Reflejo rotuliano o patelar: qué es, cómo se produce, fisiolofía, ausencia
¿Qué es el reflejo rotuliano?
El reflejo rotuliano o patelar consiste en la contracción involuntaria del músculo cuádriceps femoral, y por ende la extensión de la pierna, como respuesta ante un estímulo que consiste en el estiramiento de dicho músculo mediante un golpe aplicado a su tendón por debajo de la rótula.
El tendón es un tejido relativamente rígido y el golpe no lo estira, pero sufre una deformación que consiste en una depresión o hundimiento que transmite tracción a los tejidos más elásticos que conforman el músculo, los cuales sufren un brusco y breve estiramiento.
Entre los elementos estirados se encuentran unos receptores sensoriales que reaccionan frente a este estímulo físico y envían una señal nerviosa hacia la médula, en la cual se establece una conexión directa con las motoneuronas que inervan al cuádriceps, las cuales al activarse producen la contracción de dicho músculo.
En este video se puede apreciar este reflejo:
Y aquí cómo llega el impulso nervioso hasta la médula espinal:
El arco reflejo
La organización de los elementos implicados en esta asociación estímulo-respuesta obedece al concepto de arco reflejo, que es la unidad anátomo-funcional del sistema nervioso.
Está constituido por receptores que detectan estímulos o variaciones energéticas, una vía sensorial aferente, un centro nervioso integrador, una vía eferente y un efector que emite una respuesta final.
La denominación aferente o eferente para las vías nerviosas se relacionan con el sentido del flujo de la excitación que transmiten. Si esta se dirige al sistema nervioso central, se dice entonces que la vía nerviosa es aferente. Si la excitación se dirige hacia la periferia, alejándose del sistema nervioso central, entonces la vía es eferente.
De acuerdo con el número de sinapsis que se establecen una después de otra en el centro integrador medular desde que ingresa la fibra aferente hasta que sale la información por la vía eferente, los reflejos pueden ser monosinápticos, bisinápticos y polisinápticos.
En el curso del examen físico el médico examina algunos reflejos básicos entre los que se incluye el reflejo patelar. Al aplicar el estímulo adecuado el examinador observa si existe o no respuesta ante el estímulo y el grado de la misma. Si ocurre la respuesta adecuada el médico está seguro que todos los componentes del arco reflejo están intactos y sanos.
¿Cómo se produce el reflejo rotuliano?
Cuando se quiere poner de manifiesto el reflejo rotuliano o patelar la persona que va a ser examinada se sienta en una camilla con las piernas colgando y flexionadas sobre el borde de la camilla. Los pies no deben tocar el piso, es decir, no deben estar apoyados sino libres de forma que el miembro inferior esté relajado y permita el libre movimiento pendular.
El examinador toma un martillo de reflejos, palpa el tendón del cuádriceps y justo debajo de la rótula aplica un golpe seco mientras distrae al paciente con alguna conversación. Como resultado de este estímulo el tendón es estirado por la deformación infligida por el golpe y este estiramiento es transmitido también al músculo.
Dentro del músculo existen unos receptores de estiramiento denominados husos neuromusculares que están conectados a una fibra aferente. Al ser estimulados los husos por el estiramiento generado por el golpe sobre el tendón, la fibra aferente se estimula y lleva la información a la médula espinal.
La médula espinal es el centro integrador y allí la fibra aferente hace sinapsis directa con la neurona eferente, que es una motoneurona alfa de transmisión rápida que inerva al cuádriceps y estimula al músculo que en consecuencia se contrae.
Esta contracción no puede ser inhibida voluntariamente es una contracción automática e involuntaria. El reflejo es monosináptico es un reflejo miotático y recibe el nombre de reflejo osteotendinoso o propioceptivo, es un reflejo de estiramiento.
Fisiología
Primero se describirá cada uno de los componentes del arco reflejo rotuliano para luego explicar su función fisiológica.
Huso neuromuscular
El huso neuromuscular es un receptor de estiramiento del músculo esquelético. Está compuesto, en promedio, por unas 10 fibras musculares (células) especializadas y empaquetadas en una cápsula de tejido conjuntivo. Se encuentran en una disposición paralela a las fibras contráctiles del músculo.
Las fibras del huso se denominan fibras intrafusales para distinguirlas de las fibras contráctiles que se encuentran fuera del huso y alrededor de éste que se denominan fibras extrafusales. Las fibras intrafusales de los husos neuromusculares de los mamíferos son de dos tipos: fibras en saco nuclear y fibras en cadena nuclear.
Las fibras en saco nuclear tienen una región dilatada a manera de bolsa llena de núcleos. Las fibras en cadena nuclear son más delgadas, no tienen bolsas y sus núcleos se encuentran dispuestos en fila dentro de la fibra.
Existen unas cuatro fibras en cadena nuclear y unas dos en bolsa nuclear por cada huso. Las fibras en cadena nuclear se unen en cada extremo a las fibras en bolsa nuclear. Las porciones centrales de ambos tipos de fibras no son contráctiles mientras que sus porciones distales si lo son.
Los husos tienen una terminación sensitiva llamada primaria o anuloespiral y una secundaria arborescente. Las terminaciones primarias son fibras nerviosas “Ia” de conducción rápida que se dividen en dos ramas al entrar al huso. Una rama se enrolla a manera de espiral alrededor del saco o bolsa nuclear y la otra alrededor de la cadena nuclear.
