ELETTROFISIOLOGIA

ELETTROFISIOLOGIA

. È la parte della fisiologia che tratta dei fenomeni elettrici in rapporto coi fenomeni vitali dei varî tessuti, organi e organismi. Si suddivide in due grandi campi: l'uno considera i fenomeni elettrici prodotti dagli organismi (v. elettricità: Elettricità animale); l'altro l'azione dei fenomeni e delle correnti elettriche sui tessuti, organi e organismi viventi.

L'azione delle correnti elettriche è stata specialmente studiata sui muscoli e sui nervi isolati dal corpo e sopravviventi, di animali eterotermi (Anfibî), poi estesa anche ai centri nervosi, agli organi di senso, ai microrganismi, ecc. Essa varia secondo la sua natura fisica. Largo uso ha avuto la corrente costante o galvanica. La corrente galvanica o costante usata è quella prodotta dagli elementi Daniell, Grenet, o meglio dagli accumulatori, di lieve forza elettromotrice (1 o 2 volt), di cui si regola l'intensità mediante speciali dispositivi (reocordo e cassette di resistenza); per evitare fenomeni d'elettrolisi esterna è necessario ricorrere all'uso di speciali elettrodi impolarizzabili. L'azione è diversa secondo il polo (catodo o anodo), secondo che s'apre e si chiude o si lascia passare la corrente; inoltre secondo l'intensità della corrente stessa. Su queste differenti azioni è basata la legge delle scosse di E. F. W. Pflügger, che si riferisce alle contrazioni muscolari del preparato neuromuscolare, provocate dall'azione della corrente costante applicata al tronco nervoso. Alla chiusura (passaggio della corrente) l'azione anodica provoca l'eccitamento, mentre l'azione catodica diminuisce, sino a far scomparire (secondo l'intensità della corrente) l'eccitabilità e la conduzione nervea (determinando il blocco di essa). All'apertura della corrente s'hanno fatti opposti: diminuzione dell'attività nella regione anodica, aumento ed eccitamento in quella catodica. Durante il passaggio della corrente permangono le modificazioni caratteristiche prodotte dai due poli (elettrotono: anelettrotono e catelettrotono), alla chiusura della corrente, all'apertura insorgono variazioni elettrotoniche opposte, finché col riposo non si ristabilisce l'equilibrio normale. La spiegazione di queste variazioni si cerca nel fatto che il passaggio della corrente induce nei tessuti viventi (che debbono, secondo i moderni concetti, molte loro proprietà agli ioni in cui sono dissociati gli elettroliti che compongono i liquidi organici) modificazioni elettrolitiche, che, turbando l'equilibrio ionico, fanno variare il metabolismo dinamico e quindi l'eccitabilità dei tessuti viventi.

Azioni polari analoghe sono state dimostrate per altri tessuti (muscoli striati e lisci) e in microrganismi (specialmente Protozoi), nei quali si distingue un'azione polare locale, ossia esplicantesi sulle diverse regioni del corpo, e variante secondo il polo, e un'azione direttiva dei movimenti.

Un fattore molto importante per intendere gli effetti fisiologici degli stimoli della corrente continua è il tempo ossia la durata d'azione del suo passaggio per i tessuti eccitabili. Il valore del tempo è stato indicato da L. Lapicque col nome di cronassia (v.). I diversi tessuti (p. es., muscoli striati e lisci e loro nervi motori dei varî animali) pur avendo tutti la capacità di reagire allo stimolo di chiusura e d'apertura d'una corrente galvanica, il cui valore di soglia è variabile ai comuni mezzi d'esame, hanno una cronassia specifica, che per lo stesso tessuto può anche variare in condizioni fisiologiche e patologiche diverse.

Delle correnti elettriche di breve durata (ad azione momentanea) largo uso come mezzo artificiale di stimolo hanno le correnti indotte o faradiche. Le proprietà della loro brevissima durata, della rapida inversione, della grande forza elettromotrice e della piccola intensità le rende particolarmente adatte a tale scopo. Utilizzando i colpi d'apertura e chiusura del circuito secondario non è necessario ricorrere all'applicazione di elettrodi impolarizzabili, poiché i fenomeni elettrolitici sono annullati dal fatto che le due correnti che si seguono rapidamente decorrono in senso opposto. Inoltre è facile graduare la loro intensità, variando la distanza del rocchetto secondario dal primario. Su questo principio è basato l'induttore a slitta del Du Bois-Reymond.

I colpi di chiusura e d' apertura applicati come stimoli sul tronco nervoso del preparato neuromuscolare o direttamente sul muscolo lo eccitano provocandone la contrazione o scossa, quando l'intensità dello stimolo è sufficiente. Il minimo stimolo efficace (massima distanza dei due rocchetti) rappresenta la soglia dell'eccitabilità; essa è minore per la corrente d'apertura che per quella di chiusura (come del resto è anche fisicamente). Aumentando gradatamente l'intensità dello stimolo, aumenta anche l'intensità della reazione, ossia l'altezza della scossa, entro però ristretti limiti, dopo i quali la scossa semplice rimane costante, anche se s'aumenta fortemente l'intensità dello stimolo (stimoli massimi e ultramassimi). Alcuni tessuti (come il miocardio) seguono invece la legge della reazione massima, o del tutto o niente, reagiscono cioè anche allo stimolo di soglia (liminale) con la massima contrazione. Se a un primo stimolo si fa seguire un secondo entro un tempo tanto breve da colpire il tessuto muscolare prima che questo si sia rilasciato, o anche prima che abbia raggiunto il punto massimo dell'accorciamento, la scossa provocata dal secondo stimolo si sovrappone alla prima (sommazione delle scosse) in modo che l'accorciamento totale del muscolo, in tal caso, è maggiore di quello della scossa semplice. Se al secondo stimolo segue, entro lo stesso breve intervallo di tempo, un terzo stimolo e così via di seguito, s'ottiene un accorciamento massimo del muscolo (scossa o contrazione tetanica) dovuto alla fusione o sommazione d'un numero di scosse elementari corrispondenti al numero degli stimoli succedentisi rapidamente. La contrazione tetanica può essere completa o incompleta, secondo la rapidità, ossia il numero degli stimoli che si susseguono nell'unità di tempo. Per i muscoli striati, di cui più rapidamente decorrono le fasi d'accorciamento e di rilasciamento che non nei muscoli lisci, il numero degli stimoli necessarî per provocare la scossa tetanica completa è maggiore del numero necessario per i muscoli lisci, ossia di 30-40 al secondo. Nei comuni induttori a slitta è unito un dispositivo (martellino di Wagner) che permette automaticamente tale rapida interruzione ritmica della corrente (correnti tetanizzanti). Se s'aumenta il numero delle interruzioni salendo a cifre molto più elevate, gli stimoli elettrici diventano meno efficaci; è necessario aumentare proporzionalmente la loro intensità per ottenere effetti stimolanti. Gli effetti prodotti da correnti ad alta frequenza (di Tesla) sono molto meno eccitanti e lesivi di quelli prodotti da correnti galvaniche e faradiche.

Bibl.: W. Biedermann, Elektrophysiologie, Jena 1895; A. e F. Battelli, Trattato pratico per le ricerche di elettricità in medicina, Roma s. a.; L. Lapicque, L'excitabilité en fonction du temps, Parigi 1926.