Lelettroterapia è un ramo della fisioterapia che utilizza gli effetti biologici delle correnti elettriche. Si attua sottoponendo un limitato distretto somatico (raramente tutto l'organismo) al passaggio di correnti elettriche con caratteristiche note di intensità e tensione. La terapia consiste nell'applicazione locale di impulsi elettrici alternati (elettrostimolazione) o continui (ionoforesi) al fine di ottenere un effetto terapeutico. Gli impulsi elettrici sono generati all'interno di una macchina specializzata e la corrente elettrica viene fatta passare attraverso il dispositivo di alimentazione principale per arrivare poi su una particolare area del corpo. Ci sono diverse ragioni mediche per l'uso dell'elettroterapia.
Classificazione
L'elettroterapia può sfruttare la corrente continua o la corrente alternata. I trattamenti elettroterapici in corrente continua prendono il nome di galvanizzazione e ionoforesi(applicazione di correnti continue di pochi mA/cm2 al fine di veicolare dei farmaci per via cutanea), mentre i trattamenti elettroterapici in corrente alternata si suddividono in: corrente alternata a bassa frequenza: utilizzo di correnti diadinamiche, elettrolipolisi e TENS; corrente alternata a media frequenza: utilizzo di correnti interferenziali, medie frequenze modulate, correnti di Traebert e treni d'impulsi; corrente alternata ad alta frequenza: correnti rettangolari, correnti triangolari, corrente faradica e correnti di Kotz.
L'elettroterapia può essere suddivisa in due categorie, elettroterapia antalgica ed elettroterapia di stimolazione.
Elettroterapia antalgica Sono definite antalgiche quelle correnti che sono in grado di ridurre la sensazione dolorifica tramite meccanismi d'azione differenti. Tra questi vi è l'attivazione delle aree del cervello deputate al controllo della soglia del dolore (inibizione discendente), la stimolazione di produzione di endorfine, oppure l'iperpolarizzazione, un meccanismo che agisce a livello delle terminazioni nervose nel sito del dolore rendendole più refrattarie agli stimoli.
Elettroterapia di stimolazione Si definisce elettroterapia di stimolazione la somministrazione di corrente elettrica finalizzata a produrre contrazioni muscolari. I meccanismi d’azione delle correnti di stimolazione possono essere ricercati nell’attività muscolare che sono in grado di produrre. Queste correnti, infatti, hanno la capacità di produrre delle contrazioni muscolari, del tutto simili a quelle che si producono mediante attività nervosa, tali che, se ripetute per un tempo e con modalità adeguate, producono effetti di aumento e/o recupero del tono muscolare qualora il paziente ne avesse un deficit. Questo tipo di elettroterapia può essere utilizzata, con le corrette impostazioni, sia per stimolare un muscolo innervato che per stimolare un muscolo denervato.
Un esempio di elettroterapia antalgica è la Transcutaneous Electrical Nerve Stimulator o Stimolazione nervosa elettrica trsanscutanea (TENS).
La TENS stimola in modo selettivo i nervi situati nel livello superficiale della pelle dove risiede la sensibilità tattile. Obiettivo di questa terapia strumentale è la cura di sintomi come artrite reumatoide, sciatalgia, mialgia e artralgia. Questa tecnica di elettroterapia nacque alla fine degli anni ’70 con il fine di evocare l’effetto antalgico.
Esistono due modalità di realizzazione di una elettroterapia antalgica con TENS: TENS classica (bassa intensità e durata ed alta frequenza): impulsi della durata di 30-150 µs, con frequenza di 10–150 Hz, stimolano elettivamente le fibre Aβ e provocando analgesia attraverso il meccanismo del gate-control, ad effetto rapido e localizzato al metamero di applicazione; TENS endorfinica (elevata intensità e durata e bassa frequenza): impulsi della durata di 200 µs, con frequenza di 1–5 Hz, produce analgesia attraverso la liberazione di endorfine. Tale effetto ha un’insorgenza lenta ma duratura nel tempo, perché il meccanismo d’azione è sovraspinale; essendo la durata dell’impulso prolungata, vengono prodotte anche delle contrazioni muscolari.
