Manual de Anestesia Local - Malamed 6 ed PDF

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ERRNVPHGLFRVRUJ Página deliberadamente en blanco Stanley F. Malamed, DDS Professor of Anesthesia and Medicine School of Dentistry University of Southern California Los Angeles, California con 441 ilustraciones Edición en español de la sexta edición de la obra original en inglés Handbook of local anesthesia Copyright © 2013 by Mosby, an imprint of Elsevier Inc. Revisión científica: Fernando Cassinello Plaza Especialista en Anestesiología y Reanimación Médico Adjunto, Fundación Jiménez Díaz, Madrid Alejandro Orts Castro Especialista en Anestesiología y Reanimación Médico Adjunto, Hospital 12 de Octubre, Madrid Juan Manuel Morillo Velázquez Licenciado en Odontología © 2013 Elsevier España, S.L. Travessera de Gràcia, 17-21 – 08021 Barcelona, España Fotocopiar es un delito. (Art. 270 C.P.) Para que existan libros es necesario el trabajo de un importante colectivo (autores, traductores, dibujantes, correctores, impresores, editores…). El principal beneficiario de ese esfuerzo es el lector que aprovecha su contenido. Quien fotocopia un libro, en las circunstancias previstas por la ley, delinque y contribuye a la «no» existencia de nuevas ediciones. Además, a corto plazo, encarece el precio de las ya existentes. Este libro está legalmente protegido por los derechos de propiedad intelectual. Cualquier uso, fuera de los límites establecidos por la legislación vigente, sin el consentimiento del editor, es ilegal. Esto se aplica en particular a la reproducción, fotocopia, traducción, grabación o cualquier otro sistema de recuperación de almacenaje de información. ISBN edición original: 978-0-323-07413-1 ISBN edición española: 978-84-9022-035-1 Depósito legal: B.25.279 - 2012 Traducción y producción editorial: DRK Edición Advertencia La medicina es un área en constante evolución. Aunque deben seguirse unas precauciones de seguridad estándar, a medida que aumenten nuestros conocimientos gracias a la investigación básica y clínica habrá que introducir cambios en los tratamientos y en los fármacos. En consecuencia, se recomienda a los lectores que analicen los últimos datos aportados por los fabricantes sobre cada fármaco para comprobar la dosis recomendada, la vía y duración de la administración y las contraindicaciones. Es responsabilidad ineludible del médico determinar la dosis y el tratamiento más indicado para cada paciente en función de su experiencia y del conocimiento de cada caso concreto. Ni los editores ni los directores asumen responsabilidad alguna por los daños que pudieran generarse a personas o propiedades como consecuencia del contenido de esta obra. El editor A Beverly, Heather, Jennifer y Jeremy, y a la próxima generación: Matthew, Rachel, Gabriella, Ashley, Rebecca, Elijah y Ethan Página deliberadamente en blanco Colaboradores Daniel L. Orr, II, BS, DDS, MS (Anesthesiology), PhD, JD, MD Professor and Director Oral and Maxillofacial Surgery and Advanced Pain Control University of Nevada Las Vegas School of Dental Medicine Las Vegas, Nevada Clinical Professor Oral and Maxillofacial Surgery University of Nevada School of Medicine Las Vegas, Nevada Mark N. Hochman, DDS Private Practice Limited to Periodontics Orthodontics and Implant Dentistry Specialized Dentistry of New York New York City, New York Clinical Associate Professor New York University College of Dentistry New York City, New York Clinical Consultant Milestone Scientific, Inc. Livingston, New Jersey vii Página deliberadamente en blanco Prefacio He aquí la sexta edición del Manual de anestesia local. Como en anteriores ediciones, me cuesta asumir la cantidad de años que han transcurrido desde que se publicó la primera edición en 1978. Han pasado 8 años desde la quinta edición y en este tiempo se ha producido un número significativo de cambios, muchos de ellos avances, en el arte y en la ciencia del control del dolor en odontología. Aunque los fármacos siguen siendo los mismos (articaína HCl, bupivacaína HCl, lidocaína HCl, mepivacaína HCl y prilocaína HCl), los años transcurridos desde la quinta edición han sido testigos de la introducción y perfeccionamiento de agentes y dispositivos que acercan a nuestra profesión al doble objetivo de lograr una odontología realmente indolora con inyecciones de anestesia local también indoloras. Como he dejado ya dicho en anteriores ediciones, «los anestésicos locales son los fármacos más seguros y más eficaces en toda la medicina para la prevención y el control del dolor. De hecho, no existen otros fármacos que eviten de verdad el dolor; no hay otros agentes que eviten que un impulso nociceptivo propagado alcance el cerebro del paciente, donde sería interpretado como doloroso. Si se deposita un anestésico local en la cercanía de un nervio sensitivo, se producirá un control adecuado del dolor en prácticamente cualquier situación clínica.» Si se encuentra el nervio con el anestésico local, el control del dolor está prácticamente asegurado. Aun así, en ciertas situaciones clínicas localizar el «nervio en cuestión» sigue siendo un problema complejo. Esto es especialmente cierto en la mandíbula, sobre todo con los molares permanentes. A lo largo de mis 39 años como profesor de anestesiología dental he trabajado junto con mis compañeros de profesión para «solucionar» este problema ¿Lo hemos logrado? Todavía no. ¿Estamos cerca de la solución? Sí. La sexta edición del Manual de anestesia local incluye apartados nuevos y/o ampliados sobre: inyección del ligamento periodontal (LPO), incluido el uso de sistemas de administración de anestésicos locales controlados por ordenador (CCLAD); administración del anestésico local articaína HCl mediante infiltración mandibular en el adulto; tamponamiento de las soluciones de anestésicos locales (el interruptor de «encendido» del anestésico local) para disminuir las molestias del paciente durante la inyección y el tiempo de espera hasta el inicio del efecto y, quizá, aumentar la profundidad de la anestesia; y mesilato de fentolamina (el interruptor de «apagado» del anestésico local) para disminuir de forma significativa la duración de la anestesia en los tejidos blandos y evitar así posibles lesiones locales autoinfligidas. Le pedí al Dr. Mark Hochman que en esta edición reescribiera los apartados dedicados a los dispositivos CCLAD (capítulo 5, «La jeringa») y a las técnicas asociadas con ellos (capítulo 15, «Técnicas de inyección suplementarias» y capítulo 20, «Consideraciones futuras»). El Dr. Hochman ha tenido una estrecha relación con el desarrollo de los CCLAD desde mediados de la década de 1990 y es autor de varios artículos validados sobre este tema en el que se describen dos técnicas de inyección (bloqueo del nervio alveolar superior medio anterior [ASMA] y bloqueo del nervio alveolar superior anterior mediante abordaje palatal [P-ASA]) que se desarrollaron a raíz de sus investigaciones en la administración de anestésicos locales controlada por ordenador. Cualquier comentario por parte de los lectores será siempre agradecido. En caso de que se quiera hacer alguna sugerencia, bien por algún error detectado o para mejorar el libro, no tienen más que dirigirse a mí a través de [email protected]. Stanley F. Malamed Octubre 2011 Los Ángeles, California, EE.UU. ix Página