Motoneurona

Summary

El término motoneurona o neurona motora[1]​ hace referencia, en vertebrados, a la neurona del sistema nervioso periférico que proyecta su axón hacia una fibra muscular o una glándula. Las neuronas motoras son, de acuerdo a la dirección de sus axones en relación a la médula espinal, neuronas eferentes.
Las neuronas motoras se pueden clasificar según su posición en el sistema nervioso en dos tipos: las neuronas superiores que transmiten mensajes desde la corteza motora y las neuronas inferiores que se encuentran en el tronco cerebral y la médula espinal.
La patología degenerativa de las neuronas motoras de la corteza motora, de las neuronas del tallo cerebral y de las neuronas del asta anterior de la médula espinal, llevan a la aparición de las enfermedades motoras, que producen atrofia progresiva de los músculos como la Enfermedad de la motoneurona y la Atrofia muscular espinal.

Motoneurona
Nombre y clasificación
Sinónimos
Neurona motora,
MN alfa,
MN beta,
MN gamma
TA A14.2.00.021
Información anatómica
Estudiado (a) por Neurología, Fisiología
Sistema Sistema Nervioso
Información fisiológica
Función Motora
Tipo de nervio Eferente
Estructuras principales
Cerebro,
Tallo encefálico,
Médula espinal
A la derecha se observa una sección de médula espinal. De los haces que emergen a su izquierda, el ventral (inferior) posee motoneuronas que inervan fibras musculares (abajo).

Historia

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En 1904 Sherrington introdujo los términos «neurona motora» y «vía común final». Común implica que todas las órdenes motoras convergen en la motoneurona, que luego integra la información entrante y transmite la información «neta» (final) al músculo para su contracción.[2][3][4]

Embriología

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Durante el desarrollo, las MN espinales emergen de células progenitoras, ubicadas en la porción medial del tubo neural ventral. A medida que el embrión se desarrolla, las MN espinales se diferencian para formar grupos anatómicos compactos denominados pools, que se conectan a un objetivo muscular único. Los pools de MN espinales no son homogéneos y comprenden subtipos según las fibras musculares que inervan. Los mecanismos de tiempo y gradientes moleculares conducen a la formación de columnas motoras definidas anatómicamente.[5]

Características

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Las neuronas motoras o motoneuronas (MN) que controlan diferentes músculos, se encuentran en diferentes núcleos motores a lo largo de la médula espinal y en el tronco encefálico. Cada neurona motora envía su axón a un músculo e inerva un número limitado de fibras musculares. Una neurona motora con sus fibras musculares se denomina unidad motora.[6][7]
Las neuronas motoras son activadas por interneuronas de diferentes programas motores o centros reflejos y por vías descendentes del prosencéfalo y del tronco encefálico.

Las neuronas MN extienden sus axones fuera del sistema nervioso (eferentes), agrupados bajo la forma de «fibras nerviosas» (nervios). El adjetivo eferente denota que el flujo de información se produce de manera centrífuga, desde el cuerpo de la neurona del sistema nervioso hacia la periferia (a células musculares o células secretoras).[5]

Las neuronas eferentes motoras se pueden clasificar para su estudio, según sus características:

  • Ubicación o topografía según la ubicación del soma de la neurona en:
    • superiores
    • inferiores
  • Inervación o según el efector al que están destinadas las fibras axonales en:
    • somáticas
    • viscerales
Núcleos motores.

Visceral (en verde);
Somático (en naranja)

Según el tejido que inervan, las motoneuronas se clasifican en tres categorías;

De esta clasificación deriva otra que indica que las motoneuronas de músculo esquelético y musculatura branquial son monosinápticas (requieren de sólo una motoneurona, somática o branquial, que hace sinapsis sobre el músculo); mientras que las viscerales son polisinápticas, pues involucran a una segunda neurona en el ganglio nervioso (esta segunda neurona es la que hace sinapsis en el órgano diana).

Rama
Ubicación
Neurotransmisor
Somática n/a Acetilcolina
Parasimpática Preganglionar Acetilcolina
Ganglionar Acetilcolina
Simpática Preganglionar Acetilcolina
Ganglionar Norepinefrina
*Excepto fibras que inervan glándulas sudoríparas y algunos vasos sanguíneos.
Neurotransmisores de motoneuronas

Todas las motoneuronas de vertebrados son colinérgicas (es decir, emplean acetilcolina como neurotransmisor). Las neuronas ganglionares parasimpáticas también son colinérgicas, mientras que la mayoría de neuronas ganglionares simpáticas son noradrenérgicas (esto es, emplean norepinefrina, también llamada noradrenalina). Véase la tabla para más detalle.

