Bazele fiziologice ale electroterapiei

Bazele fiziologice ale electroterapiei.

Dupa cum s-a aratat deja, electroterapia reprezinta un mare capitol al terapiei care recurge la utilizarea factorilor fizicali in scopul mentinerii sau redobandirii starii de sanatate si de recuperare a restantului functional. Bazele fiziologice sau modalitatile de actiune au fost prezentate. Ca urmare, acest capitol va aborda o serie de alte aspecte de real folos in intelegerea modului de actiune si a celui de utilizare a curentilor electrici terapeutici.

Preocuparile fata de electricitate si efectele sale asupra corpului omenesc dateaza de secole. Progresele din domeniul fizicii si tehnologiei atrag dupa sine realizari terapeutice de marca. Componentele electronice care intra in componenta echipamentelor electronice fac parte din doua mari categorii: pasive (rezistoare, condensatoare, comutatoare, cablaje, relee etc) si active (tuburi electronice, componente semiconductoare si circuite integrate). In functie de destinatia lor, echipamentele electronice fabricate in prezent se impart in cele profesionale (destinate laboratoarelor de cercetari, medicinii, tehnicii de calcul etc) sau cele de larg consum.

Avand in vedere calitatile structurale si functionale ale tesuturilor neuromusculare, orice agent electric constituie un stimul care este urmat de reactie de raspuns tisular. Stim deja ca exista stimuli naturali, considerati a fi adecvati si stimuli artificiali, neadecvati. Din prima categorie fac parte schimbarile care au loc la nivelul terminatiilor nervoase, la nivelul sinapselor sau prin intermediul receptorilor care pot declansa impulsuri nervoase. Din cea de-a doua categorie fac parte si stimulii electrici, ei avand proprietatea de a atinge direct potentialul membranelor celulare, interesand numerosi receptori, provoacand reactii similare celor obtinute cu excitanti specifici.

Proprietatea celulelor vii de a reactiona la un stimul se numeste iritabilitate iar ca reactie primara la acest stimul are loc un raspuns local. Excitabilitatea se considera a fi o reactie secundara a tesuturilor, traducandu-se prin transmiterea mai departe a stimulului de catre celulele si fibrele nervoase. Raportat la diferitele structuri celulare excitate, au loc reactii specifice, precum contractia musculara, secretia glandulara etc.

In vederea declansarii unei excitatii, urmata de o reactie adecvata a tesutului tinta, stimulul aplicat trebuie sa posede o intensitate minima, numita de prag si sa actioneze un anumit interval de timp, timp minim necesar. Stimulii peste nivelul pragului determina o reactie care se propaga ca o unda de excitatie ce poate fi masurata la distanta de locul de excitare. Stimulii de valoarea sub prag au o actiune limitata la locul de excitare. Cresterile intensitatii peste valoarea pragului nu sunt urmate de cresteri ale raspunsului, ceea ce este caracteristic structurilor nervoase si corespunde legii "totul sau nimic". Legea este aplicabila unei singure celule nervoase. In practica medicala, s-a constata ca daca se excita substratul tisular format din mai multe celule, reactia este concordanta intensitatii stimulului aplicat (curentului electric) si suprafetei stimulate. Vom constata contractii musculare de intensitati diferite.

Celula nervoasa este caracterizata si printr-un echilibru al proceselor fizice si chimice de o parte si de alta a membranei celulare. Stimularea va transforma aceasta stare, numita de repaus, determinand o serie de procese fizice si chimice. In stare de repaus celula nervoasa este caracterizata printr-un potential de repaus, datorat polarizarii electrice a membranei celulare (exteriorul membranei este pozitiv, in timp ce interiorul este negativ). Ca urmare a stimularii are loc o modificare a potentialului transmembranar de repaus, constand in inversarea polaritatilor de-o parte si de alta a membranei celulare. Are loc depolarizarea membranei cu declansarea potentialului de actiune. Intensitatea minima necesara pentru declansarea excitatiei reprezinta pragul pentru curentul continuu sau reobaza. Ulterior, apar procese menite sa restabileasca potentialul de repaus. Procesele de revenire constituie faza de repolarizare. Pe durata depolarizarii celula nervoasa se afla intr-o perioada refractara, fiind inexcitabila fata de alti stimuli aplicati. Daca stimulii sunt aplicati cu frecvente mari, substratul oboseste. Daca insa, frecventele folosite se afla intre valorile de 50-100 Hz, fibrele nervoase pot fi stimulate un timp mai indelungat, fara sa se instaleze fenomenul de oboseala.

Stimularea electrica se produce la variatii ale intensitatii curentului intr-o perioda scurta de timp. Daca cresterea intensitatii se va face intr-un interval de timp prelungit, excitarea nu mai are loc, chiar pentru intensitati crescute ale curentului electric aplicat asupra substratului. Explicatia o reprezinta instalarea procesului de acomodare a tesutului excitabil.

Alaturi de intensitatea curentului electric si de viteza de crestere a intensitatii sale in momentul aplicarii, un rol important il joaca si intensitatea curentului raportata la unitate de suprafata sau densitatea curentului.

