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Pazienti. - Dott. Giorgio Fippi Medico Chirurgo ( Curriculum ) Viale della Marina 9 - Lido di Roma tel. +39 - 0656.324836- Roma EUR Viale dell'Umanesimo 199 - Orario di studio martedì e giovedì 16-20 - Per comunicazioni urgenti - cell. 3483339648 info: venerdì dalle 15 alle 18
IN INGLESE
ELETTROLOGIA
L’elettrologia medica, si divide in due grandi capitoli:
ELETTRO DIAGNOSTICA ED ELETTROTERAPIA.
La prima, l’Elettrodiagniostica, è quella tecnica scientifica mediante la quale studiamo tutti i fenomeni ed i segnali bioelettrici del corpo umano. Alcuni fanno rientrare in questo grande gruppo, anche le apparecchiature di diagnostica che utilizzano l’elettronica come parte integrante dell’apparecchiatura. Così, T.A.C. , R.M.N. , Emogasanalisi, RX ecc.,rientrerebbero in questo capitolo, per il fatto di utilizzare elettronica al loro interno. Noi preferiamo far rientrare in questa grande famiglia, solo le apparecchiature che misurano le correnti vitali, o che mediante correnti, indaginano fenomeni biologici. I più conosciuti sono : ECG, EMG, BAEP, PEV, IMPEDENZIOMETRI, ERG. Di tutte queste apparecchiature, esistono documentazioni scientifiche e molte sono ormai utilizzate correntemente e correttamente in quasi tutti gli studi professionali.
Il capitolo, invece, che è sempre stato tralasciato, o peggio che è stato utilizzato in modo discutibile da elettrotecnici di industrie senza cultura in elettrologia, e quello dell’Elettroterapia. Per Elettroterapia, si intende, l’uso diretto degli effetti fisico chimici delle correnti elettriche, o lo spostamento di sostanze o farmaci, dall’interno all’esterno del corpo, o viceversa. Per poter parlare correttamente di elettroterapia, per utilizzarla al meglio, per conoscere ed usare tutti gli accorgimenti ed i "trucchi del mestiere", è necessario fare una rapida sintesi dei principi fisici, chimici, fisiologici che ritroveremo ogniqualvolta la utilizzeremo.
Nella figura 1 sono riassunti gli effetti del passaggio di una
corrente attraverso il corpo umano. Questi effetti, inoltre, sono diversi a seconda
che si tratti di una corrente continua oppure di una corrente alternata. Tra i fenomeni
biologici delle correnti, bisogna distinguere gli effetti che si hanno a livello della
cute su cui poniamo gli elettrodi e ciò che si avrà sulle strutture sottostanti. Sulla
CUTE, una corrente elettrica continua, provoca un aumento termico dei tessuti,
direttamente proporzionale all’intensità di corrente, ed inversamente proporzionale
alla superficie di contatto. Inoltre, la dissociazione elettrolitica dei sali, normalmente
presenti a livello cutaneo, produrrà delle sostanze che avranno degli effetti, di cui
dovremo tener conto, totalmente diversi da quelli per cui l’organismo li aveva
prodotti. Nel SOTTOCUTANEO, il passaggio della corrente continua, provoca una
vasodilatazione con conseguente maggior tensione di ossigeno ed una maggior dismissione di
sostanze dalla matrice interstiziale.
A livello del NERVO PERIFERICO avremo una depolarizzazione al polo negativo con ipereccitabilità, il Cataelettrotono, ed una iperpolarizzazione al polo positivo, Anaelettrotono, con abolizione della conducibilità del nervo. Giova sempre ricordare, anche se risaputo, che gli impulsi nervosi si propagano per depolarizzazione del nervo, e che il catodo, elettrodo negativo, è il responsabile del cataelettrotono.
A livello della PLACCA MOTRICE del muscolo effettore somatico, avremo gli stessi effetti di cui abbiamo parlato a riguardo del nervo periferico.
Nelle TERMINAZIONI SENSITIVE avremo sensazioni che vanno dal " pizzicore" al " calore ", a seconda dell'intensità della corrente a cui sono sottoposte se non delle vere e proprie parestesie se il passaggio di corrente continua duri troppo a lungo.
Nel NEVRASSE il passaggio della corrente continua provoca una azione sedativa generica, per cui la si usa nell’ ipertono e nell’ ipereccitabilità sinaptica, mediante galvanizzazione discendente transcerebromidollare, o transcerebrale, mentre è usata in diagnostica neuro-otoiatrica per esplorare l'eccitabilità dell'orecchio interno. La tecnica si basa sull'azione di una corrente galvanica sui centri vestibolari. Si dispongono gli elettrodi sulle regioni periauricolari e si eroga una corrente progressivamente più intensa oscillante fra i 2 ed i 6 mA (la soglia varia da soggetto a soggetto), il paziente inclina la testa verso il polo positivo; aumentando progressivamente l'intensità, insorgono nausea, vertigini fino a cadere lateralmente (verso il polo positivo); inoltre chiudendo ed aprendo bruscamente il circuito si provoca la così detta " vertigine voltaica di Nogier " (il paziente avverte quasi una forte spinta laterale, sempre accompagnata da vertigine e nausea).
