La guarigione di lesioni cutanee attraverso l’impiego di Microcorrenti

MICROCORRENTI

Micro Current Electrical Stimulation (MET) : la terapia con microcorrenti elettriche consente un miglio-

ramento significativo ed un rapido controllo del dolore e l’accelerazione della guarigione di lesioni tissutali

e piaghe di diversa origine (da decubito, ferite traumatiche,ecc..).

Il sistema Elektra® è dotato di microcorrenti , cioè di correnti di bassa intensità stimolano l'attività fisio-

logica/metabolismo cellulare,; si utilizza infatti una corrente nel range dei microampere (50-1000µA), 1000

volte inferiore rispetto alle TENS e con intensità di stimolo generalmente al di sotto la soglia di percezione.

La larghezza dell’impulso o la durata del tempo di rilascio della corrente con un sistema che genera mi-

crocorrente come l’Elektra® è più lunga rispetto alle altre tecnologie elettrostimolanti.

Un tipico impulso di microcorrente è circa 0.5 secondi di durata, con un tempo di 2500 volte più lungo ri-

spetto all’impulso TENS di tipo convenzionale.

A differenza della TENS la MET ( o MENS) viene anche somministrata attraverso un manipolo a penna po-

sizionato in modo che la corrente scorra tra di esso, attraverso l’area di trattamento danneggiata o dolorosa.

Nella figura 2 è rappresentato un tipico circuito in cui il flusso di elettroni si dirige dal catodo all’anodo,

in forma di ioni negativi.

Durante elettrostimolazione con microcorrente, nell’ambito dei tessuti compresi tra i due elettrodi, gli elet-

troni reagiscono con le molecole d'acqua al catodo per produrre ioni -OH, mentre all'anodo si formano i

protoni (H +). Di conseguenza, all’ interfaccia anodo / catodo, la differenza di concentrazione protonica

determina l’instaurarsi di un flusso di protoni dall’anodo verso il catodo, si crea un gradiente di protoni e

un gradiente di potenziale tra il tessuto e il mezzo (citosol). Il pH al netto del sistema rimane inalterato

perché il tasso di formazione di protoni all’ anodo è eguagliato dal tasso di consumo di protoni al catodo.

Micro Current Electrical Stimulation (MET)

02

1) Electrons2) Pos. Ions

1) Current flow as neg. ions

PROTONGRADIENT(H+)negative

environment(OH-)

positiveenvironment(OH+)

CATHODE(NEG/-)

ANODE(POS/+)

Fig. 2 - Gradiente di protoni creato da una microcorrente

I protoni migrano attraverso il citosol e reagiscono con la membrana mitocondriale , legando H +-ATPasi,

sarà formato ATP. Il protone (H +) migrando attiverà l’adenosina trifosfato, che è necessario per avere la

sintesi di ATP. Questo flusso protonico, che attraversa la membrana mitocondriale che , a sua volta, de-

termina un incremento nella formazione di ATP in tal modo stimola il trasporto amino-acidico, due fattori

essenziali nell’ambito dell’incremento della sintesi proteica.

La catena di trasporto degli elettroni, o catena respiratoria, costituisce infatti per il corpo il principale "motore

"cellulare, in grado di fornire ed accumulare, attraverso l'accoppiamento con la fosforilazione ossidativa,

l'energia chimica necessaria per le diverse esigenze della cellula, come ad esempio la biosintesi, il lavoro

osmotico, il lavoro meccanico, ecc.

La catena respiratoria è formata da enzimi racchiusi nella parete mitocondriale interna, questi enzimi inte-

ragiscono con dei coenzimi come il NAD+ (nicotinamide adenina dinucleotide), il FAD (flavin adenin dinu-

cleotide), l’ubichinone (o coenzima Q) ed i citocromi (cromoproteine contenenti eme). Questi coenzimi

sono dei trasportatori di protoni o di elettroni provenienti dal ciclo degli acidi tricarbossilici.

