Las células de Renshaw son un grupo de interneuronas inhibitorias que forman parte de nuestras funciones motoras de la médula espinal.
Estas células (llamadas así en honor a la primera persona en describirlas, Birdsey Renshaw) fueron el primer tipo de interneuronas espinales en ser funcional, morfológica y farmacológicamente identificadas. En este artículo veremos sus características.
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¿Qué son las células de Renshaw?
El concepto de células de Renshaw fue postulado cuando se descubrió a partir de las señales antidrómicas (que se mueven en sentido contrario al fisiológico) una motoneurona que viajaba colateralmente hacia atrás, desde la raíz ventral a la médula espinal, y que existían interneuronas disparando con una alta frecuencia y resultando en una inhibición.
En varias investigaciones se demostró además que estas interneuronas, las células de Renshaw, eran estimuladas por la acetilcolina de las motoneuronas, el neurotransmisor encargado de generar potenciales de acción en las fibras musculares para generar movimientos de contracción.
Otra de las evidencias fue encontrar que la estimulación antidrómica de las fibras nerviosas también generaba potenciales de acción en los cuerpos de las motoneuronas, junto con hiperpolarización (incremento en el valor absoluto del potencial de membrana de la célula) de otros grupos de motoneuronas.
Mecanismos de acción
Las células de Renshaw, situadas en las astas anteriores de la médula espinal, transmiten señales inhibitorias a las motoneuronas circundantes. Nada más salir el axón del cuerpo de la motoneurona anterior, generan unas ramas colaterales que se proyectan a las células de Renshaw vecinas.
Se ha investigado con particular interés cómo las células de Renshaw se acoplan a las motoneuronas, así como su rol en los modelos de redes de retroalimentación negativa que operan en diferentes partes del sistema nervioso central.
Motoneuronas α
Las motoneuronas α dan origen a unas fibras nerviosas motoras grandes (con un promedio de 14 nanómetros de diámetro) y a lo largo de su trayecto se ramifican varias veces para después entrar en el músculo e inervar las grandes fibras musculares esqueléticas.
La estimulación de una fibra nerviosa α excita de tres a varios cientos de fibras musculares esqueléticas a cualquier nivel, que en conjunto son denominadas como una “unidad motora”.
Las células de Renshaw están asociadas a este tipo de motoneuronas de dos formas. Por un lado, mediante la recepción de una señal excitatoria del axón de la motoneurona, en cuanto sale de la raíz motora; de este modo las células “saben” si la motoneurona está más o menos activada (disparando potenciales de acción)
Por el otro, a través del envío de axones inhibidorespara realizar sinapsis con el cuerpo celular de la motoneurona del principio, o bien con otra motoneurona α del mismo grupo motor, o con ambas.
La eficacia de la transmisión sináptica entre los axones de las motoneuronas α y las células de Renshaw es muy alta, ya que estas últimas pueden activarse, aunque con ráfagas de menor duración, por una única motoneurona. Las descargas son generadas por potenciales postsinápticos excitadores de larga duración.
Interneuronas
Las interneuronas están presentes en todas las regiones de la sustancia gris medular, tanto en las astas anteriores, como en las posteriores e intermedias que quedan entre ellas. Estas células son mucho más numerosas que las motoneuronas.
Son de pequeño tamaño y tienen una naturaleza muy excitable, ya que son capaces de emitir de forma espontánea hasta 1.500 descargas por segundo. Presentan entre sí múltiples conexiones, y muchas de ellas, como ocurre con las células de Renshaw, establecen sinapsis directas con las motoneuronas.
El circuito de Renshaw
Las células de Renshaw inhiben la actividad de las motoneuronas, limitando su frecuencia de estimulación, lo que directamente influye en la fuerza de contracción de los músculos. Es decir, éstas interfieren en el trabajo de las motoneuronas disminuyendo la fuerza de contracción del músculo.
En cierto modo, este mecanismo puede resultar beneficioso porque nos permite controlar los movimientos para no provocarnos daños innecesarios, realizar movimientos precisos, etc. Sin embargo, en algunos deportes se requiere una mayor fuerza, rapidez o explosividad y el mecanismo de actuación de las células de Renshaw puede dificultar estos objetivos.
En los deportes en los que se requiere acciones explosivas o rápidas, el sistema de células de Renshaw es inhibido por el sistema nervioso central, de modo que se pueda lograr una mayor fuerza de contracción muscular (lo que no significa que automáticamente las células de Renshaw dejen de funcionar).
Este sistema, además, no actúa siempre por igual. Parece que a edades tempranas no está muy desarrollado; y esto lo vemos, por ejemplo, cuando un niño intenta lanzarle la pelota a otro chico que se encuentra a poca distancia, ya que normalmente, al principio lo hará con mucha más fuerza de la necesaria. Y esto se debe, en parte, a la escasa “acción” de las células de Renshaw.
Este sistema de interneuronas inhibitorias se va desarrollando y moldeando con el tiempo, ante la necesidad del propio sistema musculoesquelético de realizar acciones más o menos precisas. Por lo tanto, si necesitamos realizar acciones precisas, este sistema se hará notar y se desarrollará más; y al contrario, si optamos por movimientos y acciones más violentas o explosivas.
Cerebro y funciones motoras
Más allá de las células de Renshaw y en otro nivel de complejidad, el comportamiento de nuestros músculos es controlado por el cerebro, principalmente por su región exterior, la corteza cerebral.
El área motora primaria (localizada en el centro de nuestras cabezas), es la encargada de controlar los movimientos ordinarios, como andar o correr; y el área motora secundaria, la responsable de regular los movimientos finos y más complicados, como los necesarios para producir el habla o tocar la guitarra.
Otra de las áreas importantes en el control, la programación y guía de nuestros movimientos es el área premotora, una región de la corteza motora que almacena programas motores aprendidos mediante nuestras experiencias.
Junto a esta región también encontramos el área motora suplementaria, responsable del inicio, programación, planificación y coordinación de movimientos complejos.
Por último, cabe señalar al cerebelo, área del encéfalo responsable, junto con los ganglios basales, de iniciar nuestros movimientos y de mantener el tono muscular (estado de leve tensión para mantenerse erguido y preparado para moverse), ya que recibe información aferente acerca de la posición de las extremidades y el grado de contracción muscular.
Referencias bibliográficas:
- Renshaw, B. (1946). Central effects of centripetal impulses in axons of spinal ventral roots. Journal of Neurophysiology, 9, pp. 191 - 204.