deliberadamente en blanco Agradecimientos Quisiera expresar mi agradecimiento a los fabricantes de fármacos y dispositivos de anestesia local en Norteamérica, incluidos Beutlich Pharmaceuticals; Dentsply; Kodak (Cook-Waite); Midwest; Milestone Scientific; Novocol; Septodont, Inc; y Sultan Safety, LLC, por su aportación de gráficos y fotografías para su inclusión en esta edición. También quiero dar las gracias a Brian S. Loehr, Senior Content Development Specialist; Rachel E. McMullen, Senior Project Manager; y John J. Dolan, Executive Content Strategist, de Mosby (filial de Elsevier), los cuales asumieron la nada envidiable tarea de lidiar con el autor, a menudo perezoso y difícil de localizar. Su perseverancia, una vez más, dio su fruto en forma de esta sexta edición. Por último, deseo expresar mi gratitud a los múltiples compañeros de profesión, odontólogos e higienistas dentales, por sus comentarios verbales y escritos sobre las ediciones previas de esta obra. Muchas de sus sugerencias, ya fuera como ampliaciones, supresiones o correcciones, se han incorporado a esta nueva edición. Gracias a todos. Stanley F. Malamed Diciembre 2011 Los Ángeles, California xi Página deliberadamente en blanco Índice de contenidos Parte I Los fármacos 1. 2. 3. 4. Neurofisiología, 2 Farmacología de los anestésicos locales, 25 Farmacología de los vasoconstrictores, 39 Acción clínica de fármacos específicos, 52 Parte II El instrumental 5. La jeringa, 78 Mark N. Hochman 6. La aguja, 92 7. El cartucho, 101 8. Instrumental adicional, 110 9. Preparación del instrumental, 113 Parte III Técnicas de anestesia regional en odontología 10. 11. 12. 13. 14. 15. Evaluación física y psicológica, 124 Técnica básica de inyección, 157 Consideraciones anatómicas, 169 Técnicas de anestesia maxilar, 188 Técnicas de anestesia mandibular, 225 Técnicas de inyección suplementarias, 253 Mark N. Hochman 16. Consideraciones sobre los anestésicos en las diferentes especialidades odontológicas, 277 Parte IV Complicaciones, consideraciones legales, tendencias futuras y preguntas 17. Complicaciones locales, 292 18. Complicaciones sistémicas, 311 19. Consideraciones legales, 341 Daniel L. Orr II. 20. Tendencias futuras en el control del dolor, 356 Mark N. Hochman 21. Preguntas, 380 Índice alfabético, 390 xiii Nuevo en esta edición Nueva información Actualizaciones sobre el instrumental necesario para lograr administrar una buena anestesia local Sistemas de administración de anestésicos locales controlados por ordenador (CCLAD) xiv Nuevo en esta edición xv Nuevas ilustraciones para localizar los puntos anatómicos clínicamente importantes En esta parte Capítulo 1 Capítulo 2 Capítulo 3 Capítulo 4 Neurofisiología Farmacología de los anestésicos locales Farmacología de los vasoconstrictores Acción clínica de fármacos específicos Parte I Los fármacos En la primera sección de este libro se describen las propiedades farmacológicas y clínicas del grupo de fármacos denominados anestésicos locales (cap. 2) y vasoconstrictores (cap. 3). Resulta absolutamente esencial que el personal autorizado a administrar estos fármacos conozca estas propiedades para que su uso sea lo más seguro posible y para prevenir las reacciones sistémicas potencialmente mortales que se asocian a su utilización. Se hace especial hincapié en las combinaciones de anestésicos locales que se usan actualmente en la anestesia odontológica en Estados Unidos (cap. 4). El capítulo 1 proporciona las bases científicas para comprender cómo funcionan los anestésicos locales para bloquear transitoriamente la conducción nerviosa y, de esta forma, evitar la percepción del dolor. Se comienza describiendo la anatomía y la fisiología de las neuronas y de la conducción nerviosa que, en capítulos posteriores, sirven de base para explicar las acciones farmacológicas y clínicas de cada fármaco en particular. 1 Capítulo 1 Neurofisiología Propiedades deseables de los anestésicos locales La anestesia local se ha definido como una pérdida de sensibilidad en un área circunscrita del cuerpo provocada por una depresión de la excitación en las terminaciones nerviosas o por una inhibición del proceso de conducción en los nervios periféricos1. Un rasgo clave de la anestesia local es que consigue dicha pérdida de sensibilidad sin inducir pérdida de consciencia. Ésta es una de las diferencias fundamentales entre la anestesia local y la anestesia general. La anestesia local puede inducirse mediante numerosos métodos: 1. Traumatismos mecánicos (compresión tisular). 2. Temperatura baja. 3. Anoxia. 4. Irritantes químicos. 5. Productos neurolíticos como alcohol y fenol. 6. Productos químicos como anestésicos locales. Sin embargo, sólo tienen aplicación en la práctica clínica aquellos métodos o sustancias que inducen un estado anestésico transitorio y completamente reversible. Las propiedades deseables de un anestésico local son las siguientes: 1. No debe irritar los tejidos sobre los que se aplica. 2. No debe ocasionar una alteración permanente de la estructura nerviosa. 3. Su toxicidad sistémica ha de ser baja. 4. Su eficacia no debe depender de que se inyecte en los tejidos o de que se aplique localmente a las mucosas. 5. La latencia de la anestesia ha de ser lo más corta posible. 6. La duración de la acción debe ser lo suficientemente larga para permitir que se complete el procedimiento, pero sin prolongarse tanto que precise una recuperación larga. La mayoría de los anestésicos locales descritos en esta sección cumplen los dos primeros criterios. No son (relativamente) irritantes tisulares y son completamente reversibles. La toxicidad sistémica es de suma importancia, ya que todos los anestésicos locales inyectables y la mayoría de los tópicos se absorben al final desde su lugar de administración hacia el sistema cardiovascular. La toxicidad potencial de un fármaco es uno de los factores esenciales que se han de tener 2 en cuenta para su uso como anestésico local. La toxicidad de los anestésicos locales actualmente en uso varía de forma sustancial. Se abordará con más detalle en el capítulo 2. Aunque es una característica deseable, no todos los anestésicos locales actuales cumplen los criterios de eficacia, con independencia de que se inyecten o se apliquen tópicamente. Está demostrado que algunos de los anestésicos locales más potentes (p. ej., procaína o mepivacaína) son bastante ineficaces cuando se aplican tópicamente en las mucosas. Para que resulten eficaces por vía tópica, deben aplicarse a concentraciones que provocan irritación tisular local y aumentan el riesgo de toxicidad sistémica. La diclonina, un anestésico tópico potente, no se administra en solución inyectable debido a sus propiedades tisulares irritantes. Por otra parte, la lidocaína y la tetracaína son eficaces cuando se administran por vía tópica o inyección a concentraciones aceptables desde el punto de vista clínico. La mayoría de los anestésicos locales clínicamente eficaces en uso hoy en día cumplen los dos últimos factores: la rapidez de inicio de la acción y la duración adecuada del efecto clínico. La duración del efecto clínico varía de forma considerable de un fármaco a otro, y también entre los distintos preparados de un mismo fármaco, así como en función del tipo de inyección aplicada (p. ej., bloqueo nervioso frente a supraperióstico). La duración de la anestesia necesaria para completar un procedimiento es uno de los aspectos más relevantes que se han de tener en cuenta al seleccionar un anestésico local. Además de estas cualidades, Bennett2 enumera otras propiedades deseables para el anestésico local ideal: 7. Debe tener la potencia suficiente para proporcionar una anestesia completa sin utilizar soluciones concentradas nocivas. 