In Elettroterapia, si sfruttano gli effetti di cui abbiamo parlato, per ottenere una blanda analgesia mediante l’anaelettrotono, un aumento della temperatura dei tessuti, molto utile in caso di contratture muscolari ed in estetica, ed in ultimo per veicolare sostanze curative. Anche se superata e da molti considerata inutile, ancora oggi si utilizza in terapia la corrente continua, ed in alcuni casi può rappresentare l’unica terapia praticabile vedi malattie degenerative dei tessuti nervosi, o alcune forme di contrattura muscolare ribelle ad altre forme di terapia.
ELETTROLOGIA MEDICA: PREFAZIONE:Tratta dal testo di Elettroterapia del dott. Zeno ed.ERMES MEDICA di ROMA - L'azione benefica che si ha in diatermia o per elettrostimolazione, e l'azione nociva della corrente il trasporto di ioni: questi attraversano il tessuto biologico, sotto l'azione di un campo elettrico e seguendo determinate leggi fisiche. Una particella materiale possiede una carica elettrica quando origina delle forze attrattive o repulsive su altre particelle dotate anch’esse di carica. L'azione che possiamo osservare è reciproca; di cariche ne occorrono almeno due, una che crea il campo di forze e l'altra che ne subisce l'azione. La seconda carica possiamo considerarla piccola rispetto alla prima, in modo che il campo elettrico non sia perturbato dalla presenza di questa carica-cavia. Ogni protone ha la carica elettrica opposta a quella dell'elettrone e poiché entrambi sono in eguale numero, l'atomo ha carica totale zero. La forza attrattiva o repulsiva fra cariche è espressa dalla legge di Coulomb, in pratica l'intensità della forza è proporzionale al prodotto delle cariche ed inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza. La legge della gravitazione e quella di Coulomb sono analoghe (e l'analogia non è casuale, poiché si riferiscono entrambe a sistemi materiali soggetti a forze) ma gli ordini di grandezza sono diversi. Si tenga conto, infatti, che in realtà le azioni elettriche si riferiscono a proprietà di particelle costituenti gli atomi, in altre parole protoni a carica positiva nei nuclei ed elettroni a carica uguale ed opposta rotanti attorno ai nuclei entro determinate orbite. Atomi singoli od aggregati in molecole costituiscono la materia, compresa quella vivente. Misurando le forze in Newton e le cariche in Coulomb, è stata sperimentalmente determinata la carica elettrica di un elettrone (o di un protone), data da e = 1,6 X10-19 Coulomb. Elettroni e protoni nell'atomo sono sempre distribuiti in numero eguale, cosicché la carica totale è zero. Perciò l'atomo, in natura è neutro. Diventa " ione " se perde (od acquista) uno o più elettroni. Ovviamente, l'elettrone scambiato è quello meno legato al nucleo, in pratica dell'orbita più esterna (elettrone di"valenza") e la possibilità di cedere od acquistare elettroni dipende dalla configurazione dell'atomo e dalla struttura cui esso appartiene a seconda che si tratti di stato solido, liquido o di gas. Per es. il carattere metallico di certe sostanze, buone conduttrici di cariche, è dovuto alla presenza ed alla mobilità di elettroni liberi entro il reticolo cristallino formato dagli ioni positivi, cioè dagli atomi che hanno spontaneamente ceduto uno o più elettroni di valenza. Ancora a titolo di es., se ricordiamo che qualunque quantità di sostanza uguale al suo peso molecolare contiene sempre lo stesso numero di molecole dato dal numero di Avogadro N=6.1023, segue che 23 grammi di Na+ o 39 grammi di K+ hanno in totale una carica di 96500 Coulomb (ma attenzione, tutti ioni!). Poiché le azioni fra cariche originano delle forze, queste compiono lavoro allorché le cariche si spostano. Consideriamo una particella carica che crea un campo di forze (campo elettrico) ed una particella di carica unitaria che ne subisce l'azione, attrattiva o repulsiva. Se le cariche sono dello stesso segno, la seconda particella viene respinta e le forze del campo compiono un lavoro per respingerla fino a distanza teoricamente infinita, ove la forza repulsiva diventa nulla. In tal caso; il lavoro compiuto definisce il potenziale elettrico esistente nel punto di partenza. Il lavoro compiuto per spostare la carica unitaria fra due punti è dato invece dalla differenza di potenziale elettrico fra quei due punti. Ricordiamo che il lavoro si misura in unità Joule, la carica in Coulomb, il potenziale in Volt, secondo la relazione L = QV cioè lavoro = carica per il potenziale. Se teniamo ora conto che i protoni nel nucleo dell'atomo sono circondati da elettroni ruotanti a varie distanze in determinate orbite stabili, si ha conversione di energia allorché un elettrone viene spostato