a.a. 2005/2006
Laurea Specialistica in Fisica
Corso di
Fisica Medica 1
Attività elettrica del cuore
16/3/2006
Elettrofisiologia
Esperimenti di Galvani (fine del XVIII sec.) sulla
contrazione del muscolo di rana per l’applicazione
di una differenza di potenziale elettrico
Variazioni di potenziale prodotte dall’attività
biologica, all’interno del corpo umano sono
indicative del funzionamento normale o della
presenza di anormalità nel:
9 cuore (elettrocardiogramma),
9 cervello (elettroencefalogramma),
9 muscoli (elettromiogramma),
9 occhio (retinogramma)
Potenziale di riposo
A causa della concentrazione
degli ioni sodio e potassio la
cellula viene a possedere un
potenziale negativo all’interno
rispetto all’esterno
La membrana non è
perfettamente isolante,
(attraversata da un
certo numero di ioni)
perciò, oltre ad una
capacità, ha anche una resistenza elettrica
Potenziale d’azione
Se si applica ad una cellula eccitabile un impulso
di corrente di polarità inversa a quella della
cellula stessa,
il potenziale da negativo diviene
positivo per ritornare di nuovo al valore iniziale
Uno stimolo elettrico riesce a eccitare la cellula
soltanto se produce un flusso di corrente la cui
intensità e durata sono superiori ad un certo
valore di soglia
Nel cuore occorre che ci sia un sincronizzatore
del segnale elettrico
nodo senoatriale
Nodo seno-atriale
Pacemaker naturale del cuore perché controlla la
frequenza cardiaca
costituito da un
insieme di cellule
specializzate
localizzate nell’atrio
destro del cuore che
producono segnali
normalmente vengono prodotti circa 60-100
segnali elettrici al minuto, corrispondenti alla
frequenza cardiaca (o pulsazioni del cuore)
Creazione segnale
Il nodo SA crea un segnale
elettrico
il segnale elettrico segue i
percorsi elettrici naturali
attraverso entrambi gli atri
il movimento dell’elettricità
induce gli atri a contrarsi,
provocando la spinta del
sangue nei ventricoli
Nodo atrio-ventricolare
Il segnale elettrico raggiunge il
nodo AV (ponticello elettrico)
si ferma per dare ai ventricoli
il tempo necessario per
riempirsi di sangue
si espande nel sistema di His-Purkinje
Il movimento “triggerato”
induce i ventricoli a contrarsi
e a spingere il sangue verso
l’esterno: ai polmoni e poi
all’intero organismo
Patologie cardiovascolari
Problemi legati al cuore o ai vasi sanguigni
nomi simili difficili da distinguirsi
•
•
•
•
•
•
•
Bradicardia
Tachicardia
Fibrillazione atriale
Morte improvvisa o arresto cardiaco
Insufficienza cardiaca
Coronaropatia (CAD) o cardiopatia
Vasculopatia periferica (PVD)
Brachicardia
Il cuore batte più lentamente del normale
generalmente meno di 60 battiti al minuto
il cuore può non pompare una quantità di sangue
sufficiente a soddisfare le esigenze dell’organismo
causa: provocata da un problema con il nodo
seno-atriale o da un problema con i percorsi
elettrici (resistenza) all’interno del cuore
sintomi: stanchezza, stordimento, vertigini
diagnosi: l’esame elettrocardiografico (ECG)
trattamento: farmaci, pacemaker o entrambi
Tachicardia
Il cuore batte troppo velocemente
generalmente più di 80 battiti al minuto
il corpo riceve troppo velocemente ossigeno e
sostanze nutritizie per funzionare correttamente
causa: impulsi elettrici generati nei ventricoli
interferiscono con gli impulsi elettrici generati
dal nodo seno-atriale
sintomi: svenimento, perdita di conoscenza,
annebbiamento della vista, vertigini
diagnosi: l’esame elettrocardiografico (ECG)
trattamento: farmaci, defibrillatore o entrambi
Fibrillazione atriale
La fibrillazione atriale (FA) è un tipo di
tachicardia caratterizzato da un numero di
battiti compreso tra i 300 e 600 al minuto
In condizioni normali e stabili, il ritmo cardiaco
è solitamente di 60-80 pulsazioni al minuto
gli atri fibrillanti non pompano più efficacemente
e ad ogni battito cardiaco potrebbero rimanere
residui di sangue negli atri stessi
il sangue ristagnato può raggrumarsi provocando
danni al muscolo cardiaco e aumentando il rischio
di ictus di circa cinque volte rispetto alla norma
Cause e fattori di rischio
Ipertensione e coronaropatia sono associate alla
fibrillazione atriale (FA), come lo sono altre
condizioni cardiache e polmonari
cuori in condizioni normali, sotto l’effetto di
alcool, stress, caffeina, infezioni gravi o alcuni
farmaci possono sviluppare fibrillazione atriale
Talvolta, non si identifica alcuna causa di fondo
(come nel caso dell’ipertensione)
Il rischio di fibrillazione atriale sembra
direttamente proporzionale all’avanzamento
dell’età, in particolar modo dopo i 60 anni
Sintomi della FA
Variano, quindi non tutti i soggetti avvertono
le stesse sensazioni durante un episodio di
fibrillazione atriale
Alcune persone affette da fibrillazione atriale
hanno palpitazioni, mancamenti improvvisi
oppure oppressione al torace
Talvolta, poiché il cuore non pompa
efficacemente durante un episodio di
fibrillazione atriale,
è possibile provare un senso di vertigine,
svenire o avere il fiato corto
Diagnosi della FA
Si utilizza normalmente l’esame ECG
test indolore nel quale elettrodi a tampone
applicati alla pelle del paziente mostrano
l’andamento dei segnali elettrici nel cuore
il risultato viene stampato su carta
se la fibrillazione è intermittente, un normale
esame ECG può non evidenziare il problema
Metodo utilizzato: indossare un piccolo
monitor per diversi giorni, nel tentativo di
registrare un episodio di fibrillazione atriale
Trattamento della FA
Controllo della frequenza cardiaca e riduzione
di rischio di emboli sanguigni
vengono comunemente prescritti degli
anticoagulanti quali aspirina o warfarin
la maggior parte delle terapie è efficace solo per
un certo periodo di tempo
può essere necessario provare altri farmaci se
nel paziente persistono i sintomi o insorgono
effetti collaterali indesiderati
può risultare necessario l’impianto di pacemaker
Altre patologie
L’insufficienza cardiaca è un problema grave
che si sviluppa gradualmente nel corso del tempo
in un cuore danneggiato
Problemi legati alla funzione di pompa del cuore
Il cuore non lavora più bene come dovrebbe e
non è più in grado di pompare
una quantità di sangue sufficiente a soddisfare le
esigenze dell’organismo
Coronaropatia
Un deposito di materiale grasso si forma su una
o più arterie coronarie, riducendo il flusso di
sangue attraverso il muscolo cardiaco