8. Debe estar relativamente exento de desencadenar reacciones alérgicas. 9. Debe ser estable en solución, y su biotransformación en el cuerpo ha de ser sencilla. 10. Debe ser estéril o capaz de esterilizarse mediante calor sin deteriorarse. Ninguno de los anestésicos en uso en la actualidad satisface todos estos criterios; sin embargo, todos ellos cumplen una gran parte de los mismos. Se sigue investigando para obtener fármacos nuevos que posean el máximo de factores deseables y el mínimo de factores negativos. © 2013. Elsevier España, S.L. Reservados todos los derechos Capítulo 1 Neurofisiología Principios de la generación y la transmisión del impulso © Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito. El descubrimiento a finales del siglo xix de un grupo de sustancias químicas con capacidad para prevenir el dolor sin inducir pérdida de consciencia fue uno de los pasos fundamentales en el avance de la medicina y la odontología. Por primera vez se podían llevar a cabo procedimientos médicos y dentales fácilmente y de forma indolora, un hecho que casi dan por sentado los profesionales médicos y de odontología contemporáneos, así como sus pacientes. El concepto en el que se basan las acciones de los anestésicos locales es simple: impiden la génesis y la conducción de un impulso nervioso. Como consecuencia, los anestésicos locales establecen una barrera química entre la fuente del impulso (p. ej., la incisión del bisturí en partes blandas) y el cerebro. De este modo, el paciente no interpreta como dolor el impulso bloqueado, incapaz de alcanzar el cerebro. Esto se parece a lo que sucede al encender la mecha de una carga de dinamita. La mecha es el «nervio», mientras que la dinamita es el «cerebro». Si se enciende la mecha y la llama alcanza la dinamita, se produce una explosión (fig. 1-1). Cuando el nervio se estimula, se propaga un impulso que se interpreta como dolor al llegar al cerebro. Si se prende la mecha, pero se coloca «agua» (p. ej., un anestésico local) a medio camino entre el extremo de la mecha y la dinamita, la mecha arderá hasta el punto donde está colocada el agua, y se extinguirá. La dinamita no explotará. Cuando se coloca un anestésico local en algún punto entre el estímulo doloroso (p. ej., una broca) y el cerebro, el impulso nervioso viajará hasta la zona donde se ha aplicado el anestésico local, y a continuación «muere», Figura 1-1. La mecha se enciende y la llama alcanza la dinamita; se produce una explosión y el paciente experimenta dolor. 3 de modo que nunca alcanza el cerebro y no se produce dolor (fig. 1-2). ¿Cómo actúan los anestésicos locales, que son los fármacos más comunes en odontología, para abolir o prevenir el dolor? A continuación se describen las teorías vigentes que tratan de explicar el mecanismo de acción de los anestésicos locales. Sin embargo, para comprender mejor su efecto, el lector debe tener unos conocimientos básicos de los principios de la conducción nerviosa. Ahora realizamos una revisión de las características y propiedades relevantes de la anatomía y la fisiología nerviosas. La neurona La neurona, o célula nerviosa, es la unidad estructural del sistema nervioso, capaz de transmitir mensajes entre el sistema nervioso central (SNC) y cualquier parte del cuerpo. Existen dos tipos básicos de neuronas: sensitivas (aferentes) y motoras (eferentes). La estructura básica de estos dos tipos de neuronas difiere de forma notable (fig. 1-3). Las neuronas sensitivas, capaces de transmitir la sensación dolorosa, constan de tres porciones principales3. El proceso pe­ riférico (conocido también como zona dendrítica), compuesto por una ramificación de terminaciones nerviosas libres, es el segmento más distal de la neurona sensitiva. Estas terminaciones nerviosas libres responden a la estimulación producida Figura 1-2. Se deposita anestésico local en un punto situado entre el estímulo doloroso y el cerebro (dinamita). El impulso viaja hasta el punto donde se ha aplicado el anestésico local y «muere», de modo que nunca alcanza el cerebro y no se produce dolor. 4 PARTE I Los fármacos Figura 1-3. A, Motoneurona multipolar. B, Neurona sensitiva monopolar. (En Liebgott B: Anatomical basis of dentistry, 2.ª ed., St. Louis, 2001, Mosby.) en los tejidos en los que se encuentran y generan un impulso que se transmite en dirección central a lo largo del axón. El axón es una estructura delgada a modo de cable que puede ser bastante larga (el axón del calamar gigante puede llegar a medir 100-200 cm de largo). En su extremo mesial (o central) existe una ramificación parecida a la observada en el proceso periférico. Sin embargo, en este caso las ramificaciones forman sinapsis con varios núcleos en el SNC a fin de distribuir los impulsos entrantes (sensitivos) hacia sus localizaciones apropiadas en el SNC para su interpretación. El cuerpo celular es el tercer componente de la neurona. En la neurona sensitiva aquí descrita, el cuerpo celular se localiza a cierta distancia del axón, la vía principal de la transmisión del impulso en este nervio. El cuerpo celular del nervio sensitivo no está, por tanto, implicado en el proceso de transmisión del impulso, sino que su función principal es la de proporcionar el soporte metabólico vital para toda la neurona (v. fig. 1-3, B). Las células nerviosas que conducen los impulsos desde el SNC hasta la periferia se denominan motoneuronas, y difieren estructuralmente de las neuronas sensitivas que acabamos de describir en que su cuerpo celular se interpone entre el axón y las dendritas. En las motoneuronas, el cuerpo celular es un componente integral del sistema de transmisión del impulso, pero también proporciona apoyo metabólico para la célula. El axón se ramifica cerca de su extremo en terminales axónicos bulbosos (o botones terminales). Estos terminales axónicos establecen sinapsis con las células musculares (v. fig. 1-3, A). El axón La fibra nerviosa individual, el axón, es un cilindro largo de citoplasma neuronal (axoplasma) envuelto en una vaina delgada, la membrana nerviosa o axolema. Las neuronas, al igual que el resto de células, poseen un cuerpo celular y un núcleo; sin embargo, se diferencian porque poseen procesos axónicos mediante los cuales el cuerpo celular puede situarse a una distancia considerable. El axoplasma, una sustancia gelatinosa, está separado de los líquidos extracelulares por una membrana nerviosa continua. En algunos nervios, dicha membrana se halla recubierta por una capa de mielina aislante rica en lípidos. Las teorías actuales sostienen que la excitabilidad y la conducción de los nervios sensitivos son atribuibles a cambios que se desarrollan dentro de la membrana nerviosa. El cuerpo celular y el axoplasma no son esenciales para la conducción nerviosa. No obstante, tienen su importancia. El soporte metabólico de la membrana probablemente provenga del axoplasma. La membrana nerviosa (celular) tiene un grosor aproximado de 70-80 Å (una unidad angstrom es 1/10.000 parte de una micra). En la figura 1-4 se representa la configuración aceptada en la actualidad. Todas las membranas biológicas están organizadas para bloquear la difusión de las moléculas Capítulo 1 Neurofisiología hidrosolubles, para permitir una permeabilidad selectiva a ciertas moléculas mediante poros o canales especializados y para transducir información mediante receptores proteicos sensibles a la estimulación química o física mediante neurotransmisores u hormonas (química) o a través de luz, vi- Figura 1-4. A, Configuración de una membrana biológica. B, Membrana lipoproteica heterogénea planteada por Singer y Nicholson. (Reproducida de Corvino BG, Vassalo HG: Local anesthetics: mecha­ nisms of action and clinical use, Nueva York, 1976, Grune & Stratton.) 