1. Medicina Física y Rehabilitación
R1 Myriam Guadalupe Del Río Partida
BIOMECÁNICA DEL
NERVIONERVIOS PERIFÉRICOS Y RAÍCES NERVIOSAS ESPINALES
2. INTRODUCCIÓN
Siente los cambios
en el cuerpo y en el
ambiente externo
Interpreta estos
cambios
Responde iniciando una
acción en forma de
contracción muscular o
secreción
SISTEMA NERVIOSO
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7. INTRODUCCIÓN
Nordin, M. (2001). Biomecánica Básica del Sistema Musculoesquelético. Madrid: McGrawHIll.
Estiramiento Compresión
Los nervios poseen algunas propiedades
anatómicas especiales que pueden servir para
protegerlos de los daños mecánicos:
8. Anatomía y Fisiología
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De los Nervios Periféricos
Nervioperiférico Fibras nerviosas
Tejido conectivo
Vasos sanguíneos
9. Anatomía y Fisiología
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De los Nervios Periféricos
FIBRAS NERVIOSAS
Formación elongada (axón) que se extiende desde el cuerpo de la
célula nerviosa junto con su vaina de mielina y sus células de Schwann
10. Anatomía y Fisiología
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De los Nervios Periféricos
FIBRAS NERVIOSAS
Neuronas
sensitivas
Neuronas
motoras
Piel, músculos esqueléticos
y articulaciones SNC
SNC Músculos
esqueléticos
Contracción
muscular
11. Anatomía y Fisiología
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De los Nervios Periféricos
FIBRAS NERVIOSAS
No sólo transmiten impulsos sino que también sirven
como conexión anatómica entre el cuerpo de la célula
nerviosa y sus órganos finales
Esta conexión es mantenida por los sistemas de transporte
axonal, a través de los cuales varias sustancias sintetizadas
dentro del cuerpo celular son transportadas desde el
cuerpo celular hacia la periferia y en la dirección contraria
Velocidad del transporte axonal (1-400 mm/día)
12. Anatomía y Fisiología
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De los Nervios Periféricos
FIBRAS NERVIOSAS
La mayoría de los axones del SNP son rodeados por capas
multiestratificadas segmentadas, “vainas de mielina”
13. Anatomía y Fisiología
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De los Nervios Periféricos
FIBRAS NERVIOSAS
La vaina de mielina de los axones de los nervios periféricos
es producida por las células aplanadas, “células de
Schwann”, dispuestas a lo largo del axón
14. Anatomía y Fisiología
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De los Nervios Periféricos
FIBRAS NERVIOSAS
Las porciones amielínicas, “nódulos de Ranvier” unen los
segmentos de las vainas de mielina, en un espacio de 1-2
mm
15. Anatomía y Fisiología
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De los Nervios Periféricos
FIBRAS NERVIOSAS
↑ Velocidad
de
conducción
del impulso
nervioso
Aísla y
mantiene al
axón
Vaina de Mielina
16. Anatomía y Fisiología
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De los Nervios Periféricos
FIBRAS NERVIOSAS
“Saltan” a una
velocidad
mucho mayor
de un nódulo
de Ranvier al
siguiente
Impulso lento y
continuo
Fibrasmielinizadas
Fibrasamielínicas
Conducción saltatoria
17. Anatomía y Fisiología
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De los Nervios Periféricos
FIBRAS NERVIOSAS
“La velocidad de
conducción de un
nervio mielinizado es
directamente
proporcional al
diámetro de la fibra”
2-20 μm
18. Anatomía y Fisiología
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De los Nervios Periféricos
FIBRAS NERVIOSAS
-Fibras motoras que
inervan al músculo
esquelético
-Fibras sensitivas
(presión, tacto, calor,
frío, sensibilidad
cinestésica)
Fibras sensitivas que
conducen impulsos
de dolor difuso y
lento
19. Anatomía y Fisiología
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De los Nervios Periféricos
FIBRAS NERVIOSAS
Fibras
nerviosas
Fascículos
Haces
Nervio
Subunidad Funcional
20. Anatomía y Fisiología
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De los Nervios Periféricos
FIBRAS NERVIOSAS
21. Anatomía y Fisiología
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De los Nervios Periféricos
