Anormalidades de la unidad motora después de la sensibilización inducida experimentalmente

La sensibilización central describe un estado de hiperexcitabilidad neuronal en el sistema nervioso central que puede ocurrir debido al mal funcionamiento de los circuitos inhibidores y facilitadores del dolor espinal y supraespinal que resulta en la amplificación de las respuestas somatosensoriales. Más allá de los cambios somatosensoriales, la alteración de la función motora también puede estar presente con dolor y puede ser un reflejo del deterioro de la función neuromuscular. Una entrada aferente normal y un circuito de procesamiento central normal son esenciales para proporcionar una salida eferente normal. Sin embargo, la influencia de los cambios que ocurren dentro del asta dorsal sobre el asta ventral sigue estando mal definida en gran medida.

La evaluación de la unidad motora es crucial para evaluar enfermedades y anormalidades dentro del asta ventral. La actividad del asta ventral, donde residen las células del asta anterior, es muy importante para la activación de la unidad motora. La EMG de superficie (sEMG) y la EMG intramuscular (iEMG) se pueden utilizar para evaluar el impulso neural de los músculos mediante el registro de unidades motoras para comprender los efectos de la sensibilización central en el control motor y el asta ventral. Según el principio de tamaño de Henneman, las unidades motoras deben reclutarse en el mismo orden, y las unidades más pequeñas deben reclutarse primero. Este principio presenta una oportunidad para investigar si la sensibilización central crea anomalías a nivel de la unidad motora.

Previamente, se ha inducido la sensibilización central en sujetos sanos para examinar sus efectos neurofisiológicos a través de la capsaicina. La capsaicina, un extracto de pimiento picante, se puede utilizar para inducir de forma eficaz estados transitorios experimentales de sensibilización central. La presencia de respuestas sensoriales expandidas y la participación del sistema nociceptivo espinal posterior a la capsaicina se han probado en gran medida mediante métodos de prueba sensorial cuantitativa y electromiografía (EMG).

A pesar de la utilidad de la capsaicina experimental para comprender mejor las anomalías sensoriales, su impacto en la función motora y el reclutamiento de unidades motoras están menos estudiados. La evidencia sugiere que la entrada nociceptiva de la capsaicina periférica ejerce un efecto inhibitorio central sobre la función motora. Se midió una disminución en la amplitud cuadrática media (RMS) durante el ejercicio en el momento de la sensibilización máxima mediante EMG de aguja. Sin embargo, el efecto que tiene la sensibilización inducida por capsaicina en las unidades motoras individuales o en sus patrones de reclutamiento no se ha examinado previamente.

El propósito de este estudio fue determinar si la sensibilización inducida por capsaicina tópica tiene alguna influencia sobre la actividad del asta ventral. Presumimos que la capsaicina induce un cambio en la actividad de la unidad motora individual, así como el patrón de reclutamiento de muchas unidades motoras, y puede afectar la actividad de la unidad motora en diferentes niveles segmentarios desde el nivel de aplicación de la capsaicina.

Participantes:

Veintitrés participantes sanos, con edades entre 20 y 70 años, sin traumatismo directo en la región cervicotorácica en los últimos 30 días, sin antecedentes médicos de trastornos inflamatorios como la artritis reumatoide, sin trastornos neurodegenerativos como la enfermedad de Parkinson ni enfermedades de las neuronas motoras como la esclerosis lateral amiotrófica u otro trastorno neuromuscular fueron reclutados para este estudio. Además, los sujetos incluidos tenían un índice de masa corporal normal (18,5 - 24,9) y tenían una escala analógica visual (VAS) del dolor por debajo de 3, lo que indica una intensidad del dolor baja. Dado que la prevalencia del dolor de cuello en la población general es alta, el dolor o las molestias leves no están necesariamente relacionados con una anomalía del músculo subyacente. Los participantes tenían que ser capaces de comunicarse en inglés. Los participantes fueron excluidos si tenían dolor persistente durante más de 3 meses.

