Anatomía y Fisiología del Sistema Nervioso y Aparato Locomotor

1. Sistema Nervioso

1.1 Función Biológica del Sistema Nervioso

Los sistemas encargados de dar respuesta a las necesidades del organismo son el sistema nervioso y el endocrino, cuya acción conjunta permite:

• El mantenimiento de la homeostasis celular.
• La coordinación de las acciones de las distintas células, tejidos, órganos y sistemas o aparatos.
• El desarrollo de procesos mentales, así como nuestra respuesta emocional.

Funciones del Sistema Nervioso

• Función sensitiva (recibe información):
  • Del medio externo: mediante los exteroceptores, ubicados en la superficie corporal o cerca de ella. Aportan información visual, auditiva, etc.
  • Del medio interno: mediante los interoceptores, ubicados en vísceras, vasos sanguíneos, etc., que registran cambios en la presión, concentración de sustancias químicas; y los propioceptores, localizados en el músculo, tendones y otras estructuras, que nos informan sobre la posición del cuerpo, equilibrio o movimiento.
• Función integradora: analiza, procesa e integra la información recibida de forma consciente o inconsciente.
• Función efectora: elabora respuestas adecuadas a las situaciones percibidas. Serán transmitidas a los órganos efectores que actuarán en consecuencia.

1.2 Clasificación del Sistema Nervioso

• Punto de vista anatómico:
  • Sistema nervioso central: la médula espinal y el encéfalo.
  • Sistema nervioso periférico: nervios que conectan el sistema nervioso central con otras estructuras como los órganos de los sentidos.
• En función de la dirección del flujo de la información:
  • Aferente: información sensitiva que entra al sistema nervioso central.
  • Eferente: estímulos de tipo motor que salen del sistema nervioso central.
• Según el tipo de control ejercido sobre los órganos efectores:
  • Sistema nervioso somático: el control es consciente; por ejemplo, la acción de la musculatura estriada de contracción voluntaria.
  • Sistema nervioso autónomo o vegetativo: es de control involuntario o inconsciente. A su vez engloba:
    • El sistema nervioso simpático: también llamado de lucha o huida, prepara al organismo para responder a situaciones de peligro, su estimulación provoca la activación del organismo.
    • El parasimpático: es de acción contraria al anterior; induce a un estado general de reposo (salvo a nivel digestivo).
    • El entérico: se encarga de la regulación local del sistema digestivo.

1.3 Histología del Sistema Nervioso

Las neuronas son las células encargadas de la transmisión del impulso nervioso a través de las sinapsis químicas o eléctricas. Según su funcionalidad las podemos clasificar en:

• Sensitivas o aferentes: conducen información sensitiva desde los receptores sensoriales hacia el SNC.
• Motoras o eferentes: conducen información motora desde el SNC a los órganos efectores.
• Interneuronas o neuronas integradoras: hacen sinapsis con otras neuronas.

Funciones principales de las células gliales del SNC:

• Astrocitos: dan sostén y protección a las neuronas.
• Oligodendrocitos: producen la mielina que rodea los axones.
• Ependimocitos: producción y circulación del líquido cefalorraquídeo.
• Microglía: función protectora y defensiva.

Funciones principales de las células gliales del SNP:

• Células de Schwann: forman la vaina de mielina de los axones del SNP.
• Células satélites: dan soporte a las neuronas del SNP.

Observamos que:

• La concentración de axones recubiertos de mielina en el SNC da lugar a la denominada sustancia blanca, con función fundamental en la transmisión nerviosa.
• Los cuerpos neuronales dan lugar a una sustancia grisácea, sustancia gris, cuya coloración se debe a la ausencia de mielina. En ella se lleva a cabo gran actividad sináptica.
• Los agregados de cuerpos neuronales: conjunto de cuerpos neuronales en un mismo punto.
• Los axones neuronales: los axones van formando los nervios y se agrupan con tejido conectivo/conjuntivo.

2. Sistema Nervioso Central

Encargado de procesar la información sensitiva recibida a través de los nervios craneales y espinales, y de emitir las respuestas a través de estos. Está formado por el encéfalo y la médula espinal, y por estructuras que los protegen. Encontramos: las meninges, el líquido cefalorraquídeo y dos estuches óseos: el cráneo y la columna vertebral.