TEJIDO CONECTIVO INTRANEURAL DE LOS
NERVIOS PERIFÉRICOS
Epineuro
Perineuro
Endoneuro
22. Anatomía y Fisiología
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De los Nervios Periféricos
EPINEURO
TEJIDO CONECTIVO INTRANEURAL DE LOS
NERVIOS PERIFÉRICOS
Capa más externa
Entre los fascículos y superficialmente en el nervio
Capa laxa
La cantidad de tejido conectivo epineural varía entre los nervios y los
diferentes niveles dentro del mismo nervio
Las raíces nerviosas espinales están desprovistas tanto de epineuro como de
perineuro
23. Anatomía y Fisiología
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De los Nervios Periféricos
PERINEURO
TEJIDO CONECTIVO INTRANEURAL DE LOS
NERVIOS PERIFÉRICOS
Vaina laminar que engloba a cada fascículo
Función de barrera que aísla químicamente a las
fibras nerviosas de su entorno, preservando un medio
iónico en el interior de los fascículos, un medio
especial
24. Anatomía y Fisiología
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De los Nervios Periféricos
ENDONEURO
TEJIDO CONECTIVO INTRANEURAL DE LOS
NERVIOS PERIFÉRICOS
Tejido conectivo interno de los fascículos
Compuesto fundamentalmente por fibroblastos y
colágeno
25. Anatomía y Fisiología
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De los Nervios Periféricos
SISTEMA MICROVASCULAR DE LOS NERVIOS
PERIFÉRICOS
Estructura muy vascularizada
Consta de redes vasculares en el epineuro, perineuro
y endoneuro
Aporte sanguíneo provisto por grandes vasos que se
aproximan al nervio de manera segmentaria a lo largo
de su curso
26. Anatomía y Fisiología
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De los Nervios Periféricos
SISTEMA MICROVASCULAR DE LOS NERVIOS
PERIFÉRICOS
Ramas ascendentes y
descendentes
Discurren longitudinalmente
En el interior del epineuro, las
grandes arteriolas y vénulas, (50-
100 μm), constituyen un sistema
vascular longitudinal
27. Anatomía y Fisiología
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De los Nervios Periféricos
SISTEMA MICROVASCULAR DE LOS NERVIOS
PERIFÉRICOS
El sistema capilar se nutre por arteriolas
(25-150 μm) que penetran la membrana
perineural
Estos vasos se dirigen oblicuamente a
través del perineuro, se cree, se cierran
fácilmente como válvulas en el caso de
que se incremente la presión del tejido
en el interior de los fascículos
28. Anatomía y Fisiología
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De las Raíces Nerviosas Espinales
En el individuo completamente
desarrollado, la médula espinal
finaliza a la altura del cono
medular (L1 aprox.)
Una raíz nerviosa que sale de la
médula espinal a través del
agujero intervertebral en la
columna lumbar o sacra tiene que
transcurrir desde el punto donde
abandona la médula espinal, en la
región torácica inferior, hasta el
punto de salida de la columna
29. Anatomía y Fisiología
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De las Raíces Nerviosas Espinales
La médula espinal no está
presente por debajo de L1
El contenido nervioso del canal
espinal sólo se compone de las
raíces nerviosas lumbosacras
Cauda
equina
30. Anatomía y Fisiología
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De las Raíces Nerviosas Espinales
31. Anatomía y Fisiología
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De las Raíces Nerviosas Espinales
32. Anatomía y Fisiología
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De las Raíces Nerviosas Espinales
33. Anatomía y Fisiología
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De las Raíces Nerviosas Espinales
34. Biomecánica
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De los Nervios Espinales
LESIONES POR ESTIRAMIENTO (TENSILES)
Los nervios son estructuras con considerable fuerza
tensil
Cuando se aplica tensión sobre un nervio, la
elongación inicial del nervio por debajo de una muy
pequeña carga es seguida por un intervalo en el cual la
solicitación y la elongación muestran una relación
lineal característica de un material elástico
35. Biomecánica
Nordin, M. (2001). Biomecánica Básica del Sistema Musculoesquelético. Madrid: McGrawHIll.