Anatomía

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Microaquitectura

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Con el microscopio óptico se han determinado las características de las MN:

 
Motoneuronas gamma (izquierda) y alfa (derecha).
  • Gran tamaño
  • Forma poligonal
  • Un nucleolo prominente
  • Una maquinaria de síntesis de proteínas muy desarrollada.[8]

Función

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Las neuronas motoras (NM) se pueden clasificar para su estudio en dos tipos: las neuronas superiores que transmiten mensajes desde la corteza motora hacia las neuronas inferiores que se encuentran en el tronco cerebral y la médula espinal.[9]

Primera motoneurona o motoneurona superior

Se encuentran en la corteza cerebral y emiten terminaciones nerviosas que forman la llamada vía piramidal que conecta con la médula espinal.

Segunda motoneurona o motoneurona inferior
 
Vista transversal de la médula espinal dorsal (torácica). Anatomía de Grey, (1918).

Están situadas en el asta anterior de la médula espinal y emiten terminaciones nerviosas que llegan directamente a los músculos del organismo y provocan su contracción voluntaria.


Motoneuronas somáticas

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Fibras eferentes en rojo, 11: raíz anterior generadas en el 1: cuerno anterior. Corte transversal de médula espinal.

El adjetivo «eferente» fibras eferentes somáticas generales denota que el flujo de información se da de forma centrífuga desde el sistema nervioso central hacia el sistema nervioso periférico.

Las motoneuronas somáticas se clasifican para su estudio en tres tipos, «neuronas eferentes alfa (α)», «neuronas eferentes gamma (γ)» y «neuronas eferentes beta (β).

Gamma MN= motoneuronas gamma. Alpha MN= motoneuronas alfa. Beta MN= motoneuronas beta
MS= huso neuro-muscular. OC= cápsula externa.
IF= fibras intrafusales. CH= cadena nuclear.

Motoneuronas alfa

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Motoneuronas gamma (izquierda) y alfa (derecha).
 
Motoneuronas alfa. Tipos según su característica: FF, FFR, SFR.

Las motoneuronas alfa (α) MNA inervan las fibras musculares extrafusales (denominadas en muchos casos simplemente fibras musculares), localizadas en los músculos. Su pericarion se encuentra en el asta ventral de la médula espinal, y por esta razón a veces se las denomina «células del asta ventral». Intervienen en la contracción voluntaria del músculo esquelético y en el mantenimiento del tono muscular.

Las motoneuronas gamma y alfa pueden distinguirse molecularmente y esta distinción se basa en perfiles complementarios de expresión de proteínas de unión al ADN.[10]

Motoneuronas beta

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Las motoneuronas beta (β) MNB son más pequeñas y menos abundantes que otros subtipos de MN somáticas. Como resultado, las MN beta están pobremente caracterizadas. Inervan fibras musculares tanto intrafusales como extrafusales

Motoneuronas gamma

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Las motoneuronas gamma (γ) MNG inervan las fibras musculares intrafusales, que se encuentran en el Huso neuromuscular. Intervienen en la detección del cambio de longitud del músculo. Pequeñas y multipolares, los axones de muchas de ellas pasan a las raíces anteriores de los nervios espinales, inervan las fibras musculares intrafusales de los husos neuromusculares. Controlan el tono muscular.[5]

Placa motora

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La interfaz existente entre una motoneurona (NM) y una fibra muscular es una sinapsis especializada denominada placa motora o unión neuromuscular. La transmisión del impulso nervioso por parte de la motoneurona conduce a la liberación de neurotransmisores a la membrana postsináptica de la célula muscular, que contiene receptores que reconocen esta señal y desencadenan una respuesta específica.

En invertebrados, dependiendo del neurotransmisor emitido y del receptor presente, la respuesta puede ser tanto la inhibición como la excitación de la fibra muscular. En vertebrados, en cambio, la respuesta siempre es excitatoria. La relajación muscular sólo se produce en vertebrados mediante inhibición de la motoneurona; por esta razón, los relajantes musculares actúan a nivel de las motoneuronas disminuyendo su actividad electrofisiológica o colinérgica, sin que exista una actividad directa sobre los músculos.