2.1 Las Meninges y el Líquido Cefalorraquídeo

El SNC está recubierto por tres membranas llamadas meninges, bañadas por el líquido cefalorraquídeo.

• La piamadre: es la más interna y está separada de la aracnoides por el espacio subaracnoideo. Está muy vascularizada y se adhiere a la superficie encefálica y medular.
• La aracnoides: ocupa una posición intermedia, separándose de la duramadre por el espacio subdural.
• La duramadre: es la más externa y de naturaleza fibrosa. A nivel espinal se separa del hueso mediante el espacio epidural.

El líquido cefalorraquídeo: se forma a partir del plasma sanguíneo filtrado y modificado por células. El líquido filtrado será procesado por los ependimocitos presentes en la superficie de los plexos, lo que dará lugar al LCR, que circulará de forma continuada a través de las cavidades presentes en el interior del encéfalo y de la médula, así como del espacio subaracnoideo. No solo desempeña funciones mecánicas evitando que la médula o el encéfalo se golpeen, sino que también participa en el transporte de nutrientes a las células del tejido nervioso y en el mantenimiento de la homeostasis.

2.2 El Encéfalo

El Cerebro

• Zona periférica o corteza cerebral: formada por sustancia gris, presenta seis capas. A pesar de su complejidad es realmente fina, su superficie tiene multitud de pliegues o circunvoluciones. Las más superficiales se denominan surcos, las más profundas fisuras. La fisura longitudinal divide externamente al cerebro en dos hemisferios, uno derecho y otro izquierdo. La información sensorial o motora procesada a nivel cortical se hace consciente.
• Una zona interna: compuesta por sustancia blanca, formada por fascículos que suponen comunicación entre zonas del mismo hemisferio, entre un hemisferio y el opuesto (destacamos el cuerpo calloso, que contiene fibras que conectan el hemisferio derecho con el izquierdo). Encontramos tres formaciones de sustancia gris denominadas en su conjunto núcleos basales. En los hemisferios encontramos cinco lóbulos: frontal (participa en la planificación y ejecución de los movimientos intencionales, el control de impulsos y las emociones), parietal (integra información sensorial), occipital (procesa e integra la información visual), temporal (integra la percepción auditiva, fundamental en la memoria y el aprendizaje) y la ínsula (procesamiento de las emociones y la integración sensorial).

El Diencéfalo

Se ubica en la región central del encéfalo, entre los hemisferios cerebrales y el tronco encefálico.

• Tálamo: representa en torno al 80% del diencéfalo, formado por dos masas ovaladas de sustancia gris que se comunican entre sí. Actúa como una estación de relevo, comunica la información sensitiva hacia la corteza cerebral e interviene en el nivel de atención y alerta.
• Hipotálamo: regula el hambre y la saciedad, la sed, la temperatura corporal, el ciclo sueño-vigilia y la liberación de hormonas.
• Epitálamo: incluye la glándula pineal (produce melatonina) y participa en la respuesta emocional frente a los olores.

El Tronco del Encéfalo

Se sitúa entre la médula espinal y el diencéfalo, se diferencian el bulbo raquídeo, el puente y el mesencéfalo. Estas estructuras están formadas por:

• Sustancia blanca: compuesta por tractos sensitivos ascendentes y motores descendentes.
• Formación reticular: (mezcla de sustancia blanca y gris) se relaciona con la regulación de la vigilia y el sueño.

Principales características de cada estructura:

• Mesencéfalo o cerebro medio: coordina el movimiento de la cabeza y los ojos ante estímulos visuales y auditivos.
• La protuberancia/puente: funciona como puente que conecta diversas partes del encéfalo.
• Bulbo raquídeo: controla funciones vitales como la intensidad y frecuencia del latido cardíaco, la frecuencia respiratoria, y regula también la tos y el vómito.