De los Nervios Espinales
LESIONES POR ESTIRAMIENTO (TENSILES)
A medida que se alcanza el límite de la región lineal, las fibras
nerviosas empiezan a romperse dentro de los tubos endoneurales y
permanecen intactas en el perineuro
La ruptura de las membranas perineurales se produce (25-30 %) de
elongación (deformación última) por encima de la longitud in vivo
Después de este punto, hay una desintegración de las propiedades
elásticas, y el nervio se comporta más como un material plástico
36. Biomecánica
Nordin, M. (2001). Biomecánica Básica del Sistema Musculoesquelético. Madrid: McGrawHIll.
De los Nervios Espinales
LESIONES POR ESTIRAMIENTO (TENSILES)
La elongación máxima en
el límite elástico es 20 %
aprox., y el colapso
estructural completo
ocurre a la elongación
máxima del 25-30 %
37. Biomecánica
Nordin, M. (2001). Biomecánica Básica del Sistema Musculoesquelético. Madrid: McGrawHIll.
De los Nervios Espinales
LESIONES POR ESTIRAMIENTO (TENSILES)
38. Biomecánica
Nordin, M. (2001). Biomecánica Básica del Sistema Musculoesquelético. Madrid: McGrawHIll.
De los Nervios Espinales
LESIONES POR ESTIRAMIENTO (TENSILES)
La tensión moderada y
gradual aplicada al
nervio puede estirar y
angular localmente los
vasos que lo irrigan
Se ↓ el área de
sección cruzada
fascicular
transversa,
afectando al flujo
nutritivo capilar
intraneural
39. Biomecánica
Nordin, M. (2001). Biomecánica Básica del Sistema Musculoesquelético. Madrid: McGrawHIll.
De los Nervios Espinales
LESIONES POR ESTIRAMIENTO (TENSILES)
40. Biomecánica
Nordin, M. (2001). Biomecánica Básica del Sistema Musculoesquelético. Madrid: McGrawHIll.
De los Nervios Espinales
LESIONES POR COMPRESIÓN
Compresión
Entumecimiento
Dolor
Debilidad
muscular
41. Biomecánica
Nordin, M. (2001). Biomecánica Básica del Sistema Musculoesquelético. Madrid: McGrawHIll.
De los Nervios Espinales
LESIONES POR COMPRESIÓN
NIVELES CRÍTICOS DE PRESIÓN
• Cambios funcionales en el nervio
• Viabilidad en peligro durante compresiones prolongadas (4-6 h)
• Cambios en los sistemas de transporte axonal
30 mmHg
• Causan cese completo del flujo sanguíneo intraneural
• El nervio del segmento comprimido localmente sufre una isquemia
completa
80 mmHg
• Daño estructural de la fibra nerviosa y un rápido deterioro de la función
nerviosa, recuperación incompleta, incluso tras periodos más cortos de
compresión
200-400
mmHg
42. Biomecánica
Nordin, M. (2001). Biomecánica Básica del Sistema Musculoesquelético. Madrid: McGrawHIll.
De los Nervios Espinales
LESIONES POR COMPRESIÓN
ASPECTOS MECÁNICOS DE LA COMPRESIÓN NERVIOSA
Las fibras nerviosas más grandes experimentan una
deformación relativamente mayor que las más finas a
una presión dada
Los vasos sanguíneos intraneurales se lesionan en los
extremos del segmento comprimido
43. Biomecánica
Nordin, M. (2001). Biomecánica Básica del Sistema Musculoesquelético. Madrid: McGrawHIll.
De los Nervios Espinales
LESIONES POR COMPRESIÓN
ASPECTOS MECÁNICOS DE LA COMPRESIÓN NERVIOSA
•Ej. Síndrome del túnel carpiano
Presión uniforme
alrededor de la
circunferencia de
un segmento
longitudinal
•Nervio entre dos superficies paralelas rígidas y planas, que se
mueven aproximándose entre sí, comprimiendo el nervio o
extremidad
•Objeto rígido impacta y comprime un nervio contra la superficie de
un hueso subyacente
•Ej. Disco herniado
Compresión lateral
44. Biomecánica
Nordin, M. (2001). Biomecánica Básica del Sistema Musculoesquelético. Madrid: McGrawHIll.