Las sinapsis asociadas a actividad excitatoria contienen receptores de glutamato, AMPA, kainato y NMDA. Las sinapsis inhibitorias, GABA y glicina. Además de estos receptores ionotrópicos, las motoneuronas poseen receptores metabotropos activados por glutamato, norepinefrina, serotonina y acetilcolina.

Cuando la función de estas células está alterada, se producen diferentes enfermedades que se llaman en conjunto enfermedad de la motoneurona.

Patología

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Debido a la degeneración de las neurona piramidal de Betz en la corteza motora, de las neuronas del tallo cerebral y de las neuronas del asta anterior en la médula espinal inducen la aparición de enfermedades motoras que producen atrofia progresiva de los músculos.[9]

Cuando se dañan estas neuronas, se presentan diferentes enfermedades motoras “raras” como: la esclerosis lateral amiotrófica, la esclerosis lateral primaria, la atrofia muscular espinal, síndrome de Guillain-Barré, la atrofia muscular espinal-bulbar y el síndrome pospoliomielítico.

Véase también

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Referencias

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  1. OMS,OPS,BIREME (ed.). «Neuronas Motoras». Descriptores en Ciencias de la Salud. Biblioteca Virtual en Salud. 
  2. Piotrkiewicz, Maria; Bawa, Parveen; Schmied, Annie (2015). «Mechanisms underlying firing in healthy and sick human motoneurons». Frontiers in Human Neuroscience (Front Hum Neurosci.) (REVISIÓN) (Frontiers (editorial)) 9: 174. doi:10.3389/fnhum.2015.00174. Consultado el 11 de marzo de 2025. 
  3. «Charles Scott Sherrington». Historia de la Medicina. 
  4. Blanco, Carlos (2014). «Sir Charles Sherrington y la naturaleza de lo mental». Contrastes XIX (2): 207-227. 
  5. a b c Stifani, Nicolas (2014). «Motor neurons and the generation of spinal motor neuron diversity». Frontiers in Cell Neuroscience (REVISIÓN) (Frontiers (editorial)) 8: 293. PMC 4191298. PMID 25346659. doi:10.3389/fncel.2014.00293. Consultado el 27 de febrero de 2025. 
  6. Megías M.; Molist P.; Pombal M.A. «Neurona. Tipos.». Atlas de Histología vegetal y animal. 
  7. Sten Grillner (2013). «Fundamentos de los sistemas motores». Neurociencia fundamental (cuarta edición). 
  8. Rianchoa, J.; Gonzalo, I.; Ruiz-Soto, M.; Berciano, J. (2019). «¿Por qué degeneran las motoneuronas? Actualización en la patogenia de la esclerosis lateral amiotrófica». Neurología (REVISIÓN) 34 (1): 27-37. Consultado el 10 de marzo de 2025. 
  9. a b Laureani Fierro Á.J.; Lara Aparicio S.Y.; Morgado-Valle C.; Beltrán-Parrazal L.; García L.I.; Hernández M.E.; Manzo J.; Pérez César A. (2022). «Trastornos de las neuronas motoras: causas, síntomas, factores de riesgo, diagnósticos y tratamientos» (PDF). Revista eNeurobiología (REVISIÓN) (Universidad Veracruzana) 13 (31): 260222. Consultado el 1 de julio de 2024.  
  10. Friese, Andreas; Kaltschmidt, Julia A; Ladle, David R.; Sigrist, Markus; Jessell, Thomas M.; Arber, Silvia (2009 Jul 27). «Gamma and alpha motor neurons distinguished by expression of transcription factor Err3». Proc Natl Acad Sci USA 106 (32): 13588-13593. doi:10.1073/pnas.0906809106. Consultado el 12 de marca de 2025. 

Bibliografía

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  • Sherwood, L. (2001). Human Physiology: From Cells to Systems (4.a edición). California: Brooks/Cole. 
  • Marieb, E. N.; Mallatt, J. (1997). Human Anatomy (2.a edición). California: Benjamin/Cummings. 
  • Randall D.; Burggren W.; French K. (1998). Eckert Fisiología animal (4ª edición). ISBN 84-486-0200-5. 
  •   Datos: Q1133903
  •   Multimedia: Motor neurons / Q1133903