El Cerebelo

Se localiza en la parte posterior e inferior del encéfalo. Formado por dos hemisferios. Presenta una estructura similar a la del cerebro, la sustancia gris se dispone de forma periférica y la sustancia blanca se localiza en posición central. Participa en la coordinación de los movimientos voluntarios, el equilibrio y la postura.

2.3 La Médula Espinal

Empieza después del bulbo raquídeo por la zona cervical. De ella surgen múltiples nervios que en su conjunto reciben el nombre de cola de caballo (últimos nervios). En cuanto a su estructura macroscópica:

• Dos prominencias o protuberancias: inervan los miembros superiores e inferiores.
• Dos surcos: dividen la médula en dos mitades.

En una sección transversal observamos:

• La sustancia blanca: ocupa la posición periférica, formada por tractos espinales que conducen información sensitiva hacia el encéfalo (aferentes) y otros que conducen información motora desde el encéfalo (eferentes).
• La sustancia gris: con disposición en "alas de mariposa", está formada por:
  • Un asta posterior: a ella llegan nervios que traen información sensitiva del resto del organismo.
  • Un asta anterior: transmite información motora.
  • Un asta lateral: relacionada con el sistema nervioso autónomo.

La médula es capaz de generar respuestas reflejas, para responder a un estímulo responde la propia médula sin que tenga que llegar la información al cerebro.

3. Sistema Nervioso Periférico

Incluye todas aquellas estructuras que se ubican fuera del sistema nervioso central; incluye los nervios craneales y los espinales.

3.1 Nervios Craneales

Son doce pares, comunican el cerebro con el resto del organismo.

1. Olfativo (I): olfato.
2. Óptico (II): vista.
3. Motor oculomotor (III): movimiento ocular.
4. Patético (IV): movimiento ocular.
5. Trigémino (V): masticación y sensibilidad facial.
6. Abducens (VI): movimientos oculares.
7. Facial (VII): expresión facial, gusto y secreción lagrimal y salival.
8. Vestibulococlear o auditivo (VIII): audición y equilibrio.
9. Glosofaríngeo (IX): gusto, deglución, salivación y habla.
10. Vago (X): tos, deglución, reflejo del vómito, regulación de vísceras.
11. Espinal (XI): gira el cuello y eleva los hombros.
12. Hipogloso (XII): movimientos de la lengua.

3.2 Nervios Espinales

Conectan el SNC con los órganos efectores y con los receptores sensitivos de todo el cuerpo. Se forman por la fusión de dos raíces nerviosas, una anterior y otra posterior. Contamos con 31 nervios espinales. En cuanto a las raíces nerviosas, están formadas por haces de axones neuronales, los axones que conforman la raíz nerviosa dorsal traen información sensitiva a la médula. La raíz nerviosa ventral o anterior lleva información motora fuera de esta hacia los tejidos.

4. Anatomía y Función del Aparato Locomotor

El aparato locomotor está formado por:

• Los huesos: estructuras rígidas, junto al cartílago constituyen el sistema esquelético. Dan forma y soporte al cuerpo, protegen órganos, participan en la hematopoyesis y en la homeostasis mineral.
• Las articulaciones: unión entre dos o más huesos. La mayoría de ellas permiten movimiento.
• Los músculos esqueléticos: se anclan a los huesos, cartílagos u otros músculos mediante tendones o aponeurosis. Su contracción permite el movimiento de las articulaciones, participa en la termogénesis y estabiliza nuestra postura.

Estos tres elementos están regulados por el sistema nervioso.

4.1 Los Huesos

Durante la infancia se produce su crecimiento a partir de las placas epifisiarias (te hacen crecer en longitud, es el trozo que marca donde estaba el cartílago). Los osteoclastos quitan el hueso viejo. Los osteocitos son las células que forman los huesos. Los osteoblastos forman hueso.

A) Estructura Ósea

• Epífisis: extremos del hueso formados por hueso esponjoso, que contiene médula ósea roja (función hematopoyética). Las zonas de su superficie están recubiertas por cartílago articular.
• Metáfisis: entre la epífisis y la diáfisis. Contiene la placa epifisiaria, en los huesos maduros esta se ha transformado en la línea epifisiaria.
• Diáfisis: tiene forma de cilindro hueco, las paredes están constituidas por tejido óseo compacto. Está recubierta por el endostio. En adultos contiene la médula ósea amarilla, rica en grasa.
• Periostio: recubre la superficie ósea por fuera.

