En este artículo haremos un breve repaso anatómico y funcional del diafragma.
Diafragma
El diafragma es una estructura musculotendinosa en forma de cúpula muy delgada (2-4 mm) y cóncava en su lado inferior y separa el tórax del abdomen.
Posee una cúpula que desciende durante la contracción aumentando los tres diámetros:
- longitudinal,
- transversal y
- anteroposterior del tórax
Esto provoca un incremento del volumen intratorácico y una caída de la presión, generando a la vez, efectos inversos en la cavidad abdominal.
Hay una porción tendinosa central, es decir, el centro frénico, y una porción muscular periférica que se origina en el centro frénico mismo.
Además, debemos recordar que la superficie diafragmática superior se fusiona con la pleura pulmonar, mientras que la superficie inferior se fusiona con el peritoneo.
Embriología
El diafragma se desarrolla durante las semanas 4 a 12 de la embriogénesis y se origina a partir de cuatro estructuras:
- el septum transverso,
- las membranas pleuroperitoneales,
- el mesenterio dorsal del esófago, y
- los músculos de la pared.
El septum transverso, que es anterior, se convierte en el tendón central del diafragma. Cuando existe un defecto en la fusión del septum transverso y los músculos de la pared, se produce una hernia anterior o de Morgagni . Estas constituyen menos del 10% de las hernias congénitas.
Cuando existe un defecto en el desarrollo de las membranas pleuroperitoneales o una falla en la fusión de los pliegues y el septum transverso con los músculos intercostales, se produce una hernia posterior o de Bochdalek. Estas constituyen el 90% de hernias diafragmáticas congénitas y son más común en el lado izquierdo.
Origen e inserción del músculo diafragma
Esquemáticamente es un músculo que presenta una concavidad que mira hacia el abdomen, o lo que es lo mismo, una convexidad que mira hacia el tórax. Se pueden identificar una porción costal, una lumbar y una esternal.
Porción esternal
La porción esternal está formada por dos pequeños haces musculares.
Se deriva de la parte posterior del apófisis xifoides cerca del ápice y delimita una abertura irregular ubicada en el área medial, la cisura de Larrey, a través de la cual el tejido conectivo prepericárdico contacta con el tejido conectivo preperitoneal.
Una deducción lógica es que la conexión entre el tórax y el abdomen es un continuo anatómico, donde el diafragma juega un papel vital en el manejo de la información relacionada con ambas cavidades.
Lateralmente, hay dos intersticios (el agujero de Morgagni, donde discurre la arteria mamaria interna) que están cubiertos por la pleura y el pericardio adyacente. Es a través de estas aberturas que pueden ocurrir hernias anteromediales y retrocostoxifoideas.
Porción costal
La porción costal (lateral) se origina en la superficie interna y el margen superior de las últimas seis costillas inferiores, a través de seis digitaciones que se cruzan con las del músculo transverso del abdomen.
A veces, los tractos costales junto con los lumbares delimitan un intersticio triangular conocido como triángulo de Bochdalek (o triángulo lumbocostal), un sitio de posible hernia.
Porción lumbar
La porción lumbar deriva de los pilares diafragmáticos medial, intermedio y lateral, y es importante destacar el hecho de que los pilares principales, hacen contacto con el tracto retro pericárdico, perinefrítico y su grasa relacionada.
Antes de unirse al soma vertebral, los pilares mediales delimitan a nivel de T11, con sus haces musculares internos, la abertura del esófago, por donde pasan el esófago y los nervios vagos.
El pilar medial derecho, que es más grueso y largo que su contraparte lateral, se convierte en un tendón plano que termina en el lado anterior de L2-L3 y, en ocasiones, L4.
Junto al pilar derecho existe un pequeño trayecto conocido como pilar accesorio, medial o intermedio, cuyo tendón va entre L1 y L2.
Se aprecia una abertura vertical entre este pilar y el pilar medial derecho, por donde discurren el nervio esplácnico mayor y la raíz medial de la vena ácigos, y el diafragma es atravesado también por nervios esplácnicos menores y mínimos.
El pilar medio izquierdo termina como un tendón plano entre L2 y L3. Nuevamente se puede rastrear un pilar accesorio, que delimita una abertura para el nervio esplácnico mayor y la raíz media de la vena hemiácigos.
Ligamentos y tendones
Sus tendones tienen forma de arco tendinoso por delante de T12 (ligamento arcuato mediano), y es atravesado por la arteria aórtica y el conducto torácico.