I tipi di stimolazione nervosa sui quali si basa l'elettroterapia moderna sono molteplici, come per esempio la stimolazione nervosa elettrica percutanea (PENS o elettro-agopuntura) o la stimolazione del midollo spinale (SCS). Nel dolore da lieve a moderato, la TENS e la PENS sono metodi efficaci, mentre la SCS è molto utile per la terapia del dolore neuropatico o ischemico refrattario.
Nel 2005 è stata inoltre introdotta la stimolazione muscolare esterna ad alto tono (HTEMS), efficace ad esempio nella neuropatia periferica diabetica.
Oltre al suo effetto antidolorifico, la stimolazione elettrica è di grande importanza per la prevenzione o il trattamento della disfunzione muscolare e della sarcopenia. In studi clinici controllati la miostimolazione elettrica (EMS) ha dimostrato di essere efficace contro la sarcopenia di pazienti con cardiopatia congestimentale cronica, diabete, broncopneumopatia cronica ostruttiva ed ESRD.
Storia L’elettricità statica era già noto agli antichi greci i quali notarono che strofinando l'ambra (resina fossile da cui deriva il termine “elettricità”), questa assumeva la proprietà di attirare i corpi leggeri, come ad esempio le piume. Il primo a descrivere il fenomeno fu Talete, seguito poi da Platone ed Aristotele.
Età classica Anche se nel I secolo d.C. non si era ancora a conoscenza né delle origini né delle caratteristiche dell’energia elettrica, pare che già in quel periodo gli antichi Romani la utilizzassero per scopi terapeutici, e stiamo parlando di ben 1.700 anni prima degli studi di Galvani. Naturalmente non si ricorreva a generatori di corrente o a particolari strumenti tecnologici, ma a ciò che era presente nel mondo animale e in natura. Come testimoniato dagli scritti di Scribonio Largo e di Plinio il Vecchio, le prime rudimentali applicazioni dell’elettroterapia risalgono all’utilizzo delle torpedini di mare che, nell’epoca egizio greco-romana, venivano usate per la cura delle cefalee e della gotta.[ Kellaway P. The part played by the electric fish in the early history of bioelectricity and electrotherapy. Bull Hist Med 1946;20:112–137. https://www.jstor.org/stable/44441034 ] Quest’animale marino (conosciuto anche come pinastrello) è di forma piatta come una sogliola ma, allo stesso tempo, ha la sagoma che ricorda una razza, mentre le due piccole pinne dorsali richiamano vagamente quelle dello squalo. Essa possiede un organo elettrogeno che si trova lungo i lati del corpo ed è costituito da almeno 500 dischi cartilaginei circondati da un gel che possiede delle proprietà biochimiche molto importanti. In tal modo, la torpedine è in grado di liberare delle scariche elettriche che le risultano utili per stordire le sue prede prima di mangiarle; si tratta di corrente che varia dagli 8 Volt per gli esemplari più piccoli, fino ai 220 Volt per quelli più grandi che vivono soprattutto negli oceani.Il medico militare Scribonio Largo fu il primo a mettere per iscritto le modalità con cui si poteva sfruttare la particolare qualità del pinastrello. Questi scritti fanno parte delle “Compositiones”, una raccolta di circa 271 ricette per curare varie malattie, dedicata al liberto imperiale Gaio Giulio Callisto, che ha avuto una grande risonanza per tutta l’età imperiale e tardo-imperiale, e addirittura è stata ripresa e rivalutata anche nel Medioevo.
Proprio da questi testi gli studiosi sono riusciti ad apprendere come nell’Antica Roma si usasse una prima forma di “elettroterapia”, ricorrendo proprio alle torpedini. Ad esempio, potevano essere utilizzate per curare il mal di testa, la gotta o dolori artritici. Negli scritti di Scribonio era presente anche una sorta di terapia per combattere l’epilessia: il medico militare consigliava di tenere i piedi a contatto con l’acqua durante l'utilizzo della torpedine, perché in tal modo si favoriva il passaggio della corrente elettrica e di sostanze verso gli elettrodi.