Fig. 1 - Con il trasferimento trans-membranario dei protoni si produce una conversione dell’energiaosmotica in energia chimicagrazie all’ATP-sintetasi presente nelle creste mitocondriali. Per poter sintetizzare una molecola di ATP, partendo da una molecola di ADP e di Pi, è necessario ilpassaggio di 3 protoni.

Micro Current Electrical Stimulation (MET)

04In effetti l’’ossidazione del substrato, che è accompagnata da migrazione protonica attraverso le mem-

brane, può essere altrettanto stimolata dalla corrente elettrica indotta da protoni, che funzionano in modo

feedback. Per riassumere, l’ elettrostimolazione del tessuto con corrente diretta (microcorrente) di cui è

dotata il sistema Elektra® da luogo alla creazione di protoni all'anodo e un gradiente di protoni si forma

attraverso il tessuto e nel citoplasma. I protoni, che migrano verso i mitocondri attivano la adenosina tri-

fosfato, l'enzima che catalizza la formazione di ATP.

Gli aminoacidi sono trasportati dai gradienti elettrici attraverso la membrana mitocondriale e sono quindi

disponibili per l'utilizzo nella sintesi delle proteine. Poiché la sintesi proteica è un processo endotermico,

l'energia derivata dalla creazione di ATP viene utilizzata per fornire l'energia necessaria per la sintesi en-

dotermica di queste proteine.

Come agisce la microcorrente

La MET agisce grazie alla sua capacità di stimolare la fisiologia cellulare e la crescita. Uno studio dimostra

che essa può aumentare la generazione di ATP fino al 500 % (Cheng N, Van Hoff H, Bockx E, et al.

The effect of electric currents on ATP generation protein synthesis, and membrane transport in rat skin.

Clin, Orthop 1982. 171:264-72.)

Questo studio ha inoltre dimostrato la

sua capacità di favorire il trasporto di

aminoacidi e la sintesi di proteine. Nelle

figure 4 e 5 si potrà vedere un’illu-

strazione del vero effetto terapeutico

della MET attraverso il meccanismo con

cui un trauma agisce sul potenziale elet-

trico di una cellula danneggiata. L’area

danneggiata ha una resistenza elettrica

alta rispetto al tessuto circostante. Ciò

da luogo ad una diminuita conduttanza

elettrica attraverso l’area di lesione e di-

minuisce la capacitanza cellulare (la pro-

prietà di un condensatore di accumulare cariche come avviene nella cellula grazie alla membrana cellulare)

dando luogo ad un indebolimento del processo di guarigione ed infiammazione. La corretta applicazione

della MET su un sito di lesione aumenta il flusso endogeno di corrente, permettendo alle cellule dell’area

traumatizzata di riguadagnare la loro capacitanza.

La resistenza è ridotta permettendo all bio-elettricità di fluire attraverso un ristabilimento dell’omeostasi.

Questi processi aiutano ad iniziare e perpetuare le diverse reazioni biochimiche che avvengono nel pro-

cesso di guarigione.

Lo spasmo muscolare,che si manifesta come reazione ad un trauma,determina la riduzione dell’afflusso i

sangue dando luogo ad una ipossia tissutale,accumulo di metabolici nocivi e dolore. Ciò alla fine da luogo

ad una riduzione della sintesi di ATP.pertanto la MET da luogo ad un rifornimento di ATP.

Fig. 3 - Il grafico illustra l’enorme aumento della produzione di ATP del 500%

Come agisce la microcorrente

06Oltre al massiccio aumento di ATP, la sintesi proteica e il trasporto di membrana cellulare, gli studi cli-

nici dimostrato che gli effetti principali di una MET sono rappresentati , in generale, da aumento di:

• Circolazione del sangue (38%)

• Numero di vasi sanguigni 35%

• Drenaggio linfatico 28%

• Produzione di collagene (14%)

• 45% di aumento del numero di fibre di elastina nel derma

• Aumento del 50% della lunghezza delle fibre di elastina

• Gluconeogenesi (produzione di nuovo glucosio) 40%

• Rivitalizzazione del tono cutaneo e dell’elesticità cutanea.