5 braciones o presión (física)4. La membrana se describe como una estructura flexible no distensible que consta de dos capas de moléculas lipídicas (doble capa lipídica de fosfolípidos) y de proteínas, lípidos e hidratos de carbono asociados. Los lípidos están orientados con sus extremos hidrófilos (polares) hacia la superficie externa y los extremos hidrófobos (apolares), hacia la zona intermedia de la membrana (v. fig. 1-4, A). Las proteínas se consideran los elementos organizativos fundamentales de las membranas (v. fig. 1-4, B)5. Se clasifican en proteínas de transporte (canales, transportadoras o bombas) y receptores. Se cree que las proteínas de los canales son poros continuos a través de la membrana que permiten el flujo pasivo de algunos iones (Na+, K+, Ca++), mientras que otros canales tienen un sistema de «compuertas» y sólo permiten el paso de iones cuando la compuerta está «abierta»4. La membrana nerviosa se sitúa en la interfase entre el líquido extracelular y el axoplasma. Separa concentraciones iónicas muy diversas en el interior del axón de las situadas por fuera. La membrana nerviosa en reposo posee una resistencia eléctrica unas 50 veces mayor que la de los líquidos intracelular y extracelular, y de este modo impide el paso de sodio, potasio y cloro siguiendo sus gradientes de concentración. Sin embargo, cuando un impulso nervioso pasa a su través, la conductividad eléctrica de la membrana nerviosa se multiplica aproximadamente por 100. Este aumento de la conductividad permite el paso de iones de sodio y potasio a favor de sus gradientes de concentración a través de la membrana nerviosa. Este movimiento de iones es el que proporciona la fuente energética inmediata para la conducción del impulso a lo largo del nervio. Algunas fibras nerviosas están recubiertas por una capa lipídica aislante de mielina. En los vertebrados, las fibras nerviosas mielínicas incluyen a todos los axones excepto a los más pequeños (tabla 1-1)6. Las fibras nerviosas mielínicas (fig. 1-5) están encerradas en capas dispuestas en una espiral de vainas de mielina lipoproteicas que, en realidad, son una variante especializada de células de Schwann. Aunque la vaina de mielina es sobre todo lipídica (75%), también contiene una parte proteica (20%) y de hidratos de carbono (5%)7. Cada fibra nerviosa mielínica está encerrada en su propia vaina de mielina. La capa más externa de la mielina consta del citoplasma y del núcleo de las células de Schwann. A lo largo de la fibra © Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito. Tabla 1-1 Clasificación de los nervios periféricos según el tamaño y las propiedades fisiológicas de la fibra Clase de fibra Subclase A B C Velocidad de conducción Mielina Diámetro (m) (m/seg) Localización alfa + 6-22 30-120 beta + 6-22 30-120 gamma delta + + + − − 3-6 1-4 <3 0,3-1,3 0,4-1,2 15-35 5-25 3-15 0,7-1,3 0,1-2,0 sC d gammaC Aferente y eferente desde y hacia los músculos y las articulaciones Aferente y eferente desde y hacia los músculos y las articulaciones Eferente hacia los husos musculares Nervios sensitivos aferentes Simpático preganglionar Simpático posganglionar Nervios sensitivos aferentes Función Motora, propiocepción Motora, propiocepción Tono muscular Dolor, temperatura, tacto Diversas funciones autónomas Diversas funciones autónomas Diversas funciones autónomas; dolor, temperatura, tacto De Berde CB, Strichartz GR: Local anesthetics. En Miller RD, editor: Anesthesia, 5.ª ed., Filadelfia, 2000, Churchill Livingstone, págs. 491-521. 6 PARTE I Los fármacos Figura 1-5. Estructura de una fibra nerviosa mielínica. (Repro­ ducida de De Jong RH: Local anesthetics, St. Louis, 1994, Mosby.) de acción son despolarizaciones transitorias de la membrana debidas a un incremento breve en la permeabilidad de la membrana al sodio y, por lo general, también a un incremento tardío en la permeabilidad al potasio9. Los impulsos se inician mediante estímulos químicos, térmicos, mecánicos o eléctricos. Una vez iniciado un impulso por un estímulo en una fibra nerviosa determinada, la amplitud y la forma de dicho impulso permanecen constantes, con independencia de los cambios en la calidad del estímulo o en su fuerza. El impulso permanece constante, sin perder fuerza durante su viaje a lo largo del nervio, ya que la energía utilizada para su propagación proviene de la energía liberada por la fibra nerviosa a lo largo de su longitud, y no sólo de la procedente del estímulo inicial. De Jong ha descrito la conducción del impulso como la progresión activa de una chispa a lo largo de una mecha de pólvora10. Una vez encendida, la mecha va ardiendo a una velocidad constante a lo largo de toda su longitud, de modo que un segmento proporciona la energía necesaria para encender al segmento vecino. Ésta es la misma situación que se observa en la propagación de un impulso a lo largo de un nervio. Electrofisiología de la conducción nerviosa Figura 1-6. Tipos de vainas de células de Schwann. (Reproducida de Wildsmith JAW: Peripheral nerve and anesthetics Drugs, Br J Anaesthes 58:692-700, 1986.) nerviosa mielínica se aprecian estrangulamientos situados a intervalos regulares (aproximadamente cada 0,5-3 mm). Son los denominados nódulos de Ranvier, que forman un hueco entre dos células de Schwann adyacentes y sus espirales de mielina8. En dichos nódulos, la membrana nerviosa está expuesta directamente al medio extracelular. Las fibras nerviosas amielínicas (fig. 1-6) también están rodeadas por una vaina de células de Schwann. Los grupos de fibras nerviosas amielínicas comparten la misma vaina. Las propiedades aislantes de la vaina de mielina permiten que un nervio mielínico conduzca los impulsos mucho más rápido que un nervio amielínico de un tamaño similar. Fisiología de los nervios periféricos La función de un nervio consiste en transportar mensajes desde una parte del cuerpo a otra. Estos mensajes, en forma de potenciales de acción eléctricos, se denominan impulsos. Los potenciales A continuación se describen los acontecimientos eléctricos que se producen en el interior de un nervio durante la conducción de un impulso. En las siguientes secciones se describen los mecanismos precisos para cada uno de estos pasos. Cada nervio posee un potencial de reposo (fig. 1-7, paso 1). Se trata de un potencial eléctrico negativo de −70 mV que existe a través de la membrana nerviosa y que se produce por las distintas concentraciones de iones a ambos lados de la membrana (tabla 1-2). El interior del nervio es negativo con respecto al