Los pilares laterales se insertan aquí y se dividen en dos tendones robustos: uno, el ligamento arcuato medial (sobre el músculo psoas) que une la vértebra L1 y la apófisis transversa, y el otro, el ligamento arcuato lateral (por encima del músculo cuadrado lumbar) que conecta la apófisis transversa de L1 y el vértice de la duodécima costilla.
Los ligamentos arcuatos medial y lateral actúan como un puente entre la fascia toracolumbar en la parte posterior y la fascia transversalis en la parte anterior.
En el centro frénico, la vena cava pasa a través de una abertura, ubicada anteriormente a la derecha .
La bomba inspiratoria
El respirar (o mejor dicho ventilar) implica la existencia de una función motora compleja.
Esta se basa en la activación neuronal coordinada donde participan una serie de músculos esqueléticos que generan una presión intratorácica negativa para llevar aire a nuestros pulmones: la bomba inspiratoria
El diafragma es el principal músculo de la bomba inspiratoria y su activación neural genera una presión transdiafragmática que impulsa el aire hacia los pulmones.
Sin embargo, además de la inspiración, la activación del diafragma es necesaria para las conductas expulsivas, incluidas la expectoración y el estornudo, que son esenciales para despejar y mantener la permeabilidad de las vías respiratorias.
Es más, el músculo del diafragma también contribuye a las actividades no respiratorias, como la deglución y la vocalización.
Generación de presión transdiafragmática (Pdi)
A medida que el músculo del diafragma se contrae, el movimiento hacia abajo aumenta la presión abdominal mientras disminuye la presión intratorácica.
El gradiente de presión a través del diafragma, o presión transdiafragmática (Pdi), es un reflejo de la fuerza del músculo.
La presión transdiafragmática máxima voluntaria (Pdi max) se puede estimar utilizando esfuerzos voluntarios máximos, como la prueba de “olfateo”.
En los seres humanos, la Pdimax es ~11,0 kPa (112 cmH2O), y la Pdi generada durante la eupnea es ~8 % de la Pdimax.
La exposición a la hipoxia y la hipercapnia representan un fuerte estímulo ventilatorio, pero las fuerzas del diafragma aumentan aún más durante la oclusión sostenida de las vías respiratorias, por ejemplo, como ocurre durante la apnea obstructiva del sueño.
La fuerza que genera el diafragma durante los comportamientos expulsivos y breves (como toser o estornudar) requiere de reclutar una mayor cantidad de unidades motoras, utilizando hasta la mitad de la fuerza total de un músculo sano.
Esto indica que para evaluarlo debemos considerar su función en una variedad diversa de comportamientos motores.
Clasificación de unidades motoras y tipos de fibras musculares
El rango de propiedades mecánicas y de fatiga de las fibras musculares establece los límites del control neural, tanto en la generación de fuerza como en la contracción del músculo.
En el músculo diafragma las unidades motoras se clasifican en cuatro tipos:
| S | unidades motoras lentas, resistentes a la fatiga que comprenden a las fibras musculares tipo I |
| FR | unidades motoras rápidas y resistentes a la fatiga que comprenden fibras musculares de tipo IIa |
| FInt | unidades motoras rápidas, intermedias a la fatiga que comprenden fibras musculares tipo IIx |
| FF | unidades motoras rápidas y fatigables que comprenden fibras musculares tipo IIx y/o IIb |
Reclutamiento de unidades motoras en el diafragma y generación de Pdi
En 1923, Wallace O. Fenn observó que la producción de calor durante la contracción muscular aumenta a medida que aumenta el trabajo (o la potencia) denominado Efecto Fenn.
La potencia, en el contexto de las fibras musculares, es el producto de la fuerza generada por la velocidad de acortamiento.
El trabajo es la potencia producida por las fibras musculares durante un período de tiempo.
A medida que aumenta la potencia o el trabajo de una fibra muscular, también aumentan los requisitos de energía (consumo de ATP).
La potencia máxima o el trabajo de una fibra muscular se produce a ~33% de la velocidad máxima y la fuerza máxima. En las fibras musculares del diafragma, el consumo máximo de ATP corresponde a la producción de potencia máxima.
Como vemos en el gráfico, durante situaciones de eupnea, suspiros e incluso hipercapnia/ hipoxia, se reclutan unidades motoras resistentes a la fatiga tipo S y Tipo FR.
Sin embargo, en desafíos ventilatorios mayores (como en una oclusión sostenida de las vías respiratorias), se requiere del reclutamiento adicional de al menos algún tipo de unidad motora tipo FInt.