De las Raíces Nerviosas Espinales
Las raíces nerviosas en la duramadre carecen
de epineuro y perineuro, pero, sometidas a
cargas de tensión, exhiben tanto elasticidad
como fuerza tensil
45. Biomecánica
Nordin, M. (2001). Biomecánica Básica del Sistema Musculoesquelético. Madrid: McGrawHIll.
De las Raíces Nerviosas Espinales
Ventrales Dorsales
2-22 N 5-33 N
Carga última para las raíces nerviosas espinales de la duramadre:
46. Biomecánica
Nordin, M. (2001). Biomecánica Básica del Sistema Musculoesquelético. Madrid: McGrawHIll.
De las Raíces Nerviosas Espinales
60 mm
170 mm
Las propiedades mecánicas de las raíces nerviosas
espinales en el ser humano son diferentes para
cualquier raíz nerviosa según sea su localización
en el canal vertebral central y en los agujeros
intervertebrales laterales
47. Biomecánica
Nordin, M. (2001). Biomecánica Básica del Sistema Musculoesquelético. Madrid: McGrawHIll.
De las Raíces Nerviosas Espinales
Los valores de carga última son aproximadamente 5 veces mayores
para el segmento de los agujeros de las raíces nerviosas que para la
porción intradural de estas mismas raíces nerviosas, bajo carga
tensil
La deformación última bajo carga tensil es del 13-19 % para la raíz
nerviosa a nivel L5-S1
48. Biomecánica
Nordin, M. (2001). Biomecánica Básica del Sistema Musculoesquelético. Madrid: McGrawHIll.
De las Raíces Nerviosas Espinales
Las raíces nerviosas en la columna vertebral no son
estructuras estáticas; se mueven de manera relativa en
torno a los tejidos anexos durante cada movimiento
vertebral
Para permitir tal movimiento, deben tener la
capacidad de deslizar
49. Biomecánica
Nordin, M. (2001). Biomecánica Básica del Sistema Musculoesquelético. Madrid: McGrawHIll.
De las Raíces Nerviosas Espinales
Irritación crónica
Fibrosis
Alteraciones (Hernia
discal y/o estenosis)
Afectan capacidad de
deslizamiento
“Microestiramientos”
Irritación tisular
50. Biomecánica
Nordin, M. (2001). Biomecánica Básica del Sistema Musculoesquelético. Madrid: McGrawHIll.
De las Raíces Nerviosas Espinales
COMPRESIÓN DE LAS RAÍCES NERVIOSAS ESPINALES
Una disfunción vascular inducida
por compresión puede ser un
mecanismo de trastorno sobre la
raíz nerviosa, porque afecta su
nutrición
51. Biomecánica
Nordin, M. (2001). Biomecánica Básica del Sistema Musculoesquelético. Madrid: McGrawHIll.
De las Raíces Nerviosas Espinales
COMPRESIÓN DE LAS RAÍCES NERVIOSAS ESPINALES
Compresión
↑ Permeabilidad
vascular
Edema intraneural
↑ Presión del
fluido endoneural
Daña flujo
sanguíneo capilar
endoneural
Compromete
nutrición de raíces
nerviosas
52. Biomecánica
Nordin, M. (2001). Biomecánica Básica del Sistema Musculoesquelético. Madrid: McGrawHIll.
De las Raíces Nerviosas Espinales
COMPRESIÓN DE LAS RAÍCES NERVIOSAS ESPINALES
Debido a que el edema persiste algún
tiempo tras la eliminación del agente
compresivo, éste puede actuar
negativamente sobre la raíz nerviosa por un
periodo de tiempo más largo que la
compresión en sí
53. Biomecánica
Nordin, M. (2001). Biomecánica Básica del Sistema Musculoesquelético. Madrid: McGrawHIll.
De las Raíces Nerviosas Espinales
COMPRESIÓN DE LAS RAÍCES NERVIOSAS ESPINALES
La presencia del edema intraneural también
está relacionada con la formación
consecuente de la fibrosis intraneural y
puede por ello contribuir a la lenta
recuperación vista en pacientes con
alteraciones de compresión nerviosa
54. Biomecánica
Nordin, M. (2001). Biomecánica Básica del Sistema Musculoesquelético. Madrid: McGrawHIll.