exterior. Paso 1. Un estímulo excita al nervio y desencadena la siguien- te secuencia de acontecimientos: A. Una fase inicial de despolarización lenta. El potencial eléctrico en el interior del nervio se vuelve ligeramente menos negativo (v. fig. 1-7, paso 1A). B. Cuando el potencial eléctrico en descenso alcanza un valor crítico, se produce una fase de despolarización muy rápida. Éste es el denominado potencial umbral o umbral de disparo (v. fig. 1-7, paso 1B). C. Esta fase de despolarización rápida produce una inversión del potencial eléctrico a través de la membrana Capítulo 1 Neurofisiología 7 Figura 1-7. Arriba, Potencial de reposo. Paso 1, A y B, Despolarización lenta hasta el umbral. Paso 1, C, Despolarización rápida. Paso 2, Repolarización. Tabla 1-2 Concentraciones iónicas intracelulares y extracelulares Ion © Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito. Potasio (K+) Sodio (Na+) Cloro (Cl−) Intracelular Extracelular Proporción (mEq/l) (mEq/l) (aproximada) 110-170 5-10 5-10 3-5 140 110 27:1 1:14 1:11 nerviosa (v. fig. 1-7, paso 1C). El interior del nervio es ahora eléctricamente positivo con respecto al exterior. En el interior de la neurona existe un potencial eléctrico de +40 mV11. Paso 2. Después de estos pasos de despolarización se produce la repolarización (fig. 1-7, paso 2). El potencial eléctrico se va negativizando de forma progresiva dentro de la neurona con respecto al exterior, hasta que vuelve a alcanzarse de nuevo el potencial de reposo de −70 mV. La totalidad del proceso (pasos 1 y 2) requiere 1 milisegundo; la despolarización (paso 1) tarda 0,3 mseg; la repolarización (paso 2) tarda 0,7 mseg. Electroquímica de la conducción nerviosa La secuencia de acontecimientos precedente depende de dos factores clave: las concentraciones de electrólitos en el axoplasma (interior de la neurona) y en los líquidos extracelulares y la permeabilidad de la membrana nerviosa a los iones sodio y potasio. En la tabla 1-2 se muestran las distintas concentraciones de iones observadas en el interior de las neuronas y en los líquidos extracelulares. Las concentraciones intracelulares y extracelulares de los iones muestran unas diferencias notables. Estos gradientes iónicos difieren porque la membrana nerviosa posee una permeabilidad selectiva. Estado de reposo. En su estado de reposo, la membrana nerviosa es: • Parcialmente permeable al sodio (Na+). • Completamente permeable al potasio (K+). • Completamente permeable al cloro (Cl–). El potasio permanece dentro del axoplasma a pesar de su capacidad para difundir libremente a través de la membrana nerviosa y a favor de su gradiente de concentración (la difusión pasiva suele producirse desde la región de mayor concentración a la de menor concentración), ya que la carga 8 PARTE I Los fármacos negativa de la membrana nerviosa controla a los iones con carga positiva mediante atracción electrostática. El cloro permanece fuera de la membrana nerviosa, en lugar de moverse a favor de su gradiente de concentración hacia el interior de la neurona, ya que la influencia electrostática opuesta (gradiente electrostático desde dentro hacia fuera) es prácticamente la misma y fuerza dicha migración hacia el exterior. El resultado neto es que el cloro no difunde a través de la membrana. El sodio migra hacia dentro, ya que tanto la concentración (mayor en el exterior) como el gradiente electrostático (los iones positivos son atraídos por el potencial intracelular negativo) favorecen dicha migración. Sólo el hecho de que la membrana nerviosa en reposo sea relativamente impermeable al sodio impide el flujo masivo de este ion hacia el interior de la neurona. Excitación de la membrana Despolarización. La excitación de un segmento nervioso produce un aumento de la permeabilidad de la membrana celular a los iones de sodio. Esto se consigue gracias a un ensanchamiento transitorio de los canales iónicos que atraviesan la membrana, que resulta suficiente para permitir el paso sin obstáculos de los iones de sodio hidratados. El flujo rápido de sodio hacia el interior de la neurona provoca la despolarización de la membrana nerviosa desde su valor de reposo hasta su umbral de disparo de aproximadamente −50 mV a −60 mV (v. fig. 1-7, pasos 1A y 1B)12. El umbral de disparo es en realidad la magnitud de la disminución en el potencial transmembrana negativo que es necesaria para iniciar un potencial de acción (impulso). Para alcanzar el umbral de disparo se requiere un descenso en el potencial transmembrana negativo de 15 mV (p. ej., desde −70 mV hasta −55 mV); una diferencia de voltaje inferior a 15 mV no iniciará el impulso. En un nervio normal, el umbral de disparo permanece constante. Al exponer el nervio a un anestésico local se eleva su umbral de disparo. La elevación del umbral de disparo significa que debe pasar una mayor cantidad de sodio a través de la membrana para disminuir el potencial transmembrana negativo hasta un valor en el que se produzca la despolarización. Cuando se alcanza el umbral de disparo, aumenta de forma notable la permeabilidad de la membrana al sodio, y estos iones penetran con rapidez en el axoplasma. En realidad, al final de la despolarización (valor máximo del potencial de acción), el potencial eléctrico del nervio está invertido; existe un potencial eléctrico de +40mV (v. fig. 1-7, paso 1C). La totalidad del proceso de despolarización requiere aproximadamente 0,3 mseg. Repolarización. El potencial de acción finaliza cuando la membrana se repolariza. Esto se debe a la extinción (inacti­ vación) del aumento de la permeabilidad al sodio. En muchas células también aumenta la permeabilidad al potasio, lo que provoca una salida de dicho ion desde el interior de la célula y produce una repolarización más rápida de la membrana y el regreso a su potencial de reposo (v. fig. 1-7, paso 2). El movimiento de los iones de sodio hacia el interior de la célula durante la despolarización y el subsiguiente desplazamiento de potasio hacia el exterior de la neurona durante la repolarización son pasivos (no requieren un gasto energético), ya que cada ion se mueve a favor de su gradiente de concen- tración (de mayor a menor). Una vez que el potencial de membrana ha recuperado su valor original (−70 mV), existe un ligero exceso de sodio en el interior de la neurona y un ligero exceso de potasio en el medio extracelular. Comienza entonces un período de actividad metabólica, en el que se produce una transferencia activa de sodio hacia el exterior de la neurona a través de la bomba de sodio. Para mover el sodio hacia el exterior de la neurona en contra de su gradiente de concentración se necesita un gasto energético. Esta energía proviene del metabolismo oxidativo del trifosfato de adenosina (ATP). Se cree que este mismo mecanismo de bombeo es el responsable del transporte activo de potasio hacia el interior de la neurona en contra de su gradiente de concentración. La totalidad del proceso de repolarización requiere 0,7 mseg. Justo después de que un estímulo haya iniciado un potencial de acción, el nervio es incapaz, durante un tiempo, de responder a otro estímulo, con independencia de su intensidad. Esto es lo que se denomina período refractario absoluto, cuya duración es aproximadamente la misma que la de la porción principal del potencial de acción. El período refractario