Continuando con la línea del gráfico, esfuerzos aún más extremos como la tos o el estornudo, requieren de un reclutamiento casi completo de todas las unidades motoras; en particular de las unidades motoras más fatigables del tipo FF.
Conexiones faciales del diafragma
Finalmente, es importante considerar los enlaces fasciales y conectivos entre el diafragma y el piso pélvico con el resto del cuerpo.
En primer lugar, los músculos abdominales están relacionados con las regiones costal, lumbar e ilíaca del cuerpo. Es decir, el recto abdominal, los músculos oblicuos interno y externo, el piramidal, el cremáster, el transverso del abdomen, el gran psoas, el cuadrado lumbar, el sacroespinoso y el transverso espinoso.
La fascia que afecta al diafragma posteriormente, es decir, a nivel retroperitoneal, está separada en cuatro partes:
- Plano interfascial
- Fascia transversalis
- Fascia toracolumbar
- Rafe lateral
Plano interfascial
Las flechas amarillas indican el plano retromesentérico. La flecha azul indica el plano retrorrenal. La flecha colorada el plano conal lateral.
El plano interfascial conal lateral es un espacio potencialmente expansivo entre las capas de la fascia conal lateral y se comunica con los planos retromesentérico y retrorrenal en la zona de trifurcación fascial.
El plano retrorrenal se extiende a ambos hemidiafragmas (línea azul).
El plano retromesentérico derecho se extiende hasta el ligamento coronario inferior (línea amarilla en b).
El plano retromesentérico izquierdo se extiende hasta el hemidiafragma izquierdo (línea amarilla en c y d).
Tanto los planos retromesentéricos como los retrorrenales se fusionan y forman el plano interfascial combinado (líneas verdes en b y c).
Fascia transversalis
Esta es una continuación de la fascia endotorácica y está relacionada con la pleura, el pericardio y el diafragma. Está firmemente conectada al músculo transverso del abdomen.
Se origina en la fascia cervical media y profunda (es decir, el cuello, incluidos los músculos escalenos y el nervio frénico), y se dirige al tubérculo faríngeo occipital, donde se encuentra la duramadre, que se deriva de las membranas de tensión recíproca.
Por lo tanto, la fascia cervical profunda llega al pubis a través de la fascia transversalis.
A su vez, es importante recordar que el músculo transverso del abdomen, junto con el diafragma respiratorio y el suelo pélvico, juega un papel importante en la estabilidad de la articulación sacroilíaca.
Fascia toracolumbar
Se desarrolla posteriormente desde la región sacra a través de la región torácica y finalmente a la región cervical.
Involucra músculos como el dorsal ancho, el trapecio, el glúteo mayor y el oblicuo externo, así como los ligamentos que conectan el íleon con el sacro (el hueso sacro pertenece al sistema del piso pélvico).
La fascia toracolumbar es esencial para los músculos que involucran la columna, y la disfunción diafragmática afectará negativamente a este tejido, dando lugar a síntomas centrales y periféricos.
Rafe lateral
El rafe lateral, se origina en la duodécima costilla y se dirige a la cresta ilíaca, y es interesante en referencia a la funcionalidad del diafragma respiratorio.
De hecho, el cuadrado lumbar asociado con el diafragma se conecta principalmente a L2, y este contacto se apoya en el rafe lateral.
El diafragma actúa principalmente sobre L2 para estabilizar la columna lumbar y controlar adecuadamente las fuerzas resultantes.
Conclusión
La respiración es una función motora compleja y el control neuromotor del músculo diafragma es esencial.
Por otro lado, debemos recordar que el diafragma no solo juega un papel en la respiración, sino que también tiene muchas funciones que afectan la salud del cuerpo, como por ejemplo la postura, el funcionamiento de los órganos viscerales, la pelvis y el suelo de la boca.
Es decir, no debe verse al músculo diafragma solo como un elemento aislado con características intrínsecas propias sino como parte de un sistema corporal total.
Referencias
2. Bordoni B, Zanier E. Anatomic connections of the diaphragm: influence of respiration on the body system. J Multidiscip Healthc. 2013 Jul 25;6:281-91. doi: 10.2147/JMDH.S45443. PMID: 23940419; PMCID: PMC3731110.
3. Peiper C, Junge K, Prescher A, Stumpf M, Schumpelick V. Abdominal musculature and the transversalis fascia: an anatomical viewpoint. Hernia. 2004 Dec;8(4):376-80. doi: 10.1007/s10029-004-0254-1. PMID: 15309685.
Graduado en Lic. Kinesiología y Fisiatría (UBA). Especialista en Kinesiología Cardio-Respiratoria por la Universidad Favaloro.