dalla sua orbita stabile, o addirittura espulso dall'atomo. Il lavoro compiuto in quest'ultimo caso è misurato dalla " energia di ionizzazione " ed è caratteristico della natura dell'atomo, a seconda della specie chimica che rappresenta. L'energia di ionizzazione, anziché in JouIe, viene abitualmente espressa in eV, che è l'energia che acquista un elettrone di carica " e "allorché passa fra due punti fra i quali vi è la d.d.p. di 1 Volt. Le energie di ionizzazione degli atomi sono, in media, di 10 eV. Così, per es., facendo attraversare del gas idrogeno da un fascio di elettroni accelerati mediante un campo elettrico, si osserva che per avere ioni 2H+ occorre che gli elettroni urtanti abbiano almeno un'energia di 13,6 eV. Ad ogni urto, si forma una coppia di ioni (carica totale zero): lo ione idrogeno positivo e l'elettrone espulso. Abbiamo citato questo esempio per indicare una forma di ionizzazione, quella per urto con particelle o con fotoni con energie superiori a quella necessaria per espellere l'elettrone dell'orbita più esterna, cioè quello meno legato, dall'atomo o dalla molecola. Gli atomi alcalini e gli alcalino-terrosi hanno uno e rispettivamente due elettroni nell'orbita più esterna e tendono facilmente a perderli diventando cationi mono o bivalenti. In un gas, la ionizzazione per urto crea così quei " portatori di carica " che costituiscono il passaggio di corrente elettrica attraverso il gas, con l'eventuale manifestarsi di fenomeni secondari quali la ionizzazione secondaria, l'emissione luminosa, ecc. Analogamente, se un atomo od una molecola cattura uno o più elettroni, la sua carica totale diventa negativa e diventa anione: sottoposto, infatti, ad un campo elettrico, esso si dirige all'anodo cioè verso il polo positivo, a potenziale più alto. Gli alogeni (per es. Cl, Br, I) hanno la tendenza a catturare elettroni per rendere stabile la loro seconda orbita: in essa vi sono, infatti, 7 elettroni e, secondo il principio di Pauli, ne manca solo uno per saturarla. La formazione di portatori di carica in liquidi, in particolare in acqua, avviene in modo diverso. Composti quali acidi, basi e sali sciolti in acqua si dissociano: le molecole di questi composti, i cui atomi sono tenuti insieme da forze elettrostatiche attrattive esercitantesi per scambio di elettroni, a contatto con le molecole d'acqua si scindono in ioni. L'azione dipolare dell'acqua abbassa, infatti, la forza di legame fra gli atomi componenti e questi si scindono, trasportando con loro gli elettroni scambiati. Tipica e semplice la dissociazione del sale NaCI quando viene disciolto in acqua. Immergendo nella soluzione una coppia di elettrodi fra cui vi è una certa d.d.p., si ha l'elettrolisi, cioè il passaggio di corrente, dovuto alla migrazione dei portatori di carica formatisi per dissociazione elettrolitica. I portatori di carica, anioni e cationi, vanno a depositarsi, neutralizzandosi, ai rispettivi elettrodi secondo le due leggi di Faraday. La velocità di una particella carica, sotto l'azione di un campo elettrico unitario, determina la mobilità ionica. Per es. la mobilità degli ioni idrogeno in acqua è dell'ordine di 5.lO-4 cm/ Sec. con un campo elettrico di 1 Volt/cm. La differente mobilità degli ioni in soluzione dipende dalla loro struttura chimica e dalla resistenza del mezzo; essa viene sfruttata nell'elettroforesi per separare particelle colloidali presenti in miscele (tipica è la Gammaglobulina ottenuta per elettroforesi dalle proteine del siero). Ionoforesi significa trasporto di ioni. Con questo metodo (originato dalle celebri esperienze di Leduc), si ha la possibilità di far penetrare ioni nell'organismo a fini terapeutici. In tal caso, l'elettrodo si applica sulla pelle con un tampone d'ovatta impregnato della soluzione elettrolitica contenente lo ione che si vuole inviare, collegato alla corrispondente polarità dell'alimentatore; cosicché ad es. se si vuoi far penetrare anioni, l’elettrodo andrà collegato col polo negativo del generatore, e viceversa per i cationi. Corrente elettrica è la quantità di carica elettrica trasferita per unità di tempo. L'unità è l’Ampere, corrispondente ad un flusso di circa 6X1018 elettroni/Sec. Ai fini biologici, può essere importante la " densità di corrente ", espressa in A/cm2, che esprime il flusso di cariche per unità di sezione. Il passaggio di corrente avviene con caratteristiche diverse nei solidi, nei liquidi e nei gas, perché come abbiamo visto diversa è la formazione dei portatori di cariche e diversi sono gli effetti prodotti. In ogni caso, ovviamente, occorre la presenza di particelle materiali cariche ed una d.d.p. che le spinga in un'unica direzione