absoluto va seguido del período refractario relativo, durante el cual se puede iniciar un impulso nuevo por un estímulo de una intensidad mayor de la normal. El período refractario relativo sigue disminuyendo hasta que se recupera el valor de excitabilidad normal, en cuyo punto se dice que el nervio está repolarizado. Durante la despolarización, la mayoría de los canales de sodio se encuentran en su posición abierta (A), lo que permite la entrada rápida de Na+. Esto se sigue de una disminución más lenta hacia el estado de inactivación (I) de los canales hasta un estado no conductor. La inactivación convierte de forma transitoria a los canales hasta un estado a partir del cual no pueden abrirse en respuesta a la despolarización (período refractario absoluto). Este estado inactivado regresa lentamente, de modo que la mayoría de los canales se encuentran en su estado de reposo cerrado (C) cuando se repolariza la membrana (−70 mV). En la despolarización cambia la configuración de los canales, en primer lugar hacia un estado abierto, en el que se conducen iones (A), y a continuación a un estado no conductor inactivo (I). Aunque tanto el estado C como el I se corresponden con canales no conductores, se diferencian en que la despolarización puede reclutar canales hacia el estado conductor A desde el estado C, pero no desde el I. En la figura 1-8 se describen las etapas de transición de los canales de sodio13. Canales de membrana. Los poros discretamente acuosos que atraviesan de un lado a otro la membrana nerviosa excitable, denominados canales de sodio (o iónicos), son estructuras moleculares que sirven de mediadores a la permeabilidad del sodio. Parece que los canales son lipoproteínas fijadas firmemente en la membrana (v. fig. 1-4). Constan de un poro acuoso que cruza la membrana con un calibre lo bastante estrecho para discriminar entre los iones de sodio y el resto; el Na+ pasa con una facilidad 12 veces mayor que el K+. El canal también incluye una porción cuya configuración se modifica en respuesta a cambios en el potencial de membrana, y sirve de puerta al paso de iones a través del poro (están descritos los estados C, A e I). La presencia de estos canales ayuda a explicar la permeabilidad o la impermeabilidad de la membrana a ciertos iones. Los canales de sodio tienen un diámetro interno de aproximadamente 0,3 × 0,5 nm14. Capítulo 1 Neurofisiología 9 © Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito. Figura 1-8. Estados de transición de los canales de sodio. La despolarización invierte el potencial de membrana en reposo desde el valor negativo interior (izquierda) hasta el valor positivo interior (centro). Los canales proteicos sufren los cambios de configuración correspondientes desde el estado de reposo (cerrado) hasta un estado conductor de iones (abierto). Los cambios de estado continúan desde la configuración abierta (centro) hasta la inactiva (derecha), donde la configuración de los canales asume un estado diferente, pero todavía impermeable. Con la repolarización, el canal refractario inactivado recupera la configuración de reposo inicial (izquierda), y vuelve a estar listo para la secuencia siguiente. (Reproducida de Siegelbaum SA, Koester F: Ion channels. En Kandel ER, editor: Principles of neural science, 3.ª ed., Norwalk, Conn, 1991, Appleton-Lange.) Un ion de sodio es más delgado que uno de potasio o uno de cloro, por lo que debería difundir libremente a favor de su gradiente de concentración a través de los canales de membrana hacia el interior de la neurona. Sin embargo, esto no ocurre porque todos los iones atraen moléculas de agua y se hidratan. Los iones de sodio hidratados tienen un radio de 3,4 Å, lo que supone aproximadamente un 50% más que los 2,2 Å del radio de los iones de potasio y de cloro. Por tanto, los iones de sodio son demasiado grandes para atravesar los canales estrechos cuando un nervio está en reposo (fig. 1-9), mientras que los iones de potasio y de cloro sí pueden atravesarlos. Durante la despolarización, los iones de sodio atraviesan con facilidad la membrana nerviosa gracias a que los cambios de configuración que se desarrollan en el interior de la membrana producen un ensanchamiento transitorio de estos canales transmembrana hasta alcanzar un tamaño adecuado que permita su paso sin obstáculos a favor del gradiente de concentración hacia el axoplasma (transformación de la configuración C a la A). Este concepto puede visualizarse como la apertura de la puerta que obstruye en parte el canal en la membrana en reposo (C) durante la despolarización (fig. 1-10). Pruebas recientes indican la existencia de especificidad del canal, de manera que los canales de sodio son distintos de los de potasio15. Las puertas del canal de sodio se localizan cerca de la superficie externa de la membrana nerviosa, mientras que las de los canales de potasio se sitúan cerca de la superficie interna de la membrana. Propagación del impulso Después del inicio de un potencial de acción por un estímulo, el impulso se mueve a lo largo de la superficie del axón. La energía para que el impulso se propague procede de la membrana nerviosa de la manera siguiente. Figura 1-9. Canales de membrana parcialmente ocluidos; el nervio está en reposo. Los iones de sodio hidratados (Na+) son demasiado grandes para pasar a través de los canales, aunque los iones de potasio (K+) pueden atravesarlos sin impedimentos. El estímulo desestabiliza el equilibrio de reposo de la membrana nerviosa; el potencial transmembrana se invierte momentáneamente: el interior de la neurona cambia de negativo a positivo, mientras que el exterior lo hace de positivo a negativo. Este nuevo equilibrio eléctrico en este segmento de nervio produce corrientes locales que empiezan a fluir entre el segmento despolarizado y la zona de reposo adyacente. 10 PARTE I Los fármacos Figura 1-10. Los canales de membrana están abiertos; se produce la despolarización. Los iones de sodio hidratados (Na+) pueden pasar ahora sin impedimentos a través del canal de sodio. Dichas corrientes locales fluyen de positivo a negativo, y se extienden durante varios milímetros a lo largo de la membrana nerviosa. Como resultado de este flujo de corriente, el interior de la zona adyacente se vuelve menos negativo y su exterior menos positivo. El potencial transmembrana disminuye y se aproxima al umbral de disparo para la despolarización. Cuando el potencial transmembrana disminuye 15 mV desde el potencial de reposo, se alcanza el umbral de disparo y se produce una despolarización rápida. El segmento recientemente despolarizado establece corrientes locales en la membrana de reposo adyacente y todo el proceso comienza de nuevo. Las condiciones en el segmento que se acaba de despolarizar vuelven a la normalidad después de los períodos refractarios absoluto y relativo. Como consecuencia, la onda de despolarización sólo puede diseminarse en una dirección. El movimiento retrógrado (hacia atrás) está impedido por el segmento refractario no excitable. Diseminación del impulso El impulso propagado se desplaza a lo largo de la membrana nerviosa hacia el SNC. Esta diseminación difiere según se trate de un nervio mielínico o amielínico. Nervios amielínicos. Una fibra nerviosa amielínica es bási- camente un cilindro largo con una membrana celular de una resistencia eléctrica