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L’equilibrio della potenza nel cuore

L’attività elettrica e la funzione meccanica del cuore umano sono strettamente intrecciate. Per la salute umana, è centrale descrivere il meccanismo di retroazione tra tali processi.

Ricerca di base
Salute

L’azione di pompaggio del sangue compiuta dal cuore viene mantenuta attraverso impulsi elettrici che partono dall’atrio destro. In condizioni fisiologiche, l’attivazione elettrica e la ripolarizzazione garantiscono la distensione e la contrazione cardiaca. La deformazione meccanica del cuore induce cambiamenti nell’elettrofisiologia cardiaca; se ne deduce una stretta interazione tra i due processi, denominata feedback elettromeccanico (electro-mechanical feedback, MEF) del cuore e scarsamente caratterizzata in vivo. Gli scienziati impegnati nel progetto CARDIO MEF, finanziato dall’UE, intendevano indagare sul MEF in pazienti sottoposti a cardiochirurgia a cuore aperto. Per procedervi, hanno valutato simultaneamente l’attività elettrica e meccanica tramite un dispositivo “a calzino” cardiaco a più elettrodi ed ecocardiografia transesofagea. È stata rivolta una particolare attenzione alla ripolarizzazione ventricolare, inclusa la dinamica da battito a battito e la dispersione spaziale. I team impegnati nella ricerca hanno ipotizzato che le alterazioni della tensione del miocardio abbiano un effetto diretto e prevedibile sull’elettrofisiologia, mentre nei pazienti con coronaropatia, l’eterogeneità meccanica potrebbe contribuire all’eterogeneità elettrica, creando uno stato proaritmico. L’analisi dei dati raccolti ha evidenziato un cambiamento nella ripolarizzazione e contrazioni premature durante i cambiamenti del caricamento ventricolare. Tali aspetti dipendevano da una transitoria occlusione dell’aorta e dall’inserimento e disconnessione di un bypass cardiopolmonare. Gli scienziati, servendosi di una combinazione di modellizzazione al computer e dati sperimentali umani, hanno studiato il MEF a livello cellulare. Il modello computazionale ha evidenziato che la tensione meccanica e l’attivazione adrenergica possono incidere sulla dinamica della ripolarizzazione cardiaca. Riveste particolare importanza che tali due processi siano in grado di agire in sinergia in condizioni patologiche, con la conseguenza di una pericolosa aritmia. In un’altra parte del progetto, gli scienziati hanno indagato sui meccanismi alla base dell’alternanza di ripolarizzazione, un fenomeno elettromeccanico associato alla periodica variabilità da battito a battito di onde T sull’elettrocardiogramma. Dai risultati emerge un ruolo della calsequestrina e della rianodina, proteine implicate nella gestione degli ioni di calcio. In generale, lo studio ha fornito conoscenze fondamentali sull’associazione tra attività elettrica e funzione meccanica nel cuore umano. Inoltre, si prevede che tali risultati incideranno sulla predizione di aritmia ventricolare e sulla gestione dei pazienti.

Parole chiave

Cuore, feedback elettromeccanico, CARDIO MEF, aritmia, alternanza della ripolarizzazione

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