Características del tejido óseo compacto y trabecular:

• Tejido óseo compacto: su unidad básica estructural es la osteona, formada por osteocitos. Hay un conducto central llamado conducto de Havers que contiene vasos sanguíneos en vertical y los canales de Volkmann los conectan en horizontal.
• Tejido óseo esponjoso o trabecular: las células óseas no siguen un patrón definido sino que forman redes en los que se ubica la médula ósea roja.

B) Tipos de Huesos

• Huesos largos: predominio de la longitud sobre la anchura y el grosor.
• Huesos planos: son finos.
• Huesos irregulares: los menos comunes y no se pueden clasificar en las categorías anteriores.
• Huesos cortos: longitud, anchura y grosor similares.
• Huesos sesamoideos: pequeños y redondeados, se ubican en tendones.

C) El Esqueleto

• Esqueleto axial: parte central del cuerpo, lo forman los huesos que se localizan en el eje longitudinal del cuerpo y los huesos del oído.
• Esqueleto apendicular: formado por los huesos de los miembros superiores e inferiores, conforman las cinturas pélvica y escapular.

4.2 Las Articulaciones

Según su estructura:

• Fibrosas: no existe espacio entre los huesos, se unen mediante tejido conjuntivo.
  • Suturas: únicamente en los huesos del cráneo.
  • Sindesmosis: el grosor del tejido es mayor y permite un leve movimiento.
• Cartilaginosas: huesos unidos por cartílago:
  • Sincondrosis: el cartílago es de tipo hialino, no permite movimiento.
  • Sínfisis: el tejido es fibrocartílago, permite un ligero movimiento.
• Sinoviales: entre los huesos existe un espacio o cavidad sinovial.

Según su movilidad:

• Sinartrosis: no permite movimiento, puede ser de tipo fibroso o cartilaginoso.
• Anfiartrosis: la movilidad es escasa.
• Diartrosis: gran amplitud de movimientos.

A) Estructura de una Articulación Sinovial

A partir del periostio se extiende una lámina que envuelve los extremos óseos manteniéndolos unidos, es la cápsula articular.

• Ligamentos: estructuras de tejido conjuntivo que aportan estabilidad a la articulación, pueden ser internos o externos.
• Los meniscos: son estructuras de tejido fibrocartilaginoso.
• Cartílago articular: favorece el movimiento fluido, amortigua impactos y ayuda a distribuir las presiones.
• Bursas: pequeñas bolsas rellenas de líquido sinovial que reducen la fricción entre los huesos, tendones y músculos.
• Cavidad articular: su superficie interna está recubierta por la membrana sinovial, que secreta el líquido sinovial encargado de nutrir y lubricar al cartílago articular, además de amortiguar impactos.

4.3 La Musculatura Esquelética

Los músculos están compuestos por células que se agrupan formando fascículos. Estas estructuras están recubiertas por tejido conjuntivo, así cada fibra muscular está envuelta por el endomisio; cada haz de fibras que conforman un fascículo, por el perimisio, y el músculo en su conjunto por el epimisio. Las fibras musculares tienen actina y miosina, proteínas que permiten el acortamiento del músculo. El conjunto entre la membrana de la neurona motora y la fibra muscular se llama unión neuromuscular.

Tipos de Músculos

El cuerpo humano tiene más de 600 músculos.

Clasificación según su acción:

• Agonista: músculo cuya contracción provoca la acción principal en un movimiento.
• Antagonista: su contracción ejerce la acción contraria al agonista y debe relajarse para permitir el movimiento.
• Sinergista: ayudan al agonista a realizar el movimiento.
• Fijadores: estabilizan las articulaciones para que el movimiento sea preciso.

Clasificación según el movimiento:

• Flexores: reducen el ángulo entre los huesos que forman la articulación.
• Extensores: aumentan el ángulo existente entre los huesos.
• Abductores: separan un miembro de la línea media del cuerpo.
• Aductores: acercan un miembro a la línea media del cuerpo.
• Rotadores: hacen girar un hueso sobre su eje.
• Supinadores: hacen que la mano rote y la palma se ubique mirando hacia arriba.
• Pronadores: hacen que la mano rote y la palma se ubique mirando hacia atrás o hacia abajo.