alta que rodea un núcleo conductor de axoplasma con una resistencia baja, y todo ello bañado por un líquido extracelular de baja resistencia. La membrana celular de resistencia alta y los medios intracelular y extracelular de baja resistencia producen un des- Figura 1-11. Propagación saltatoria. Comparación de la propagación del impulso en axones amielínicos (superior) y mielínicos (inferior). En los primeros, el impulso se mueve hacia delante mediante una despolarización secuencial de los segmentos de membrana adyacentes cortos. Por el contrario, la despolarización en los axones mielínicos es discontinua; el impulso salta hacia delante, de un nódulo a otro. Obsérvese lo alejado que se encuentra el impulso en el axón mielínico al cabo de cuatro secuencias de despolarización. (Reproducida de De Jong RH: Local anesthetics, St. Louis, 1994, Mosby.) censo rápido en la densidad de la corriente en una distancia relativamente corta del segmento despolarizado. En las áreas inmediatamente adyacentes a este segmento despolarizado, el flujo de corriente local puede ser el idóneo para iniciar la despolarización en la membrana en reposo. A mayor distancia, no conseguirá alcanzar el umbral de disparo. Así pues, la diseminación de un impulso en una fibra nerviosa amielínica se caracteriza por un proceso de avance anterógrado relativamente lento (fig. 1-11). La velocidad de conducción en las fibras C amielínicas es de 1,2 m/seg, frente a los 14,8-120 m/seg en las fibras A alfa y A delta mielínicas16. Nervios mielínicos. La diseminación del impulso en el inte- rior de los nervios mielínicos es distinta a la que se produce en los nervios amielínicos debido a la capa de material aislante que separa las cargas intracelulares de las extracelulares. Cuanto más separadas estén las cargas, menor será la corriente necesaria para cargar la membrana. Las corrientes locales pueden, de este modo, viajar mucho más lejos en un nervio mielínico que en uno amielínico antes de volverse incapaces de despolarizar la membrana nerviosa situada por delante. La conducción del impulso en los nervios mielínicos se produce gracias a saltos de corriente de un nódulo a otro, proceso que se denomina conducción saltatoria (v. fig. 1-11). Esta forma de conducción del impulso es mucho más rápida, y su gasto energético se revela más eficiente que el empleado en los nervios amielínicos. El grosor de la vaina de mielina aumenta al hacerlo el diámetro del axón. Asimismo, la distancia entre nódulos de Ranvier adyacentes se incrementa cuando lo hace el diámetro del axón. Debido a estos dos factores, la conducción saltatoria es más rápida en un axón más grueso. Capítulo 1 Neurofisiología La conducción saltatoria suele progresar de un nódulo al siguiente de forma escalonada. Sin embargo, se puede demostrar que el flujo de corriente hasta el nódulo siguiente supera el flujo necesario para alcanzar el umbral de disparo de la membrana del nódulo. Si se bloquea la conducción de un impulso en un nódulo, la corriente local salta sobre dicho nódulo, y sigue siendo idónea para elevar el potencial de membrana en el nódulo siguiente hasta su potencial de activación y producir una despolarización. La solución anestésica debe cubrir un mínimo de 8-10 mm de nervio para garantizar un bloqueo completo17. Mecanismo y lugar de acción de los anestésicos locales Hay que describir cómo y dónde alteran los anestésicos locales los procesos de generación y transmisión del impulso. Es posible que los anestésicos locales interfieran en el proceso de excitación en una membrana nerviosa mediante una o más de las siguientes formas: 1. Alterando el potencial de reposo básico de la membrana nerviosa. 2. Alterando el potencial umbral (valor de activación). 3. Disminuyendo la velocidad de la despolarización. 4. Prolongando la velocidad de la repolarización. Se ha establecido que los efectos primordiales de los anestésicos locales se producen durante la fase de despolarización del potencial de acción18. Entre estos efectos se encuentra una disminución en la velocidad de despolarización, y en concreto en la fase de despolarización lenta. Debido a ello, la despolarización celular es insuficiente para reducir el potencial de membrana de una fibra nerviosa hasta su valor de activación, y no se desarrolla un potencial de acción propagado. No existe un cambio asociado de la velocidad de repolarización. © Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito. ¿Dónde actúan los anestésicos locales? La membrana nerviosa es el lugar en el que los anestésicos locales ejercen sus acciones farmacológicas. Durante años se han formulado numerosas teorías para explicar el mecanismo de acción de los anestésicos locales, como la de la acetilcolina, la del desplazamiento del calcio y la teoría de la carga de superficie. La teoría de la acetilcolina establecía que la acetilcolina estaba implicada en la conducción nerviosa, además de su papel como neurotransmisor en las sinapsis nerviosas19. No existen pruebas de que la acetilcolina esté implicada en la transmisión nerviosa a lo largo del cuerpo de la neurona. La teoría del desplazamiento del calcio, en otro tiempo popular, mantenía que los anestésicos locales bloqueaban el nervio gracias al desplazamiento del calcio desde algún lugar de la membrana con control sobre la permeabilidad del sodio20. La demostración de que al variar la concentración de calcio que baña los nervios no se afecta la potencia del anestésico local ha reducido la credibilidad de esta teoría. La teoría de la carga de superficie (repulsión) sostenía que los anestésicos locales actúan uniéndose a la membrana nerviosa y modificando el potencial eléctrico en su superficie21. Las moléculas de fármacos catiónicos (RNH+) (pág. 16) se alineaban en la interfase membrana-agua y, como las moléculas de los anestésicos locales transportaban una carga positiva neta, hacían que el potencial eléctrico en la superficie de membrana fuese más 11 positivo, con lo que se reducía la excitabilidad del nervio al incrementar el potencial umbral. Las pruebas actuales indican que el potencial de reposo de la membrana nerviosa no se altera por los anestésicos locales (no se hiperpolarizan) y que los anestésicos locales convencionales actúan en el interior de los canales de la membrana más que sobre su superficie. Por otra parte, la teoría de la carga de superficie no puede explicar la actividad de las moléculas anestésicas sin carga para bloquear los impulsos nerviosos (p. ej., benzocaína). En la actualidad se da cierta credibilidad a otras dos teorías, la de la expansión de la membrana y la del receptor específico. De las dos, la teoría del receptor específico es la que cuenta con más adeptos. La teoría de la expansión de la membrana establece que las moléculas de anestésicos locales difunden hasta regiones hidrófobas de las membranas excitables, lo que provoca una desorganización general de la estructura de la membrana y expande ciertas regiones críticas e impide un incremento de la permeabilidad a los iones de sodio22,23. Los anestésicos locales que son muy liposolubles pueden atravesar fácilmente la porción lipídica de la membrana celular, lo que produce un cambio en la configuración de la matriz lipoproteica de la membrana nerviosa. Esto provoca una reducción del diámetro de los canales de sodio, lo que