od in senso alternato. La conduzione elettrica nei metalli si ha per opera degli elettroni spontaneamente ceduti dagli atomi del metallo: questi ultimi rimangono vincolati entro il reticolo cristallino come ioni positivi ed esercitano la loro azione attrattiva sugli elettroni, in moto disordinato dovuto all'agitazione termica, ma liberi entro il reticolo (infatti, sono detti " elettroni quasi liberi."). Il passaggio di corrente nel solido conduttore si ha allorché una d.d.p. dall'esterno (collegamento con un generatore) mette in moto ordinato questi elettroni, secondo la legge fondamentale di Ohm: V = i X R (V = d.d.p. applicata - misurata in Volt; R = resistenza del conduttore - misurata in Ohm - ; i = intensità di corrente - misurata in Ampere). Se la d.d.p. applicata ha polarità costanti nel tempo, gli elettroni si dirigeranno sempre verso il polo a potenziale più alto (polo positivo) e per convenzione si assume che la corrente fluisce in senso opposto. Se la d.d.p. ha polarità alternate, il flusso di elettroni è alternato; per es. la d.d.p. utilizzata per la vita quotidiana è la " tensione " a 220 Volt, alternata a 50 Hz di frequenza. Il passaggio di corrente nei conduttori sviluppa calore e la quantità di calore prodotta per unità di tempo, cioè la potenza termica, è espressa dalla legge di Joule: W = R i2 - come si potrebbe ottenere dalle due relazioni precedenti. Riprendiamo ad esaminare il passaggio di corrente nei liquidi, tralasciando di continuare sulla conduzione nei solidi e nei gas. La conduzione nei mezzi biologici è analoga alla conduzione nei liquidi, ma valgono per essa le leggi di Ohm e di Joule. La conduzione elettrica nei mezzi biologici ha due effetti principali: la diatermia, o produzione di calore, e la stimolazione di tessuti. Entrambi gli effetti dipendono dalla forma (andamento nel tempo), dall'intensità della corrente e dalla sezione di tessuto in cui la corrente passa. La dipendenza dall'intensità è abbastanza semplice, perché, con essa varia il numero di ioni materiali trasportati, come pure per la sezione, perché varia la resistenza interposta (legge di Ohm).La dipendenza dall'andamento nel tempo si giustifica invece tenendo presente che, nelle cellule componenti il mezzo biologico, vi é già un'attività elettrica anche in condizioni " di riposo ". Le cellule sono, infatti, immerse in liquidi contenenti diverse concentrazioni di ioni Na+, K+, Cl- e la loro disposizione spontanea ai lati di ciascuna membrana cellulare è tale da far acquistare alla membrana una polarizzazione elettrica: il lato esterno della membrana è " più positivo " dell'interno cosicché le d.d.p. che si vengono a stabilire sono comprese fra 60 e 100 mV. La trasmissione di segnali elettrici, sia provenienti dai sistemi sensori, sia dall'esterno per la stimolazione evocata, avviene mediante un continuo alternarsi delle fasi di depolarizzazione e ripolarizzazione delle membrane cellulari. Queste fasi richiedono determinati intervalli di tempo ed una certa quantità di cariche, cosicché correnti alternate a frequenza troppo bassa possono produrre stimolazione ritardata, mentre correnti ad alta frequenza possono non produrre alcuna stimolazione, ma solo calore. Per diatermia, infatti, erano molto usate correnti con frequenze intorno ai 20 MHz cioè di 20 Megacicli/Sec. Tenuto conto di quanto detto, si giustifica la scelta della frequenza, 50 Hz in Europa e 60 Hz in America, della tensione alternata per usi domestici. Con tale frequenza, gli effetti biologici di accomodazione allo stimolo e di depolarizzazione delle membrane si riducono al minimo. Riassumiamo però brevemente questi effetti provocati dal passaggio della corrente alternata. a) Attraverso tutto il corpo umano: 1 mA = Soglia di percezione; 10-20mA = Contrazione muscolare; 50 mA = Dolore, svenimento; 100 mA = Fibrillazione ventricolare, ma con funzioni respiratorie normali. b) Direttamente attraverso il cuore: 20 mA = 0,02A Probabile fibrillazione ventricolare, letale se la corrente passa per circa un minuto. Nelle condizioni citate, si è assunta una resistenza elettrica di 1000 Ohm per il corpo umano. Cattivo isolamento, difettosa messa a terra, umidità ambientale, etc., possono alterare le suddette condizioni. Per es. la resistenza elettrica del corpo in quelle condizioni può ridursi a 500 Ohm. E' importante, in tali casi, la durata del passaggio di corrente: infatti, l'azione nociva della corrente è dovuta, come è noto, ad una variazione della concentrazione ionica nei liquidi cellulari. La permanenza di tale variazione può inibire le funzioni dinamiche vitali dell'organismo (trasferimento di impulsi, depolarizzazione, etc.).