5. Fisiopatología del Sistema Nervioso

Podemos destacar particularidades que influyen en las repercusiones que las distintas patologías pueden tener en el sistema nervioso:

• Contiene áreas específicas encargadas de regular funciones concretas, lo cual lo hace más sensible a lesiones focales.
• La médula y el encéfalo se ubican en el interior de estuches óseos; esto les confiere protección pero limita su capacidad de expandirse sin sufrir compresión.
• El sistema nervioso central es especialmente sensible a la hipoxia.

5.1 Enfermedades Inflamatorias/Infecciosas

• Meningitis: inflamación de las meninges, puede comprimir el cerebro.
• Encefalitis: inflamación del parénquima cerebral.
• Mielitis: inflamación de la médula espinal.
• Neuritis: inflamación de los nervios.
• Abscesos: acumulación de material purulento en el tejido nervioso.

Síntomas: es frecuente la presencia de fiebre, en las meningitis también es típico observar rigidez cervical y cefalea, mientras que las neuritis se asocian con entumecimiento, dolor y debilidad muscular.

5.2 Enfermedades Cerebrovasculares

Reciben el nombre de ictus.

• Procesos isquémicos: disminución de riego sanguíneo a una zona cerebral que conduce a necrosis. Causas: oclusión de la luz del vaso sanguíneo por la formación de una placa de ateroma, un trombo o por un émbolo.
• Procesos hemorrágicos: se deben a la rotura de un vaso sanguíneo. Causas: hipertensión, traumatismos, malformaciones vasculares.

Se nombran en función de la localización. Hemorragia subaracnoidea cuando se ubica entre las aracnoides. Intraparenquimatosa cuando se acumula en el parénquima cerebral.

5.3 Defectos del Tubo Neural

El tubo neural es la estructura embrionaria a partir de la cual se forman el encéfalo, la médula espinal y sus envolturas. Las malformaciones más frecuentes se producen por alteraciones en su formación o en su proceso de cierre. Por esta última causa se produce la espina bífida que puede cursar de forma asintomática en el caso de la espina bífida oculta o con alteraciones graves, como ocurre en el mielomeningocele que se produce por una protrusión del tejido nervioso a través de una abertura en la columna. Uno de los principales factores de riesgo es el déficit de ácido fólico durante la gestación.

5.4 Enfermedades Degenerativas

Enfermedades muy heterogéneas que presentan como nexo común la destrucción de grupos neuronales. Destacamos:

• Alzheimer: se debe a la lesión de las neuronas de la corteza cerebral por el depósito de una proteína de naturaleza amiloide. Afecta al razonamiento, la memoria y el lenguaje, de manera leve en un primer momento pero avanza de forma inexorable hasta resultar incapacitante. Existe un componente genético pero también intervienen factores como el estilo de vida.
• Parkinson: alteración en la función motora. Incluye: lentitud de movimientos voluntarios, temblor, rigidez y postura encorvada. Aparecen como consecuencia de la pérdida de neuronas dopaminérgicas.

5.5 Enfermedades Desmielinizantes

Esclerosis múltiple: consecuencia de un ataque inmunomediado a la mielina que recubre los axones de las neuronas en la sustancia blanca.

Síntomas: episodios de déficit neurológico sensorial o motor que se alternan con otros de mejoría o estabilidad clínica.

5.6 Patología Neoplásica

Pueden ser primarios o secundarios. Los tumores de naturaleza benigna pueden ocasionar problemas graves, ya que provocarán la compresión de los tejidos circundantes. Sus repercusiones pueden ser fatales si se ubica en el bulbo raquídeo.

