Cuore - Tesina per liceo scientifico

“Non si vede bene che

col cuore.”

L'essenziale è invisibile agli occhi.

(Antoine de Saint Exupéry)

Tesi di maturità

Ludovica Di Geronimo

ISISS “A. Giordano”

Liceo Scientifico Tradizionale

Classe 5°C

A.S. 2011-2012

Mappa..concettuale

Cuor

E 2

Introduzione

“Più grande di tutte le piramidi, dell’Himalaia, di tutte le foreste e i mari è il cuore umano – è più bello del sole e della luna e di tutte le stelle, più radioso e fiorente – infinito nel suo amore, infinito come la divinità, è la stessa divinità.”

(Heinrich Heine, 1853)

Il cuore è stato forse, tra gli organi interni, il primo a rivelarsi all’attenzione dei popoli primitivi.

La palpitazione percepita col palmo della mano sulla parete toracica, la sensazione chiara e talvolta angosciosa della concitazione cardiaca durante gli sforzi fisici o i gravi tumulti emozionali, lo spegnersi improvviso della vita quando il sangue esce a fiotti dal cuore ferito, crearono nell’accesa fantasia dell’uomo preistorico il concetto che al cuore siano legate l’essenza della vita e la felicità degli esseri umani.

Nel corso dei secoli, quindi, dagli Egizi ai Romani, dagli Arabi ai Cinesi, è stato definito come la sede dell’anima, dello spirito vitale, dell’intelletto, delle passioni e dell’emotività.

Negli ultimi secoli nacque dunque una sorta di ambivalenza del concetto di cuore: quello prettamente medico-scientifico che lo assoggettava progressivamente al ruolo di semplice organo (al pari di cervello, polmoni, fegato, …), soggetto a regole e comportamenti fisiologici ben precisi; e quello più propriamente sentimentale, irrazionale, che deriva dalle concezioni tradizionali ma che è resistito intatto fino ai nostri giorni.

Dal mio punto di vista, quindi, ho ritenuto interessante indagare su questo dualismo: nell’immaginario collettivo, infatti, il cuore rimane un’entità misteriosa, sebbene fisiologicamente conosciuta. ? 3

Fisica e chimica

Attivazione elettrica del cuore

Ogni cellula cardiaca è dotata di cariche elettriche, dovute alla presenza di ioni, all’interno K+ e all’esterno Na+. Tuttavia la presenza di proteine con cariche elettriche negative nel citoplasma determina un ambiente elettronegativo all’interno della cellula, che, a riposo, presenta un potenziale di -100mV. A seguito di una stimolazione, però, tale potenziale elettrico si modifica e passa a positivo (depolarizzazione): questo fenomeno dipende dal passaggio di ioni Na+ all’interno della cellula e solo in seguito, con la fuoriuscita di ioni K+ (ripolarizzazione), la cellula ritorna al valore del potenziale a riposo.

Questo processo ha una durata complessiva di circa 300ms.

Sistema di conduzione del cuore

La depolarizzazione inizia in una regione di tessuto specializzato dell’atrio destro detta nodo seno atriale o nodo del seno (SA), che è formato da un insieme di cellule aventi proprietà auto-eccitatorie (cellule pacemaker). È necessario un certo intervallo di tempo perché l’onda di depolarizzazione raggiunga una seconda zona specializzata nell’atrio destro: il nodo atrio ventricolare (AV), che costituisce un percorso induttivo che consente agli impulsi provenienti dal nodo SA di propagarsi dagli atri ai ventricoli. Quindi l’onda di depolarizzazione si propaga lungo un tessuto di conduzione specializzato: il fascio di His, che si ramifica in due branche (destra e sinistra) per coprire entrambi i ventricoli.

Nella massa ventricolare, la conduzione dell’onda può avvenire velocemente grazie alle fibre di Purkinje.

Una volta che il processo di depolarizzazione ha investito tutta la regione ventricolare, si ha un processo di ripolarizzazione, che procede nel verso opposto, e che permette il ritorno a riposo del cuore. 4

Willem Einthoven e l’ECG

Willem Einthoven (1860-1927) è stato un fisiologo olandese inventore, nel 1903, dell’elettrocardiografia, ossia della registrazione, mediante l’apparecchio detto elettrocardiografo, dell’attività elettrica del cuore, che viene rappresentata sotto forma di un tracciato, detto elettrocardiogramma, il cui concetto base è il Triangolo di Einthoven.

Fotografia del primo elettrocardiografo, che mostra il modo in cui gli elettrodi sono attaccati al paziente: in questo caso sono le mani e un piede immersi in contenitori con soluzioni saline.

L’elettrocardiogramma, dunque, è una registrazione del potenziale elettrico, generato dall’attività elettrica del cuore, in determinate zone del nostro corpo. Einthoven fu il primo a scoprire che, se si considera un uomo a braccia estese e si individua un triangolo equilatero, dove un lato è la distanza tra i due polsi e gli altri due la distanza tra i polsi e le caviglie unite, la misura della corrente in uno dei tre ‘‘vertici’’ è la somma delle distanze di quel vertice dagli altri due (Triangolo di Einthoven).

L’ECG viene tracciato su carta millimetrata che avanza a velocità costante e standard: questo è il principio fondamentale degli elettrocardiografi.

Oggi, i segnali elettrici sono raccolti sulla superficie del corpo da 5 elettrodi, 4 fissati ad ogni arto e uno fissato con 6 ventose sulla faccia anteriore del torace in diverse posizioni.

L’elettrocardiografo confronta i fenomeni elettrici registrati nelle diverse posizioni e li trascrive sul tracciato. L’ECG normale ha questa morfologia caratteristica:

Le contrazioni degli atri (depolarizzazione) provocano sull’ECG un’onda chiamata P, che non è molto pronunciata, poiché le dimensioni della massa muscolare degli atri sono relativamente piccole; quando i ventricoli si contraggono si produce una deflessione di ampiezza maggiore sull’ECG, è il complesso QRS. L’onda T è generata dal ritorno della massa ventricolare allo stato elettrico di riposo (ripolarizzazione).

Attraverso l’analisi del tracciato dell’ECG è possibile così esaminare l’attività elettrica del cuore e, dunque, riscontrare eventuali anomalie della frequenza cardiaca e verificare se ci sono frequenze dissociate atriali o ventricolari. La diagnosi di infarti, ischemie e lesioni è diventata perciò molto più semplice.

Dopo la scoperta dei raggi X che portò alla radiografia, l’elettrocardiografia rappresenta il secondo grande contributo della fisica alla medicina clinica; il terzo sarà l’elettroencefalogia, inventata da Hans Berger nel 1924. 5

Educazione fisica

Il defaticamento

Il defaticamento consiste nel rilassarsi facendo jogging o camminando dopo ogni corsa o allenamento per circa cinque-dieci minuti. In pratica, più è vigorosa la corsa, più il corpo ha bisogno di defaticamento.

Esistono delle ottime ragioni per includere la fase di defaticamento nel proprio allenamento.

La ragione principale per praticare il defaticamento consiste nel fatto che una corsetta leggera riporta gradualmente il battito cardiaco allo stato di riposo. Se interrompi improvvisamente la corsa, i muscoli si fermano ma il cuore non si adatta con la stessa velocità. Infatti continuerà a pompare sangue a un ritmo elevato, il quale si depositerà o concentrerà nelle gambe, lasciando altre aree del corpo, come il cervello, con una quantità di sangue insufficiente. È per questa ragione che si possono avere dei capogiri dopo una lunga corsa.

Il defaticamento contrasta inoltre la tendenza dei muscoli a irrigidirsi dopo l’attività fisica.