Cuore - Tesina per liceo scientifico

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 è

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 si possono avere dei capogiri dopo

una lunga corsa.

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

fisica. In molti casi, può ridurre i dolori muscolari che si manifestano dopo la corsa, il

fenomeno conosciuto con il nome di DOMS (delayed onset muscle soreness) ,

l’indolenzimento muscolare a insorgenza ritardata. 6

STORIA 7

Christiaan Barnard e il primo trapianto cardiaco

La fase sperimentale del trapianto di cuore inizia nel 1905 con Carrel Guthrie, che operò

un trapianto cardiaco eterotopico da cane a cane. Nel 1960 Lower e Shumway (maestro

di Barnard) descrivono il primo trapianto cardiaco ortotopico nell'animale.

Christiaan Neethling Barnard (nato a Beaufort West l’ 8 novembre 1922), chirurgo

sudafricano, raggiunse la fama mondiale per aver praticato il primo trapianto cardiaco

della storia della medicina.

Il 2 dicembre 1967, a Città del Capo, in un incidente d' auto perde la vita la signora

Myrtle Ann Dervall, mentre la figlia Denise, una ragazza di 25 anni, ha le ore contate, a

causa delle ferite riportate. In cura all'Ospedale Groote Schuur c'era in quel periodo un

droghiere ebreo di 54 anni, Louis Washkansky, che soffriva di diabete e di un incurabile

male cardiaco. Barnard parla con il padre di Denise, che dà il suo consenso per il

trapianto. Il primo trapianto di cuore umano al mondo viene effettuato il 3 dicembre

1967: l'operazione è condotta da Christiaan Barnard, assistito dal fratello Marius ed un

team di una trentina di persone. Dopo 9 ore in sala chirurgica il cuore della defunta

Denise Darvall viene impiantato nel corpo di Washkansky e funziona regolarmente. La

sensazionale notizia fa il giro del mondo in poche ore: Barnard diventa l'uomo del

momento.

Passato l'entusiasmo, il problema del trapianto diventa l'eventuale rigetto. Dopo una

settimana in cui le condizioni di Washkansky sembrano buone, il 9 dicembre i globuli

bianchi nel sangue diminuiscono, il 15 la diagnosi: polmonite doppia, indotta dai farmaci

immunosoppressivi che stava assumendo il paziente. Tra il 16 e il 20 dicembre le

condizioni di Washkansky si fanno gravissime, la polmonite non è curabile. La notte del

21 dicembre 1967 Washkansky muore, diciotto giorni dopo il trapianto.

Nonostante il primo paziente con il cuore di un altro essere umano sia sopravvissuto

poco più di due settimane, l'operazione di Barnard costituisce una pietra miliare per la

chirurgia.

Il secondo trapianto di cuore di Barnard avviene il 2 gennaio 1968: il cuore del mulatto

Clive Haupt viene installato nel corpo del dentista Philip Blaiberg, che sopravviverà 19

mesi. Per questa operazione, aver trapiantato il cuore di un nero in un bianco, Barnard

riceve il premio di "Uomo dell'anno" da parte dell'Unione degli Stati africani. A Dorothy

Fisher fu donato un nuovo cuore nel 1969, facendo così di lei la prima persona di colore a

subire il trapianto: visse per 12 anni e mezzo dopo l'operazione. Dirk van Zyl subì il

trapianto nel 1971 sopravvivendo 23 anni divenne l'uomo il cui trapianto era durato

maggiormente. Barnard morì a causa di un attacco acuto di asma mentre si trovava in

vacanza a Pafo (Cipro), il 2 settembre 2001. Altri cardiochirurghi continueranno sulle

orme di Barnard, effettuando interventi sempre più spettacolari: nel 1968 De Bakey

trapianta su 4 pazienti diversi il cuore, un lobo polmonare ed i reni prelevati da un

donatore suicida; nel 1970 Cooley effettua addirittura 9 trapianti nel giro di 4 mesi.

Il primo intervento di trapianto cardiaco in Italia fu eseguito il 14 novembre 1985 a

Padova, dall'équipe del professor Vincenzo Gallucci. Il 2 ottobre 2010 il professor Antonio

Amodeo all'ospedale Bambino Gesù di Roma riesce nel primo impianto di cuore artificiale

permanente su un ragazzo di 15 anni, affetto da una malattia rara che impediva il

trapianto di cuore, lasciandogli pochi mesi di vita.

La tecnica di oggi è migliorata, la sopravvivenza a medio e lungo termine si è

notevolmente allungata, i farmaci anti-rigetto sono più tollerati, gli organi trapiantabili

sono aumentati: a cuore, polmoni, fegato e reni, si sono aggiunti pancreas, midollo

osseo, intestino, perfino arti. 8

La ricerca apre poi sempre maggiori prospettive: trapianto di cellule staminali,

xenotrapianto (trapianto da animale), trapianto da vivente, terapia genica, organi

artificiali, sembrano essere i nuovi orizzonti.

Il primo trapianto cardiaco (Città del Capo, 3 dicembre 1967)

Il primo trapianto cardiaco in Italia (Padova, 14 novembre 1985) 9

FILOSOFIA

Il cuore secondo Feuerbach

Il cuore, secondo Feuerbach, è una delle “perfezioni” caratteristiche della nostra specie,

insieme alla ragione e alla volontà, che fanno parte delle qualità umane. Dio non è altro

che la proiezione illusoria di queste qualità. Il divino è quindi l'umano in generale,

proiettato in un mitico aldilà e adorato come tale.

In Feuerbach la teologia non è altro che l'antropologia.

Riguardo l’idea di Dio, Feuerbach ne individua l’origine:

differenza tra individuo e specie:

-Nella l'uomo, a differenza dell'animale, ha coscienza di

se stesso non solo come individuo, ma anche come specie. Ora, mentre come individuo