Ecg come funziona

Funzionalità cardiaca

Impulso del ritmo cardiaco

L'impulso del ritmo nasce nelle cellule del nodo seno atriale (tra la vena cava superiore e l'atrio destro). Il nodo SA ha una depolarizzazione spontanea (70-80 volte al minuto). Il segnale elettrico che parte dal nodo SA produce la depolarizzazione del tessuto muscolare circostante e quindi la contrazione dei muscoli atriali. Il segnale si propaga fino al nodo atrioventricolare (nodo di Tawara) attraverso i tratti internodali anteriore, mediano e posteriore, per raggiungere il fascio di His. Questo si suddivide in branca destra e sinistra da cui origina una fitta rete di fibre neuromuscolari che terminano con la rete di Purkinje.

Si contrae prima l'atrio destro, poi il sinistro. Quando l'impulso raggiunge il nodo AV si contraggono i ventricoli (prima destro e poi sinistro).

Elettrocardiogramma (ECG)

L'ECG è la registrazione dell'attività elettrica del cuore (è quindi espressione dell'eccitamento, non della contrazione cardiaca!). Durante la propagazione del potenziale d'azione (PA) nelle diverse parti del cuore, i fenomeni di depolarizzazione-ripolarizzazione generano dei campi elettrici che si estendono fino alla superficie del corpo. Le variazioni di grandezza e direzione di questi campi si rispecchiano in variazioni delle differenze di potenziale, misurabili in punti diversi della superficie corporea.

L'ECG comprende 12 registrazioni:

• 6 dagli arti:
• 6 dal torace, dette anche precordiali, indicate da V1 a V6
• 3 bipolari indicate con I, II e III
• 3 unipolari indicate con aVR, aVL, aVF

Normalmente l'ECG presenta una successione di onde positive e negative indicate con le lettere P, Q, R, S, T. La distanza tra due onde, detta tratto o segmento, rappresenta un periodo in cui non ci sono differenze di potenziale. Gli intervalli sono invece i periodi che comprendono onde e tratti, ad esempio, intervallo P-R. Vediamo a cosa corrispondono:

È evidente da questo primo schema, che le variazioni misurate extracellularmente durante le diverse fasi dell'eccitamento ventricolare corrispondano alle fasi dell'eccitamento registrate intracellularmente.

Meccanismo dell'ECG

Cerchiamo di capire il meccanismo che sottostà al funzionamento dell'ECG. Innanzitutto partiamo dal considerare il cuore come un dipolo elettrico, cioè avente due cariche elettriche uguali ma di segno opposto.

Per semplicità, prendiamo in considerazione un'unica fibra cardiaca e immaginiamo di averla davanti, sul nostro tavolo. Mettiamo all'inizio e alla fine di questa fibra due elettrodi, A e B, collegati a un voltometro per misurare la differenza di potenziale. In condizioni di riposo ovviamente il voltometro non segnerà nulla, il che significa che la fibra ha lo stesso potenziale all'esterno (in cui ci sono cariche positive) che all'interno (in cui ci sono cariche negative). (Nota: per "esterno" e "interno" si intende rispettivamente la superficie cellulare e il citoplasma).

Se eccitiamo un punto della fibra, dove abbiamo messo ad esempio l'elettrodo A, in quel preciso punto la situazione interno/esterno si inverte: l'esterno diventa negativo e l'interno positivo, mentre nel punto in cui c'è l'elettrodo B (in cui l'eccitazione non c'è, o meglio, ancora non è arrivata) la situazione resta esattamente come prima. Siccome sappiamo che una volta partita l'eccitazione, questa non resta ferma a un punto ma si diffonde a tutta la fibra, parleremo di "dipolo in movimento", quindi l'elettrodo che vede il fronte d'onda avvicinarsi diventa positivo rispetto a quello che lo vede allontanarsi (nell'esempio, B è positivo rispetto ad A, dove l'eccitazione ha fatto sì che, come detto, si invertisse la situazione interno/esterno).

Il voltometro quindi può registrare diversi casi:

• Elettrodi posti su un tratto di fibra a riposo (esterno tutto +): non si registra differenza di potenziale (ddp).
• Dopo l'eccitazione, quindi con onda di depolarizzazione che si sposta da sinistra a destra, l'elettrodo negativo si trova in campo negativo, il positivo in campo (ancora) positivo: si registra una ddp (onda +).
• Elettrodi su un tratto di fibra non depolarizzato (tutto -): non si registra ddp.