Tipi di corrente utilizzati per l'elettrostimolazione o per diatermia:
1) CORRENTI MONOFASICHE (D.C.) Continue, la cui intensità rimane costante nel tempo. Pulsate,ad intensità variabile nel tempo, con forme di impulso diverse ed anche intervallate, per ridurre l'assuefazione allo stimolo.
2) CORRENTI BIFASICHE (A.C.) fra cui le alternate sinusoidali, le pulsate e le faradiche.Nei moderni alimentatori, queste ultime sono state modificate in neofaradiche senza la piccola coda di polarità inversa e ridotte quindi a correnti monofasiche pulsate. La soppressione della " coda " migliora gli effetti di sovrapposizione degli impulsi esterni con l'andamento della attività cellulare propria (potenziali bioelettrici a riposo) e non aumenta i disturbi nelle funzioni dei "sistemi controreazionati".
Cerchiamo però di comprendere meglio queste sovrapposizioni ed il funzionamento dei " sistemi biologici controreazionati ", richiamando per cenni rispettivamente due criteri: l'analisi di Fourier (ed il principio delle sovrapposizioni) studiato in Acustica e le applicazioni sui sistemi controreazionati od a " feedback ", studiato in Elettrofisiologia.
Un impulso elettrico è costituito, in generale, da una variazione di potenziale elettrico nel tempo.
Se la variazione è periodica, la funzione, che rappresenta l'andamento del potenziale V (t), può essere sempre decomposta nella somma di funzioni sinusoidali (teorema di Fourier).Il muscolo è collegato con la sua fibra nervosa motrice tramite la " giunzione neuromuscolare ".
Schematicamente, quando un impulso viene convogliato lungo l'assone del motoneurone ed arriva alla sua terminazione nella placca motrice si ha:
a) la depolarizzazione della membrana di superficie, che ad opera del potenziale d'azione provoca la depolarizzazione passiva dei tubuli trasversi e forse del restante reticolo sarcoplasmatico.
b) una liberazione di un mediatore chimico dalle terminazioni dell'assone, l'acetilcolina (ACh), che si diffonde attraverso lo spazio fra terminazione nervosa e placca motrice viene assorbito da " recettori " situati sulla placca, e reagisce provocando la depolarizzazione della membrana e la contrazione del muscolo.
c) la depolarizzazione fa sì che si liberi CA++, che si diffonde verso la regione dove i filamenti spessi e sottili si sovrappongono, determinando quelle condizioni che generano la " tensione " di detti filamenti, tensione che permane finché è presente il Ca++.
d) il complesso ACh + recettore, pertanto, agisce aumentando la permeabilità della membrana di placca ai cationi Na+ e K+, e viene in pochi secondi distrutto dall'enzima (AChE) che è presente abbondantemente nella membrana in corrispondenza della placca motrice.
e) il Ca++ viene quindi successivamente sequestrato, probabilmente nel rimanente del sistema reticolare, cui fa seguito il " rilasciamento ".
La scarica massimale di impulsi, condotta dal motoneurone, provoca una breve contrazione del muscolo e si chiama " scossa semplice " e la sua curva è uguale per forma in tutti i muscoli striati, mentre variano sia il tempo di contrazione sia la " durata totale della scossa ".
Se si applica, pertanto, uno stimolo sopramassimale, non sì ha una risposta maggiore a quella ottenuta con una massimale; mentre se si applicano due stimoli massimali in rapida
successione, l'entità della risposta è in rapporto all'intervallo fra i due stimoli.
Se si applica una serie di stimoli in rapida successione, si ha una sovrapposizione di essi, per cui aumenta la tensione fino ad un certo punto, poi le successive scariche espletano un’azione di mantenimento della contrazione: tale risposta viene chiamata " tetano ".
I nervi che giungono ai muscoli sono in genere nervi misti, costituiti cioè sia da fibre motrici sia sensoriali. Le fibre motrici vengono divise in fibre " alfa " e fibre " gamma " a seconda del loro diametro e della loro funzione. Si tenga presente che un fascio di fibre muscolari (di numero variabile da una decina a circa un migliaio) è attivato da un solo motoneurone, e che, inoltre, l'insieme della fibra motrice e della fibra muscolare da essa innervata costituisce la
"UNITA' MOTORIA", che ha le seguenti caratteristiche funzionali:
1) Rappresenta l'"unità funzionale elementare" (nel senso che l'attività di un muscolo, sia essa volontaria o riflessa, è il risultato dell'intervento di un numero più o meno grande di tali unità).
2) Segue la " legge del tutto-nulla ".
3) Ha una " frequenza massima caratteristica " (variabile da 10 à 50 cicli al secondo, in dipendenza dei singoli muscoli).