De las Raíces Nerviosas Espinales
TASA DE ESTABLECIMIENTO DE LA COMPRESIÓN
Tiempo desde el comienzo hasta la
compresión completa
Fracciones de segundo
Meses o años
Condiciones traumáticas
Procesos degenerativos
55. Biomecánica
Nordin, M. (2001). Biomecánica Básica del Sistema Musculoesquelético. Madrid: McGrawHIll.
De las Raíces Nerviosas Espinales
TASA DE ESTABLECIMIENTO DE LA COMPRESIÓN
La tasa de establecimiento rápido induce efectos más
pronunciados sobre la formación del edema, el transporte
de metil-glucosa, y la propagación del impulso que la tasa
de establecimiento lento
56. Biomecánica
Nordin, M. (2001). Biomecánica Básica del Sistema Musculoesquelético. Madrid: McGrawHIll.
De las Raíces Nerviosas Espinales
TASA DE ESTABLECIMIENTO DE LA COMPRESIÓN
Compresión de establecimiento rápido
Traumatismo de columna
Hernia discal
600 mmHg durante
1 seg
Alteración en
conducción
nerviosa
El sistema nerviosos puede ser dividido en dos partes: El sistema nervioso central, constituido por el cerebro y la médula espinal, y el sistema nervioso periférico, compuesto por varios nervios que tienen origen en el cerebro y la médula espinal. Estos nervios periféricos proporcionan aferencias al sistema nervioso central a partir de los receptores sensitivos de la piel, las articulaciones, los músculos, los tendones, las vísceras y los órganos sensitivos.
… y proporcionan eferencias desde el cerebro a los efectores (músculos y glándulas). El sistema nervioso periférico incluye 12 pares de nervios espinales y sus ramas. Estas ramas son llamadas nervios periféricos.
Cada nervio espinal está conectado a la médula espinal a través de una raíz posterior (dorsal) y una raíz anterior (ventral), las cuales se unen para formar el nervio espinal en el agujero intervertebral. Las raíces posteriores contienen fibras de neuronas sensitivas (las cuales conducen información sensitiva desde los receptores de la piel, los músculos, los tendones, y las articulaciones al sistema nervioso central) y las raíces anteriores contienen principalmente fibras de neuronas motoras (las cuales conducen impulsos desde el sistema nervioso central a las dianas distales, tales como las fibras musculares).
Poco después de que los nervios espinales abandonen sus agujeros intervertebrales, se dividen en dos ramas principales: las ramas dorsales, las cuales inervan los músculos y la piel de la cabeza, cuello y espalda, y las generalmente más grandes y más importantes ramas ventrales, las cuales inervan las partes ventrales y laterales de estas estructuras, del mismo modo que las extremidades superiores e inferiores. Excepto en la región torácica, las ramas ventrales no se dirigen directamente a las estructuras a las cuales inervan sino que primero forman redes de interconexiones, o plexos, con nervios adyacentes.
Ejemplos:
-Son estructuras compuestas por:
-Estos elementos reaccionan ante un traumatismo de modos diferentes, y cada uno juega distintos roles en el deterioro funcional del nervio tras una lesión.
El término fibra nerviosa se refiere a:
Las fibras nerviosas, transmiten impulsos desde… hasta.
-Conexión mantenida… ej. Proteínas.
Las fibras con esta capa se denominan mielinizadas, mientras que aquellas que no la poseen (principalmente las pequeñas fibras sensitivas que conducen impulsos de dolor desde la piel) son amielínicas.
Una vaina se forma a medida que las células de Schwann rodean al axón muchas veces, colocando su citoplasma y núcleo en el estrato externo.
El impulso se propaga:
Que generalmente oscila:
Tiene grandes diámetros:
Diámetros más pequeños: Fibras sensitivas que conducen impulsos de dolor difuso y lento (al contrario que las de dolor inmediato y agudo).
-Sensibilidad cinestésica: tensión muscular y posición articular
Las fibras nerviosas están agrupadas y empaquetadas en fascículos, que a su vez se disponen formando haces que componen el nervio en sí mismo.
-Los fascículos son las subunidades funcionales del nervio.
