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Elettromiografia

Concetto di unità motoria

L'unità motoria (UM) è l'insieme delle fibre muscolari innervate dallo stesso motoneurone: rappresenta l'unità funzionale del muscolo, ossia la più piccola porzione di muscolo che può contrarsi indipendentemente.

L'assone motorio origina dal motoneurone delle corna anteriori del midollo → raggiunge il muscolo di destinazione → si arborizza e innerva individualmente tutte le fibre muscolari dell'UM → placca neuromuscolare (sinapsi colinergica).

Le varie UM possono avere dimensioni diverse e si parla di rapporto di innervazione:

• Basso: l'assone innerva poche fibre (Es. mm estrinseci dell'occhio 1:2)
• Alto: l'assone innerva molte fibre (Es. quadricipite 1:60)

L'EMG consiste in una registrazione dell'attività elettrica prodotta dalla contrazione volontaria delle UM che compongono il muscolo preso in esame. Si registra con un ago cosiddetto “coassiale” che penetra il muscolo: poi si invita il soggetto a contrarre il muscolo contro una resistenza e si registra l'attività generata. In base a dove si infigge il muscolo si hanno reperti con una certa variabilità. L’EMG registra a livello terminale l’attività bioelettrica della fibrocellula muscolare, influenzata dalla funzione della placca neuromuscolare, dall’integrità dell’assone, dall’attività della cellula radicolare anteriore a livello spinale e dal primo motoneurone. Dal muscolo si possono quindi derivare segni indiretti di una patologia del tronco o del midollo spinale.

I tracciati vengono registrati dall’oscilloscopio, che amplifica anche il segnale e lo mostra su un monitor. È sempre anche accoppiato un amplificatore sonoro: il segnale sonoro può essere utile al neurologo per la diagnosi.

PUM

Il potenziale che si registra è composto dalla somma dei potenziali di tutte le fibre muscolari (SFAP) necessariamente coattivata che compongono ciascuna UM → PUM: Potenziale di Unità Motoria. Tanti SFAP = PUM.

Le singole placche neuromuscolari sono spazialmente disperse nell'ambito della UM: quindi il tratto di fibra muscolare che ciascun potenziale di singola fibra (SFAP) deve percorrere per raggiungere l'elettrodo varia da fibra a fibra.

Conseguenza: I SFAP arrivano all'elettrodo temporalmente dispersi. Per questo motivo i singoli SFAP (durata media 0,5 ms) quando si sommano danno origine a PUM di durata maggiore (3-15 ms). La durata dei PUM è quindi soprattutto funzione del grado di dispersione spaziale delle placche nell'ambito nell'UM. Invece per quanto riguarda l'ampiezza dei PUM, è dettata soprattutto dalle fibre muscolari più vicine all'elettrodo: il SFAP decade allontanandosi.

Quindi, dai dati sopracitati viene fuori che i PUM sono:

• Difasici o trifasici
• Durata compresa tra 3-4 ms e 12-15 ms
• Ampiezza compresa tra 0,2 e 2-3 mV

Pattern di reclutamento volontario

Abbiamo visto che ogni muscolo è costituito da UM, ma non dobbiamo pensare che queste siano disposte in maniera contigua con confini ben delimitati come le piastrelle di un pavimento. Infatti, le fibre muscolari che appartengono ad una stessa UM sono, per la maggior parte, largamente separate le une dalle altre e frammiste a fibre muscolari che invece appartengono ad altre UM. Quindi le UM sono in realtà "intrecciate" tra di loro e ne segue che il territorio di una singola UM è quindi molto più ampio di quanto non sarebbe se le fibre muscolari fossero tra di loro contigue.

A livello pratico, quando infiliamo l'ago coassiale registriamo contemporaneamente molti PUM. Quando si chiede al paziente di aumentare la contrazione volontaria → aumenta la forza prodotta → c'è un reclutamento di un numero progressivamente crescente di UM.

Nell'immagine sovrastante possiamo notare:

• Fasi di minimo sforzo: il tracciato EMG è costituito da pochissimi, o talora, anche da un solo PUM che scarica a bassa frequenza.
• Successivamente l'aumento della forza si associa ad un aumento della frequenza di scarica del PUM già reclutato (reclutamento temporale) a cui si associa l'attivazione di una nuova UM (reclutamento spaziale) il cui PUM inizialmente si ripete a bassa frequenza e in seguito, come il precedente, aumenta progressivamente la sua frequenza.
• Quando si arriva alla contrazione volontaria massimale saranno coinvolte tutte le UM del muscolo e tutte scaricheranno alla massima frequenza.

La percentuale dei polifasici (>3 fasi) in un muscolo normale deve essere <10%. Quindi se analizziamo il tracciato mentre chiediamo al paziente di contrarre sempre più fortemente vediamo che c'è un progressivo arricchimento: l'ordine di reclutamento delle UM durante la produzione di uno sforzo progressivamente crescente non è casuale: i primi ad essere reclutati sono i piccoli motoneuroni tonici a bassa soglia (unità motorie di tipo tonico costituite da fibre in grado di sviluppare forza modesta ma molto resistenti alla fatica). In seguito si reclutano i motoneuroni fasici (unità motorie in grado di produrre un'elevata tensione meccanica).

Quindi le fibre toniche sono quasi sempre attive, anche per contrazioni volontarie di lieve entità, mentre quelle fasiche sono spesso silenti e transitoriamente coinvolte solo quando si impone l'esigenza di produrre una forza maggiore.

Sofferenza muscolare neurogena

È il depauperamento temporaneo o permanente del patrimonio di UM di un muscolo. Può essere:

• Transitoria (neuroaprassia) → ad es. nel caso di un danno puramente mielinico: in questo caso l'assone è integro e le fibre dell'UM sono ancora innervate. Quando la mielina sarà riparata, il quadro EMG tornerà ad essere normale.
• Danno assonale vero e proprio con degenerazione walleriana: ci sarà la denervazione di tutte le fibre muscolari dell'UM. In questo caso il recupero (se può avvenire) è affidato al lento processo di rigenerazione assonale (1-2 mm al giorno).

Il meccanismo di recupero più efficiente in caso di danno assonale è la reinnervazione collaterale: la parte distale, intramuscolare, degli assoni sopravvissuti può emettere delle gemmazioni collaterali che vanno ad innervare le fibre muscolari rimaste "orfane" e quindi si creano nuove connessioni.