO DIVISION ANATOMICA Y FUNCIONAL

CEREBELO CIRCUITOS Aprendizaje motor Respuestas condicionadas Selección modelos internos De Greger-Windhorst, Comprehensive Human Physiology, 1996 CEREBELO CIRCUITOS

CEREBELO Vestíbulo-cerebelo Recibe aferencias vestibulares y sensitivas periféricas y corrige por adelantado señales motoras Regula equilibrio- postura-tono muscular

CEREBELO Espino-cerebelo Recibe aferencias corticales y periféricas Compara y corrige el movimiento-controla el tono durante el movimiento- amortigua oscilaciones

CEREBELO Cerebro-cerebelo Coordina movimientos complejos(planea y sincroniza)

Corteza motora primaria CEREBELO Retroalimentación externa (sensorial) Modelo predictivo Espino-cerebelo Copia comando motor Cortezas motoras extraprimarias Cortezas sensoriales Corteza Parietal posterior Retroal. interna Corteza motora primaria Efector Mov. real Comando motor Movimiento deseado Modelo inverso Cerebro-cerebelo Modificado de Best y Taylor, 14° edición

GANGLIOS BASALES Organización similar al cerebelo Asa de retroalimentación paralela con corteza Regulación descendente de la actividad motora Circuitos internos de excitación-inhibición

GANGLIOS BASALES De J. Obeso, Functional organization of the basal ganglia, Mov Dis 2008

CIRCUITOS GANGLIOS BASALES De J. Obeso, Functional organization of the basal ganglia, Mov Dis 2008.

CIRCUITO MOTOR De M. DeLong, Circuits and circuits disorders of the basal ganglia, Arch Neurol 2007

GANGIOS BASALES CIRCUITO MOTOR De W. Olanow, The scientific and clinical basis for the treatment of Parkinson disease, Neurology 2009

GANGLIOS BASALES De K. Takasukaki, Substrates for normal gait and pathophysiology of gait disturbances with respect to the basal ganglia dysfunction, J Neurol 2008

GANGLIOS BASALES A través del balance entre estas vías excitadoras e inhibidoras Regula la cantidad de movimiento Gradúa el movimiento Focaliza el movimiento Participa además en la selección, programación y motivación del movimiento y ensambla subrutinas

CORTEZA MOTORA Su estimulación eléctrica provoca movimientos con una representación topográfica Sus neuronas se activan antes y/o durante el movimiento voluntario Posee conexiones directas con motoneuronas o redes redes premotoras por vías descendentes Su lesión genera déficit motor

CORTEZA MOTORA VIAS DESCENDENTES

CORTEZA MOTORA Corteza motora primaria Corteza motora suplementaria Transmite los comandos motores a las motoneuronas espinales. Es suficiente sólo para generar los movimientos más simples Corteza motora suplementaria Planifica movimientos complejos Corteza premotora Se activa junto a la corteza parietal posterior en los movimientos dirigidos al espacio extrapersonal Corteza del cíngulo Se activa frente a decisiones conflictivas

CORTEZA MOTORA Corteza parietal posterior Corteza motora suplementaria Movimientos extrapersonales Movimientos internamente generados Corteza parietal posterior Planifi-cación Corteza motora suplementaria Corteza premotora Corteza motora primaria Ejecución Comandos motores Modificado de Best y Taylor, 14° edición

NIVELES DE CONTROL Sistema reticular-límbico-núcleos basales Atención-motivación-alerta Corteza parietal posterior Conceptualización del movimiento posible según condiciones Prefrontal Integra con memoria-anticipa consecuencias: decisión del movimiento-organización temporal Corteza motora suplementaria Preselecciona circuitos motores-coordinación bilateral

NIVELES DE CONTROL De K. Takasukaki, Substrates for normal gait and pathophysiology of gait disturbances with respect to the basal ganglia dysfunction, J Neurol 2008

MUCHAS GRACIAS