-Las sucesivas capas de tejido conectivo (endoneuro, perineuro y epineuro) rodean las fibras nerviosas y protegen la continuidad de las fibras.
-La función de protección de estas capas de tejido conectivo es esencial porque las fibras nerviosas son extremadamente susceptibles al estiramiento y a la compresión.
-Capa laxa: sirve como almohadilla durante los movimientos del nervio, protegiendo a los fascículos de cualquier traumatismo externo y manteniendo el sistema de aporte de oxígeno a través de los vasos sanguíneos epineurales.
-La cantidad de tejido varía: Donde los nervios se localizan cercanos al hueso o atraviesan articulaciones, el epineuro es a menudo más abundante que en cualquier otro lugar, a medida que la necesidad de protección es mayor en estas localizaciones.
-Las raíces nerviosas espinales están desprovistas tanto de epineuro como de perineuro, y por tanto sus fibras nerviosas son más susceptibles ante un traumatismo.
Este fenómeno explicaría por qué incluso un incremento limitado en la presión del fluido endoneural se asocia con una reducción en el flujo sanguíneo intrafascicular.
En los estadios tempranos de desarrollo embriológico, la médula espinal tiene la misma longitud que la columna vertebral.
Este “haz” de raíces nerviosas de la parte lumbar y sacra del canal espinal ha sido comparado con la cola de un caballo, y por tanto se le denomina con frecuencia cauda equina, es decir, cola de caballo.
En el interior de la columna lumbosacra, se encuentran dos tipos diferentes de raíces nerviosas, las raíces ventrales/motoras y las raíces dorsales/sensoriales. Los cuerpos celulares de los axones motores están localizados en el asta anterior de la sustancia gris de la médula espinal.
-Los cuerpos celulares de los axones sensitivos están localizados en una “prominencia” de la parte más caudal de cada raíz nerviosa dorsal respectiva, llamado ganglio de la raíz dorsal.
-Al contrario que las raíces nerviosas, los ganglios de las raíces dorsales no están rodeados por el líquido cefalorraquídeo y las meninges. (Están rodeados de epineuro).
Aunque existen variaciones en las fuerzas tensiles de los distintos nervios:
Las lesiones por estiramiento o tensiles de los nervios periféricos se asocian normalmente con accidentes severos, como durante el parto por tensión excesiva sobre el plexo braquial, como resultado de una colisión a alta velocidad con el vehículo, o después de una caída desde una altura.
Nervio periférico y su aporte sanguíneo en tres etapas durante su elongación. Etapa I: los vasos sanguíneos segmentarios (S) están normalmente dispuestos de manera que permiten los movimientos fisiológicos del nervio. Etapa II: bajo una elongación incrementada gradualmente, estos vasos regionales son estirados, y se da un déficit en el aporte de la sangre que afluye por ellos. Etapa III: el área de sección transversa del nervio (representada en el interior del círculo) se ve reducida durante la elongación, y el flujo sanguíneo intraneural se altera más intensamente. Un cese completo en el aporte de flujo sanguíneo al nervio se corresponde normalmente con un 15 % de elongación aprox.
-80 mmHg: Incluso después de 2 h o más de compresión, el flujo sanguíneo se restaura rápidamente cuando se libera la presión.
Las lesiones de las fibras nerviosas y de los vasos sanguíneos parecen producirse como consecuencia del gradiente de presión, que es máximo justo en los extremos del segmento comprimido.
Ejemplos de modalidades de presión:
La longitud de las raíces nerviosas desde la médula espinal hasta los agujeros intervertebrales varía de 60 mm a nivel de L1 a 170 mm a nivel de S1.
La irritación crónica con la fibrosis consecuente alrededor de las raíces nerviosas, junto con alteraciones tales como una hernia discal y/o estenosis del agujero intervertebral, pueden afectar a la capacidad de deslizamiento de las raíces nerviosas, incluso durante movimientos vertebrales normales, los cuales podrían inducir una irritación tisular aún mayor en los componentes de la raíz nerviosa.
La compresión puede inducir un incremento en la permeabilidad vascular, permitiendo la formación de un edema intraneural. Tal edema puede incrementar la presión del fluido endoneural, lo que podría dañar el flujo sanguíneo capilar endoneural y comprometer la nutrición de las raíces nerviosas.