Volendo riassumere, al muscolo possono riconoscersi le seguenti proprietà fisiomeccaniche:
La FORZA: essa è in genere proporzionale alla sezione del muscolo ed è in rapporto con il numero delle fibre che vengono utilizzate nel processo contrattile. Il rapporto Forza/Sezione muscolo, determina la tensione muscolare.
La CAPACITA': essa è in rapporto sia con la sezione sia con la lunghezza del muscolo; più esso è lungo, tanto maggiore sarà l'entità dell'accorciamento che esso può raggiungere.
Il LAVORO MECCANICO: Si ha quando si contrae il muscolo per sollevare una massa; esso è dato dal prodotto del peso della massa per lo spostamento lungo una determinata distanza .
L’ELASTICITÀ DI TRAZIONE: è la capacità che ha il muscolo stirato di riprendere la propria lunghezza primitiva, appena cessata la trazione. Ricordiamo in questo caso la " Legge di Hooke " F = KD x, ove D x è la variazione di lunghezza e K un coefficiente che dipende dalla natura elastica della fibra muscolare.
L’ECCITABILITÀ: essa è rappresentata dalla proprietà che ha il muscolo di reagire ad uno stimolo, e varia da muscolo a muscolo. Si chiama pertanto " stimolo soglia " l'impulso minimo capace di provocare una risposta.
La CONDUCIBILITÀ: è la capacità di trasmettere lo stato di eccitamento.
La CONTRATTILITÀ: per essa si intende la capacità di modificare il proprio stato fisico sotto stimolazione, cioè di contrarsi. In genere l'accorciamento meccanico (Margaria) è pari ad un terzo della lunghezza del muscolo, misurata allo stato di riposo. La contrazione può essere " isometrica " (o " statica "), quando la lunghezza del muscolo non varia pur aumentando la sua tensione (Houssay): in tal caso non vi è lavoro meccanico e l'energia chimica occorrente viene alla fine convertita in calore, ed " isotonica" (o dinamica) quando si ha un accorciamento ed un aumento di spessore del muscolo, la cui tensione resta però invariata. vi è pertanto lavoro meccanico; l'energia chimica prelevata per tale attività viene convertita in calore e lavoro. Inoltre la contrazione si chiamerà " concentrica " quando il muscolo contraendosi si accorcia ed " eccentrica " quando invece si allunga.
Il TONO MUSCOLARE: esso è rappresentato, secondo Herlitzka, da quel dato di moderata tensione che il muscolo presenta anche allo stato di riposo e che lo rende più pronto a raccorciarsi. Esso è pertanto da considerarsi un fenomeno di natura riflessa, dovuto fondamentalmente ad un riflesso propriocettivo, il riflesso miotattico.
LA VISCOSITÀ: deve per essa intendersi la capacità di resistenza alle modificazioni di forma che si accompagna allo stato di contrazione, contribuendo alla sua validità.
Il TROFISMO: equivale all'ingrossamento funzionale dei muscoli volontari, dovuti a fatti di ipertrofia delle fibre muscolari e non dipendente da aumento del numero o del volume delle fibrille, ma da aumento del sarcoplasma. Praticamente, dice Ussay, l'aumento della forza si ottiene con lo sviluppo delle masse muscolari (ipertrofia ed aumento delle unità motorie).
La FATICA: contrazioni massime e protratte conducono il muscolo ad uno stato detto di " fatica ".In tale stato i processi metabolici del muscolo non riescono più a fornire l'energia per la trasformazione di ADP in ATP con quella velocità necessaria
per cui il muscolo è costretto a ridurre prima, per poi arrestare del tutto la funzione contrattile, pur perdurando lo stimolo. Si tenga, pertanto, presente che la fatica muscolare si instaura più rapidamente se al muscolo viene a mancare sia il combustibile (rappresentato dallo zucchero e dai grassi) che il comburente (l'ossigeno).
QUANDO LO STIMOLO ELETTRICO VIENE PORTATO SUL MUSCOLO INTERO, poiché le singole fibre presentano una eccitabilità diversa l'una dall'altra, vengono prima eccitate quelle a "soglia" più bassa e poi man mano, aumentando il potenziale, quelle a soglia più alta; si ha PRATICAMENTE UN AMENTO DI TUTTE LE UNITA' MOTORIE CHE PROGRESSIVAMENTE ENTRANO IN AZIONE. Una volta raggiunta la soglia di tutte le unità motorie si avrà una contrazione massimale, che non è più modificabile da un ulteriore aumento dello stimolo. Infine da accennare agli
LE DEFINIZIONI
ATOMO: la più piccola parte in cui è divisibile la materia; consiste di un nucleo formato da protoni (unità di carica positiva), neutroni (non presentano carica elettrica e sono formati dall’unione di un elettrone e di un protone), con all’esterno una serie di orbitali percorsi da coppie di elettroni, ciascuno dotato di SPIN opposto (spin = rotazione su se stesso). Il numero atomico è rappresentato dal numero di neutroni.