Protocolo experimental:

Se realizó una selección inicial para evaluar la elegibilidad en el estudio. Cada participante se sentó erguido con las manos cómodamente en el regazo y se le pidió que relajara los músculos del cuello y los hombros. El miembro médico del equipo de investigación luego evaluó la intensidad del dolor de los pacientes mediante una escala analógica visual (VAS). VAS varía de 0 a 100 mm, donde 0 mm no refleja ningún dolor y 100 mm representa el peor dolor imaginable. Posteriormente, se realizó cepillado de alodinia, técnica clínica utilizada para identificar el dolor debido a un estímulo que normalmente no provoca dolor, para confirmar la presencia de sensibilización central. Para trazar los límites de la alodinia secundaria, se instruyó a los sujetos para que reconocieran una alteración distinta en la percepción de la sensación, como un aumento del ardor, pinchazos intensos o una sensación desagradable, y se marcó esa ubicación. La puntuación de alodinia en cepillo (BAS) se calculó como la distancia entre los puntos más lejanos marcados en el eje superior e inferior multiplicada por la distancia entre los puntos más lejanos marcados en el eje medial y lateral, como describieron previamente Cavallone et. Alabama. La EVA y la presencia de sensibilización central mediante BAS se evaluaron al inicio (pre) antes de la inducción de la sensibilización y veinte minutos después (post).

Luego de una evaluación exitosa de los criterios de inclusión y exclusión, a los participantes se les limpió el área de la piel del lado izquierdo (que recubre los músculos trapecio superior e infraespinoso) con toallitas de preparación con alcohol y agua. La piel se raspó con tiras abrasivas '3M Red Dot' antes de la aplicación del electromiograma de superficie (sensores Trigno Galileo, Delsys Inc.). Se colocaron electrodos en 4 zonas: vientre muscular del trapecio superior e infraespinoso, así como electrodos de referencia en C7 y acromion. Estos electrodos eran sensores EMG de 4 canales y tenían sus señales filtradas de 20 a 450 Hz. Las grabaciones de sEMG se transmitieron de forma inalámbrica a la estación base Trigno, que transmite y compila los datos a Neuromap (Delsys Inc.) para el análisis de señales. Se insertó un electrodo de aguja monopolar en las fibras superiores del músculo trapecio y su referencia se colocó en el punto medio de la clavícula. Usando esta configuración, se realizaron registros intramusculares de unidades motoras individuales usando una máquina de electrodiagnóstico clínico Excaliber, Natus Medical.

Registros de electromiogramas antes de la aplicación de la intervención

Se instruyó a los participantes para que realizaran abducciones horizontales del hombro de 0° a 90° y luego de 90° a 0° durante 1 minuto. Al sujeto del estudio se le indicaba verbalmente que moviera el brazo cada 2 segundos. Se registraron sEMG durante este tiempo. Una vez completada esta tarea, se colocó un electrodo de aguja intramuscular monopolar directamente en el músculo trapecio superior. Luego, se instruyó a los participantes para que contrajeran suavemente el músculo trapecio encogiendo los hombros, lo suficiente como para reclutar solo la primera unidad motora en esa región. Se le dio retroalimentación visual de la señal al sujeto para asegurar que solo la primera unidad motora se activara para el movimiento. La señal de esta unidad motora se optimizó luego para la desviación inicial desde la línea de base y las características de amplitud antes de realizar los registros. Las grabaciones de iEMG se registraron durante 30 segundos a una frecuencia de muestreo de 6 kHz.

Aplicación de la intervención

Los participantes recibieron una dosis de 2,5 ml (75 µg/ml) de crema de capsaicina (tratamiento, marca Zostrix) o una loción para la piel (placebo) que era inerte y no provocaba efectos de sensibilización. Los participantes también estaban cegados al tratamiento administrado, utilizando recipientes ocultos para las cremas. La ubicación de la aplicación fue un cuadrado de 10 cm por 10 cm en el músculo trapecio que se extendía desde T3 a T8 en el lado izquierdo en el que se realizaron todos los registros.

Después de recopilar los registros de sEMG e iEMG de referencia, un profesional médico capacitado aplicó la crema de capsaicina/placebo directamente en la región de la piel en un cuadrado estandarizado de 10 cm x 10 cm en los niveles espinales T3-T8, para sensibilizar los aferentes nociceptivos dentro de ese región. Se usó un período de espera de veinte minutos para permitir que surtieran efecto los efectos sensibilizantes de la capsaicina.

Registros de electromiogramas después de la aplicación de la intervención

Para confirmar la presencia de sensibilización central, se usó cepillo de alodinia para detectar alodinia mecánica fuera de la región de la nocicepción primaria, región de colocación tópica, que es la región de alodinia secundaria. Tras la confirmación de la sensibilización central, en los participantes con aplicación de capsaicina tópica, los participantes ingresaron en el brazo experimental del estudio.