Astfel, pentru stimularea celulelor nervoase si obtinerea unei reactii dorite, ca urmare a procesului de excitabilitate/excitatie, au mare importanta: densitatea curentului, viteza de crestere si durata scurgerii sale prin tesut. Un curent de stimulare trebuie sa aiba o anumita intensitate, sa fie instalat brusc si sa actioneze un interval de timp pentru a produce depolarizarea membranei, in conditiile in care este necesara o anumita cantitate de electricitate pe unitate de suprafata (densitate) pentru declansarea fluxului de ioni transmembranar.

In procesul excitarii au loc modificari caracteristice ale proprietatilor fizice si fiziologice ale tesuturilor, determinate de sensul de scurgere al curentului electric, cunoscute sub denumirea de electrotonus. Modificarile aparute la polul negativ (catod) se numesc catelectronus iar cele de la nivelul polului pozitiv (anod), anelectronus. Pragul de excitabilitate este mai coborat in zona catodului, deoarece al actioneaza depolarizand membrana, facilitand influxul de ioni si aparitia excitatiei. La anod, excitabilitatea tisulara scade pana la abolirea sa totala prin blocaj anodic de hiperpolarizare.

In cazul aplicatiilor de curent continuu si de joasa frecventa, excitatiile electrice au loc intotdeauna la unul dintre poli. Stimularea la polul negativ este urmata de aparitia unei excitatii care se numeste secusa de contractie catodica.

In practica medicala, cu ocazia electrodiagnosticului, se observa urmatoarele. Daca electrodul activ, de dimensiuni mici, se aseaza pe tegument in vecinatatea unei ramificatii nervoase (in punctul de excitatie nervoasa) si se stimuleaza prin schimbarea alternativa a anodului cu catodul, se vor remarca:

• Contractie de inchidere a curentului la catod si una de intrerupere a circuitului la anod, cat si,
• Secuse/contractii la deschiderea/intreruperea circuitului la catod si la inchiderea circuitului la anod.

Acest fenomen este definitoriu in vederea stabilirii corecte a electrodiagnosticului in leziunile de nerv periferic, respectiv de muschi denervat. In acesata situatie, ordinea contractiilor se inverseaza. Este un semn de degenerare a nervului afectat. Excitabilitatea nervului este redusa, pragul de stimulare la catod este ridicat, in timp ce la anod contractia apare la intensitati mai mici decat la catod. Anodul devine astfel electrod de excitatie.

In vederea masurarii excitabilitatii unui nerv sau muschi se realizeaza stimularea prin inchiderea unui curent continuu sau prin aplicarea de stimuli dreptunghiulari. Parametrii electronofiziologici ce caracterizeaza excitabilitatea unui nerv sunt:

• Reobaza sau intensitatea minima a curentului care poate produce o excitatie inregistrabila, intr-un timp nedefinit,
• Timpul util sau timpul minim necesar transportului unei cantitati suficient de mare de energie care sa modifice potentialul de repaus la nivelul membranei excitabile. Acest timp minim, la care un curent dreptunghiular, cu valoarea reobazei, produce excitatia de inchidere a curentului, se numeste timp util. Cu cat intensitatea este mai mare, ca atat timpul util este mai mic si invers,
• Cronaxia este timpul util minim necesar pentru a produce o excitatie minima cu un curent a carui intensitate este egala cu dublul reobzei. Cronaxia este invers proportionala cu excitabilitatea nervului. Cronaxie scurta, excitabilitate crescuta. Cronaxia este mai scurta la muschii fazici (rapizi), la grupurile musculare flexoare, la nivelul musculaturii proximale a membrelor, la nivelul musculaturii membrelor superioare, la punctele motorii proximale ale unui muschi. Valoarea cronaxiei creste in conditiile leziunilor neurologice de tip central sau periferic.

Cresterea sau scaderea excitabilitatii neuromusculare se produce fiziologic (post excitatie) sau in conditii patologice.

Contractia musculara are loc datorita trecerii influxului nervos din nervul motor in fibra musculara in zona placii motorii, la nivelul sinapsei neuromusculare. Muschiul formeaza cu nervul o unitate motorie cu caracter de unitate functionala. Acest ansamblu este alcatuit din neuronul motor aflat in cornul anterior la maduvei spinarii, axonul si colateralele sale, cat si fibrele musculare aferente cu toate sinapsele respective. Numarul de fibre musculare inervate de un motoneron medular reprezinta rata de inervatie si difera, in functie de activitatea desfasurata de muschiul respectiv. Fibrele musculare care apartin unei unitati motorii sunt inervate intotdeauna sincron. Fibrele musculare ale unei unitati motorii sunt intricate si printre unitatile motorii de vecinatate, ceea ce asigura gradarea contractiei.

Ar mai fi de mentionat si rolul jucat de ionii de calciu in transmisia excitatiei la nivelul sinapsei neuromusculare si in initierea contractiei la nivelul miofibrilei. Deficitul de calciu conduce la cresterea excitabilitatii neuromusculare, muschiul prezentand contractii spontane.

Orice program de electroterapie trebuie precedat de un diagnostic clinic, paraclinic si functional adecvat care sa includa si evaluarea precisa a substratului tratat. Aceasta evaluare se face prin cronaximetrie (faza de excitatie), electromiografie (faza de contractie musculara), stimulo-detectie (faza de sinteza a procesului de excitatie-contractie), jonctiunea neuromusculara (raportul dintre cronaxia nervului si cea a muschiului).