MOLECOLA: la più piccola parte in cui è divisibile la materia, che mantiene le caratteristiche della materia stessa
ELETTRIZZAZIONE: fenomeno per cui un corpo assume una carica elettrica, positiva o negativa, in seguito alla perdita o all’acquisto di elettroni dell’orbita esterna.
IONIZZAZIONE: perdita o acquisto di un elettrone da parte di un atomo, che assume così una carica rispettivamente positiva o negativa.
CARICA ELETTRICA: quantità di elettricità trasportata in un secondo dalla corrente di un ampere (1Coulomb = 1A X Sec.), COULOMB PER SECONDO
Misurando le forze in Newton e le cariche in Coulomb, è stata sperimentalmente determinata la carica elettrica di un elettrone (o di un protone), data da
e = 1,6 X10-19 Coulomb.
CORRENTE ELETTRICA: passaggio di cariche elettriche attraverso un conduttore da un corpo elettrizzato ad uno neutro oppure ad uno dotato di carica opposta.
INTENSITÀ DI CORRENTE: è la quantità di carica elettrica che oltrepassa nell’unità di tempo un punto del circuito in cui fruisce.
AMPERE: è la quantità di carica elettrica che oltrepassa un punto di un circuito in un secondo. COULOMB SU SECONDO. È una grandezza vettoriale come il calore.
Corrisponde ad un flusso di circa 6X1018 elettroni/Sec.
TENSIONE: differenza di potenziale tra due punti di un circuito. Si misura in volt. È una grandezza scalare (come la temperatura)
RESISTENZA: difficoltà che incontrano gli elettroni nell’attraversare un conduttore. Si misura in OHM Nel caso di un conduttore, è inversamente proporzionale alla sezione.
POTENZA ELETTRICA: energia erogata da un generatore elettrico. Si misura in Watt. W = Volt X Ampere: Rappresenta la quantità di corrente erogata nell’unità di tempo.
LEGGE DI OHM: V = i X R (a parità di tensione, se sale la resistenza diminuisce la corrente)
DENSITÀ DI CORRENTE: flusso di cariche per unità di sezione viene espressa in A/cm2 - Si divide l’intensità di corrente erogata per la superficie dell’elettrodo.
LE CORRENTI IN TERAPIA
CORRENTE CONTINUA: corrente che mantiene lo stesso potenziale e la stessa polarità
CORRENTE ALTERNATA: corrente che varia la polarità e/o il potenziale nell’unità di tempo
CORRENTE GALVANICA: corrente che mantiene costante l’intensità nel tempo. Sinonimi: IONOFORESI, IONTOFORESI, ELETTROFORESI, GALVANOTERAPIA, BAGNO GALVANICO.
CORRENTI FARADICHE: Correnti in cui varia l’intensità nel tempo. Appartengono a questo gruppo le correnti sinusoidali le quadre, le rettangolari, le triangolari. Sono le prime correnti ad essere utilizzate in terapia.
CORRENTI NEOFARADICHE: Correnti in cui varia l’intensità nel tempo come nelle faradiche. Appartengono a questo gruppo le correnti modulate in frequenza, le correnti di Bernard, le correnti esponenziali. Sono le correnti utilizzate successivamente alle Faradiche, e quindi più moderne (inizi del secolo).
CORRENTI A SIMMETRIA VARIABILE: correnti in cui varia l’assetto dell’onda variando l’intensità nel tempo. Sono le ultime in ordine di tempo, ed utilizzate da pochi anni (G. FIPPI 1984) .
biofisiologia neuromuscolare
TIPI DI CORRENTI EROGATE
NEGLI APPARECCHI A CORRENTE COSTANTE: se diminuisce la superficie di contatto con la cute, il rapporto intensità/superficie risulterà aumentato con rischio di escare.
NEGLI APPARECCHI A TENSIONE COSTANTE: al diminuire della superficie di contatto diminuisce anche la corrente diminuendo la possibilità’ di escare.
IPERPLASIA = aumento del numero delle cellule
IPERTROFIA = aumento di volume delle cellule
IPERTROFIA CONCENTRICA = aumento di spessore delle pareti senza ingrandimento
IPERTROFIA ECCENTRICA = aumento di volume per dilatazione delle cavità
CONTRAZIONE ANODICA DI APERTURA = contrazione che si ha all’apertura del circuito all’anodo
ESERCIZIO ISOTONICO: esercizio attivo senza aumento della forza ma con accorciamento
ESERCIZIO ISOMETRICO: esercizio attivo contro resistenza senza accorciamento, ma con aumento della tensione.