6. Fisiopatología del Aparato Locomotor

6.1 Principales Patologías Óseas y Articulares

A) Enfermedades de Causa Genética

• Acondroplasia: principal causa del enanismo. Se debe a una alteración cromosómica como consecuencia de una mutación "de novo". Se caracteriza por la presencia de cartílago desorganizado en las placas de crecimiento, conlleva un bloqueo en el desarrollo óseo que afecta principalmente a los huesos largos, mientras que la columna, cabeza, pies y manos tienen crecimiento normal.
• Osteogénesis imperfecta: fallo en el desarrollo normal del colágeno que altera la formación de los tejidos que lo contienen. Se caracteriza por la presencia de múltiples fracturas óseas. Es la enfermedad de los huesos de cristal.

B) Enfermedades de Origen Metabólico

• Osteoporosis: disminución de la densidad ósea caracterizada por el adelgazamiento del hueso y la disminución del grosor. Da lugar a un tejido óseo más poroso y frágil, favoreciendo las fracturas. Se produce por un desequilibrio entre la acción de los osteoblastos y los osteoclastos a favor de estos últimos. Pueden intervenir factores como la menopausia y la edad avanzada.
• Raquitismo y osteomalacia: se deben a una deficiencia de vitamina D, calcio o fósforo que provoca una mineralización defectuosa.
  • Raquitismo: durante la etapa de crecimiento, caracterizado por huesos más blandos, produciendo hipertrofia de los cartílagos de crecimiento.
  • Osteomalacia: en la edad adulta. El crecimiento óseo se ha culminado con éxito pero se verá afectada la remodelación ósea, lo que conlleva a la presencia de huesos más débiles.
• Gota: depósito de cristales de urato en las articulaciones, causando inflamación y dolor.

C) Enfermedades de Tipo Infeccioso e Inflamatorio

• Osteomielitis: inflamación ósea de causa infecciosa. Los causantes suelen ser bacterias que llegan al hueso a través de la circulación sanguínea.
• Artritis: inflamación de las articulaciones. La articulación aparece inflamada y dolorosa, y puede verse reducida su capacidad de funcionamiento.

D) Enfermedades Degenerativas e Inmunomediadas

• Artrosis: produce dolor y limita el movimiento, puede llegar a producir incapacidad física. Su característica principal es la degeneración del cartílago articular.
• Artritis reumatoide: enfermedad autoinmune que afecta a las articulaciones, cursa con sinovitis que dará lugar a la destrucción del cartílago.

E) Hernia de Disco

Con el paso de los años van apareciendo fisuras en el anillo fibroso del disco intervertebral y el núcleo pulposo se va deshidratando, aumentando su consistencia. Esto facilita que parte o la totalidad del núcleo protruya o salga a través del anillo y puede comprimir alguna raíz nerviosa.

F) Enfermedades Neoplásicas

• Osteoma: es el tumor primario del hueso más frecuente, benigno, tiene preferencia por los huesos largos, se da en personas de entre 10 y 20 años, se puede extirpar y generalmente no vuelve a aparecer.
• Osteosarcoma: tumor primario, de comportamiento maligno y tiene un carácter agresivo. Su localización preferente es el extremo distal del fémur, entre los 10 y 25 años.

6.2 Principales Patologías del Tejido Muscular

• Atrofia muscular: mecanismo de adaptación celular que se acompaña de la reducción del volumen del músculo, como consecuencia de la falta de uso de dicho músculo, de forma secundaria a una lesión nerviosa que producirá una atrofia por denervación.
• Miastenia gravis: enfermedad autoinmune que afecta a la transmisión del impulso eléctrico desde el nervio hasta el músculo. El cuadro clínico comienza a manifestarse en forma de debilidad y fatiga muscular, puede afectar a los músculos que intervienen en la respiración.
• Miopatías inflamatorias: producen cuadros de debilidad muscular y un componente inflamatorio. Destacamos: la polimiositis y la dermatomiositis. Su etiología no se conoce con exactitud, pero se cree que tienen una base autoinmune.
• Fibromialgia: afecta más a mujeres. Etiología desconocida, cursa de forma crónica con dolor muscular y fatiga, con un importante componente psicológico. Su diagnóstico es por descarte.
• Patología neoplásica: el tejido muscular puede verse afectado por neoplasias benignas o malignas, el nombre vendrá determinado por el tipo de tejido muscular afectado.