Las terminaciones secundarias son fibras sensitivas tipo “II” de conducción más lenta. Las porciones contráctiles del huso tienen su propia inervación motora a través de unas fibras motoras eferentes γ o “fibras motoras pequeñas” éstas inervan ambos tipos de fibras intrafusales.
Conexiones centrales de las fibras aferentes
Las fibras aferentes sensitivas son axones pertenecientes a unas neuronas bipolares cuyos núcleos se encuentran en los ganglios de la raíz dorsal de la médula espinal. Estos axones entran a la médula por las raíces posteriores.
Experimentalmente se puede probar que este reflejo es monosináptico. Así las fibras sensitivas se conectan directamente con las neuronas motoras, en las raíces anteriores de la médula espinal, cuyos axones inervan a las fibras extrafusales.
Esto se hace midiendo el tiempo de reacción del reflejo y restándole los tiempos de conducción aferentes y eferentes, que se calculan en función de la velocidad conocida de transmisión de las fibras involucradas y de la distancia recorrida entre la médula y músculo.
La diferencia entre estos dos tiempos corresponde al retardo sináptico, es decir, el tiempo que tarda la actividad eléctrica en recorrer la médula. Como ya se conoce el tiempo mínimo de retardo de una sinapsis, si esos tiempos coinciden quiere decir que hubo un solo contacto sináptico.
Si estos tiempos son mayores, quiere decir que hubo más de una sinapsis y así se puede calcular el número de contactos sinápticos para cada reflejo.
Médula espinal y vías eferentes
La médula espinal es una estructura muy ordenada, sus astas posteriores reciben los axones de las neuronas sensitivas y por ello se dice que las astas posteriores son sensitivas. Las astas anteriores contienen los cuerpos de las neuronas motoras que van a inervar a la mayor parte de los músculos esqueléticos.
Estas neuronas se llaman motoneuronas alfa y sus axones salen por las astas anteriores de la médula. Se unen o empaquetan para formar los diferentes nervios que inervan a las fibras extrafusales de los músculos correspondientes.
En estas astas anteriores también se encuentran las motoneuronas γ, que envían sus axones para inervar las porciones contráctiles de los husos.
Función refleja
Cuando el tendón del cuádriceps femoral se deforma, el músculo cuádriceps femoral al que pertenece dicho tendón se estira. Como los husos están dispuestos en paralelo con las fibras extrafusales, al estirarse estas fibras los husos también se distienden.
La distensión del huso neuromuscular deforma las terminaciones anuloespirales o primarias del huso, lo cual genera un potencial de receptor que termina produciendo una descarga de potenciales de acción en la fibra aferente.
La frecuencia de potenciales de acción generada en la fibra aferente es proporcional al grado de estiramiento de la terminación primaria del huso. Estos potenciales de acción terminan promoviendo la liberación de un neurotransmisor en los terminales sinápticos sobre el cuerpo de la motoneurona alfa.
Este neurotransmisor es estimulador. Por lo tanto, la motoneurona alfa se excita y descarga potenciales de acción a través de su axón, que termina activando a las fibras extrafusales y provocando la contracción del músculo que sufrió el estiramiento.
La contracción del músculo estirado produce un acortamiento de las fibras extrafusales y también una reducción de la distensión de las fibras intrafusales, con lo cual cesa su estiramiento y el estímulo disparador del reflejo desaparece.
Función durante el movimiento voluntario
Durante la contracción muscular voluntaria los husos neuromusculares permiten que el sistema nervioso central se mantenga informado acerca de la longitud del músculo en el curso de la contracción. Para ello se contraen los extremos de las fibras intrafusales, estimuladas por las motoneuronas γ.
Esto mantiene estirado al huso a pesar de que las fibras extrafusales se encuentren contraídas y de menor longitud. De esta manera se mantiene la sensibilidad del huso y se refuerza la actividad contráctil.
La actividad de las motoneuronas γ es controlada a su vez por vías descendentes que provienen de diferentes áreas cerebrales. Esto permite regular la sensibilidad de los husos neuromusculares y del umbral de los reflejos de estiramiento.
Tono muscular
Otra función del sistema de las motoneuronas gamma a través de los husos neuromusculares es mantener el tono. El tono muscular es una contracción suave y sostenida o permanente que se puede definir como una resistencia al estiramiento.
Si se corta el nervio motor de un músculo, este se vuelve flácido sin tono, ya que no se puede completar el circuito reflejo.
Ausencia del reflejo rotuliano (posibles causas)
La ausencia de reflejo rotuliano implica una lesión en alguno de los componentes anatómicos del arco reflejo rotuliano. Las lesiones pueden ubicarse en los aferentes sensitivos, en la médula o en las vías motoras eferentes.
Las lesiones de los nervios espinales o de los cuerpos de las motoneuronas espinales o neuronas motoras inferiores entre los segmentos lumbares L II y L IV (como por ejemplo en la poliomielitis) produce una abolición del reflejo rotuliano y una parálisis flácida.
La característica es la abolición de los reflejos de estiramiento, la pérdida del tono muscular y la atrofia de los músculos afectados, en este caso el cuádriceps femoral entre otros.
En cambio, la lesión de las motoneuronas superiores o de las vías motoras descendentes causa una parálisis espástica, caracterizada por un incremento del tono muscular, la exacerbación de los reflejos de estiramiento y otros signos de hiperactividad de las motoneuronas inferiores.