IONOFORESI: VEICOLAZIONE DELLE SOLE SOSTANZE IONIZZATE - VEICOLA IN TEMPI LUNGHI - CAUSA ARROSSAMENTO - ANNULLA LA DINAMIZZAZIONE - NON ATTIVA IL PROTOPLASMA -
CORRENTI A SIMMETRIA VARIABILE VEICOLAZIONE DI SOSTANZE ANCHE NON IONIZZATE - VEICOLANO IN TEMPI BREVI - NON GENERANO ROSSORI - DINAMIZZANO LE SOSTANZE - ATTIVANO IL PROTOPLASMA
TIPI D’ONDA
ONDE MONOFASICHE A TENSIONE COSTANTE: Il potenziale d’azione fisiologico è sempre monofasico e non ha mai una simmetria rettangolare o margini retti
Uno stimolo rettangolare monofasico a tensione costante, è alterato nella forma dalla reattanza e conduttanza dei tessuti, assomigliando sempre al potenziale d’azione fisiologico del nervo effettore somatico
ONDE BIFASICHE A CORRENTE COSTANTE: Uno stimolo rettangolare bifasico a corrente costante, attraversando i tessuti, mantiene quasi inalterata la forma d’onda, ed è in grado di ripolarizzare i tessuti solo se la componente negativa risulta del tutto uguale a quella positiva.
L’utilizzo delle bifasiche non è giustificato quando si vuole ottenere un rilasciamento completo delle fibre muscolari e non sarà mai simile al potenziale d’azione fisiologico
DEPOLARIZZAZIONE E RIPOLARIZZAZIONE MEDIANTE ONDE BIFASICHE: Il picco positivo di uno stimolo bifasico crea una depolarizzazione simile al potenziale d’azione fisilogico
Il picco negativo genera una ripolarizzazione forzata innaturale che equivale ad una pseudo depolarizzazione di segno opposto con assenza del periodo di ristoro del nervo e senza l’indispensabile rilassamento completo del muscolo con il risultato di una contrazione fastidiosa ed innaturale
La ripolarizzazione deve essere spontanea e non forzata dal picco negativo delle onde bifasiche
DEFINIZIONI:
NEGLI APPARECCHI A CORRENTE COSTANTE: se diminuisce la superficie di contatto con la cute, il rapporto intensità/superficie risulterà aumentato con rischio di escare.
NEGLI APPARECCHI A TENSIONE COSTANTE: al diminuire della superficie di contatto diminuisce anche la corrente diminuendo la possibilità’ di escare.
IPERPLASIA = aumento del numero delle cellule
IPERTROFIA = aumento di volume delle cellule
IPERTROFIA CONCENTRICA = aumento di spessore delle pareti senza ingrandimento
IPERTROFIA ECCENTRICA = aumento di volume per dilatazione delle cavità
CONTRAZIONE ANODICA DI APERTURA = contrazione che si ha all’apertura del circuito all’anodo
ESERCIZIO ISOTONICO: esercizio attivo senza aumento della forza ma con accorciamento
ESERCIZIO ISOMETRICO: esercizio attivo contro resistenza senza accorciamento, ma con aumento della tensione.
STIMOLAZIONE MUSCOLARE MEDIANTE CORRENTI ELETTRICHE
STIMOLAZIONE MUSCOLARE MONOPOLARE: Gli elettrodi vengono posti sulle rispettive placche motrici.
STIMOLAZIONE MUSCOLARE BIPOLARE: Gli elettrodi vengono posti ai due capi del muscolo interessato, con il positivo craniale ed il negativo distale.
STIMOLAZIONE AD IMPULSI SINGOLI: contrazioni muscolari di durata ed intervallo molto brevi, senza soluzione di continuo.
STIMOLAZIONE A TRENI D’ONDA: gruppi di stimolazioni ad impulsi singoli, separati da una adeguata pausa di ristoro.
STIMOLAZIONE PER PRIMA INTENZIONE: L’elettrodo stimolante, viene posto sulla placca motrice del muscolo.
STIMOLAZIONE PER SECONDA INTENZIONE: L’elettrodo stimolante, viene posto sul decorso del nervo effettore somatico
STIMOLAZIONE PER TERZA INTENZIONE: L’elettrodo stimolante, viene posto in prossimità del muscolo, lontano dalla placca motrice e dal nervo.
STIMOLAZIONE MUSCOLARE MONOFASICA: stimolazione effettuata con elettrostimolatori che erogano onde eccitomotorie con correnti polarizzate.
STIMOLAZIONE MUSCOLARE BIFASICA: stimolazione effettuata con elettrostimolatori che erogano onde eccitomotorie con correnti alternate.
REOBASE @ CRONASSIA
REOBASE = soglia di eccitazione elettrica di un muscolo espressa in milliAmperes: si determina applicando una corrente continua sempre più elevata, fino alla contrazione.
CRONASSIA = durata in milliSecondi, di una corrente doppia della reobase: si determina applicando il doppio della corrente determinata con la reobase, per tempi sempre più lunghi, fino ad ottenere la contrazione.
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