Dunque, ad oggi, si può dire con una certa cognizione di causa che Scribonio Largo sia stato uno dei grandi precursori della medicina moderna, nonché di quella pratica che oggi viene conosciuta come galvanoterapia.
XVIII secolo Nel novembre 1780 Luigi Galvani realizzò i primi esperimenti di carattere elettrofisiologico, come si evince dal suo diario di laboratorio e gli studi per i quali egli è maggiormente ricordato riguardano la cosiddetta elettricità animale. Gli anni ottanta del Settecento furono cruciali per la sua attività scientifica: nel triennio 1780-1783 Galvani passava oltre sedici giorni al mese rinchiuso nel suo laboratorioBresadola 2014, p.137., circondato da assistenti e personaggi autorevoli, come Francesco Sacchetti e Sebastiano Canterzani, e affiancato dalla moglie Lucia (alcuni attribuiscono a lei la scoperta del movimento nelle gambe delle rane)Bresadola 2014, p.143.. La scelta della rana come cavia per gli esperimenti scientifici non deve stupire: era, infatti, un animale comunemente usato in laboratorio, anche da scienziati illustri di poco precedenti come Marcello Malpighi. Le notizie riguardanti i dettagli dell'esperimento vengono fornite da Galvani stesso, che nel 1791 pubblicò il De viribus electricitatis in motu musculari, un opuscolo in cui erano illustrati tutti i processi che portarono alla scoperta dell'elettricità animale. Galvani decise di continuare a condurre esperimenti sulle rane, osservando il movimento dei muscoli in relazione alla carica elettrostatica con cui venivano stimolati e ipotizzò l'esistenza di una relazione fra elettricità e vita, definita “elettricità intrinseca all'animale”, la quale produce appunto la contrazione dei muscoli, che, oltre ad essere dei rivelatori sensibilissimi, erano visti come dei "serbatoi" di elettricità. Questa idea fu accolta con entusiasmo da molti fisiologi, ma incontrò la ferrea opposizione di altri colleghi, come Alessandro Volta, all'epoca stimato professore di fisica presso l'Università di PaviaBernabeo 2014, p.37.. Infatti, mentre Galvani pensava che l'elettricità venisse prodotta e trasmessa dal cervello e controllata attraverso i nervi, Volta credeva che le contrazioni dei muscoli non fossero causate dall'elettricità presente nell'animale, ma fossero dovute ad un'irritazione dei nervi. Fu così che i due scienziati inaugurarono un lungo e seguitissimo dibattito sull’origine e le forme dell’elettricità. Durante le discussioni, Galvani mostrava ai colleghi che anche in assenza di metalli, le rane morte si muovevano comunque. Volta invece, rivelava la presenza di corrente dovuta al contatto bimetallico, senza avvalersi delle rane. Se dunque Galvani porta avanti il suo programma di ricerche basandosi sull’allora elettrostatica classica, Volta tenta di riformarla, introducendo il concetto di non specificità della stessa. Fu così, che mentre Galvani fondava l’elettrofisiologia, Volta scopriva il potenziale di contatto, concetto che poi lo porterà ad inventare la pila.
Gli esperimenti e gli strumenti di Galvani e Volta ebbero enorme successo e modificarono gli sviluppi della scienza anche se le loro teorie stentarono ad affermarsi, perché in contrasto con i modelli standard dell'epoca. Sia Galvani che Volta hanno aperto la strada alle ricerche successive sull'elettromagnetismo di grandi fisici come Faraday, Ampere, Ørsted, sino ad arrivare a Maxwell e alle sue celebri 4 equazioni.
I primi passi verso l'elettroterapia Nel 1742 Christian Gottlieb Kratzenstein iniziò a studiare fisica e medicina all'università di Halle, che a quel tempo aveva una posizione di leadership in quella regione, e mostrò un particolare interesse per le indagini sull'elettricità e in particolare sugli effetti sugli organismi viventi. Nel 1746, a solo 23 anni, Kratzenstein ricevette i dottorati in fisica e in medicina e dopo due anni da privato, nel 1748, fu eletto all'Accademia delle Scienze Leopoldina della stessa città.