conduce a una inhibición tanto de la conductancia al sodio como de la excitación nerviosa (fig. 1-12). La teoría de la expansión de la membrana sirve de explicación plausible para la actividad de algunos anestésicos locales como la benzocaína, que carece de forma catiónica aunque muestra una actividad anestésica tópica intensa. Se ha demostrado que, de hecho, las membranas nerviosas se expanden y se vuelven más fluidas cuando se ven expuestas a anestésicos locales. Sin embargo, no existen pruebas directas de que la conducción nerviosa se bloquee por completo por la expansión de la membrana propiamente dicha. La teoría del receptor específico, la que cuenta con más apoyo hoy en día, afirma que los anestésicos locales actúan uniéndose a receptores específicos en el canal de sodio (fig. 1-13)24. El fármaco actúa directamente, sin la mediación de un cierto cambio en las propiedades generales de la membrana celular. Tanto los estudios bioquímicos como los electrofisiológicos han señalado que existen receptores específicos para los anestésicos locales en el canal de sodio, ya sea en su superficie externa o en la superficie axoplásmica interna25,26. Una vez que el anestésico local ha accedido a los receptores, disminuye o se elimina la permeabilidad a los iones de sodio y se interrumpe la conducción nerviosa. Los anestésicos locales se clasifican por su capacidad para reaccionar con receptores específicos en el canal de sodio. Parece que existen al menos cuatro puntos en el interior del canal de sodio en los que los fármacos pueden alterar la conducción nerviosa (v. fig. 1-13): 1. Dentro del canal de sodio (anestésicos locales de tipo aminas terciarias). 2. En la superficie externa del canal de sodio (tetrodotoxina, saxitoxina). 3 y 4. En las puertas de activación o de inactivación (veneno de escorpión). En la tabla 1-3 se muestra una clasificación biológica de los anestésicos locales basada en su lugar de acción y en la forma activa del compuesto. Los fármacos de la clase C sólo existen 12 PARTE I Los fármacos Figura 1-12. Teoría de la expansión de membrana. Tabla 1-3 Clasificación de las sustancias anestésicas locales según su localización biológica y su modo de acción Clasificación Definición Sustancia química Clase A Productos que actúan sobre un receptor en la superficie externa de la membrana nerviosa Productos que actúan sobre un receptor en la superficie interna de la membrana nerviosa Productos que actúan mediante un mecanismo fisicoquímico independiente del receptor Productos que actúan mediante una combinación de mecanismos dependientes e independientes del receptor Biotoxinas (p. ej., tetrodotoxina y saxitoxina) Clase B Clase C Clase D Análogos de amonio cuaternario de la lidocaína Veneno de escorpión Benzocaína La mayoría de los anestésicos locales de aplicación clínica (p. ej., articaína, lidocaína, mepivacaína, prilocaína) Modificada de Covino BG, Vassallo HG: Local anesthetics: mechanisms of actino and clinical use, Nueva York, 1976, Grune & Stratton. Utilizada con autorización. en la forma eléctricamente neutra, sin carga (RN), mientras que los de la clase D existen tanto en formas cargadas como sin carga. Aproximadamente el 90% de los efectos bloqueadores de los fármacos de la clase D están causados por la forma catiónica del fármaco; sólo el 10% de la acción bloqueadora está producida por la base (fig. 1-14). Fibras nerviosas mielínicas. Hay que tener en cuenta un factor adicional respecto al lugar de acción de los anestésicos locales en los nervios mielínicos. La vaina de mielina aísla el axón tanto desde el punto de vista eléctrico como farmacoló- gico. El único sitio en el que las moléculas de los anestésicos locales tienen acceso a la membrana nerviosa es en los nódulos de Ranvier, donde abundan los canales de sodio. Los cambios iónicos que se desarrollan durante la conducción del impulso también surgen únicamente en los nódulos. Como un impulso puede saltar o circunvalar uno o dos nódulos bloqueados y continuar su camino, es necesario que la solución anestésica bloquee al menos dos o tres nódulos inmediatamente adyacentes para garantizar una anestesia eficaz, lo que supone una longitud aproximada de 8-10 mm. Capítulo 1 Neurofisiología 13 © Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito. Figura 1-13. A, Los anestésicos locales de tipo aminas terciarias inhiben la entrada de sodio durante la conducción nerviosa al unirse a un receptor en el interior del canal de sodio (R-LA). Esto bloquea el mecanismo de activación normal (configuración A de la puerta, despolarización) y favorece también el movimiento de las puertas de activación e inactivación (m y h) hasta una posición similar a la del estado inactivado (I). B, Las biotoxinas (R-T) bloquean la entrada de sodio a un receptor situado en la superficie externa; diversos venenos lo llevan a cabo alterando la actividad de las puertas de activación e inactivación; y la benzocaína (R-B) lo hace expandiendo la membrana. C, Canal en la configuración cerrada. (Reproducida de Pallasch TJ: Dent Drug Serv Newsletter 4:25, 1983.) Figura 1-14. Entrada al canal. A la izquierda se aprecia un canal abierto permeable al ion sodio hacia dentro. El canal del centro está en la configuración cerrada de reposo; aunque en dicha configuración es impermeable al sodio, el canal sigue siendo sensible al voltaje. El canal de la derecha, aunque está en una configuración abierta, es impermeable porque tiene un catión anestésico unido al receptor de la puerta. Obsérvese que el anestésico local penetra en el canal desde el lado axoplásmico (inferior); el filtro del canal impide la entrada directa a través de la boca externa. El anestésico local impermeabiliza la membrana al sodio, de ahí que no resulte excitable a las corrientes de acción locales. (Reproducida de De Jong RH: Local anesthetics, St. Louis, 1994, Mosby.) Las densidades de los canales de sodio son diferentes en los nervios mielínicos y en los amielínicos. En los nervios amielínicos pequeños, la densidad de los canales de sodio es aproximadamente de 35/mm, mientras que en los nódulos de Ranvier de las fibras mielínicas puede alcanzar hasta 20.000/mm. Basándose en el promedio de longitud del nervio, el número de canales de sodio es relativamente escaso en las membranas nerviosas amielínicas. Así, por ejemplo, en el nervio olfativo del pez aguja, la proporción de canales de sodio respecto a las moléculas de fosfolípidos es de 1:60.000, lo que corresponde a un promedio de distancia entre los canales de 0,2 mm, mientras que en los nódulos 14 PARTE I Los fármacos de Ranvier agrupados densamente los canales sólo están separados por 70 Å27,28. Cómo funcionan los anestésicos locales La acción principal de los anestésicos locales para producir el bloqueo de la conducción consiste en reducir la permeabilidad de los canales iónicos al sodio (Na+). Los anestésicos locales inhiben de forma selectiva la permeabilidad máxima al sodio, cuyo valor suele ser 5-6 veces mayor que el mínimo necesario para la conducción del impulso (p. ej., hay un factor de seguridad para la conducción de 5× a 6×)29. Los anestésicos locales disminuyen este factor de seguridad y reducen tanto la velocidad de elevación del potencial de acción como su velocidad de conducción. Cuando el factor de seguridad cae por debajo de la unidad10, la cond