• Sintesi di Proteine e trasporto di membrane aiuta le funzioni cellulari e la rigenerazione

• Aumento dell’ ATP (adenosina trifosfato) del 500%

• Aumento del 10% dello spessore collagene nel tessuto connettivo

• Miglioramento del drenaggio linfatico – migliora la funzione cellulare

Guarigione delle lesioni cutanee

Uno dei primi studi che documentano gli effetti positivi della microcorrente di stimolazione sulla

guarigione delle ferite venne eseguito nel 1969. Venne applicata la stimolazione nel range di 200-

800 microampere a una vasta gamma di ferite;il gruppo di controllo venne trattato con metodiche

di cura ordinarie della ferita: il gruppo trattato con MET mostrò tassi di guarigione 200-350% più

veloci rispetto ai controlli, con forte resistenza alla trazione del tessuto cicatriziale ed effetti anti-

batterici nelle ferite infette. Se dovessimo semplificare massimamente la catena di risposte fisiolo-

giche determinata dall’applicazione delle MET (o MENS) sui tessuti molli traumatizzati, potremmo

riassumere che:

1. E’ noto da oltre un secolo che sulla membrana cellulare è presente un’energia potenziale

di circa –50 mV. Questa energia è conosciuta come potenziale di membrana a riposo.

La superficie esterna possiede una carica positiva mentre quella interna ha una carica negativa.

2. Quando una cellula viene danneggiata il potenziale della parte lesa diventa negativo e la

corrente elettrica fluisce nell’area ferita. Questo fenomeno fu accuratamente misurato da

Matteucci (1938) e Bois-Reymond (1843); questa corrente è oggi comunemente conosciuta

come “injury current”.

Fig. 4 - Situazione cellulare di normalità

Fig. 5 - Situazione di danno cellulare

Guarigione delle lesioni cutanee

08La corrente di lesione viene generata non solo quando singole cellule vengono lese ma anche quando

vengono lesi i tessuti. L’intensità della corrente di lesione varia da 10 μA a 30 μA, come dimostrato durante

gli esperimenti; in altre parole la “injury current” è una microcorrente.

Tale corrente endogena promuove il recupero di cellule e tessuti danneggiati nell’organismo vivente.

Si ritiene infatti che la stimolazione con questo tipo di corrente possa generare ATP e sintetizzare le proteine

e favorire la ricostruzione dei tessuti danneggiati.

Si può quindi supporre che una microcorrente generata artificialmente possa integrare e stimolare ulte-

riormente le naturali funzioni dell’ injury current.

Garley e Wainapel confermarono che la guarigione da decubito veniva accelerata da 150/250% attraverso

applicazioni a bassa intensità (200 - 800 μA). Gault e Gatens riportarono l'effetto positivo che le MENS ebbero in 106 pazienti con ulcere ischemiche

alla pelle. Dai loro studi risultò che il gruppo trattato con la terapia MENS con un'intensità di 200 - 800μA,ebbe un recupero approssimativo due volte superiore ad un gruppo trattato senza alcun metodo. Alcuni

medici hanno riportato che anche la guarigione di fratture ossee è fortemente facilitata da stimolazioni con

correnti a bassa intensità.

L’applicazione delle MENS su di un tessuto traumatizzato si dimostra in effetti in grado di attivare il flusso

proteico nonché di accelerare la sua migrazione all’interno dei canali linfatici. Grazie a questo tipo di mec-

canismo la pressione osmotica all’interno dei canali linfatici viene aumentata accelerando di conseguenza

il fenomeno di assorbimento di fluidi nello spazio interstiziale ossia negli spazi lacunari che si trovano tra

le varie cellule4. Questo aumento del carico proteico all’interno dei canali linfatici determina un aumento

del flusso di liquido all’interno dei vasi linfatici stessi, determinato dall’aumento delle forze oncotiche al-

l’interno di questi ultimi. L’aumento di flusso causa una distensione del lume dei vasi linfatici che determina

a sua volta un incremento nel rateo della contrazione linfatica. Questo processo determina una riduzione

dell’edema e dello stato di gonfiore dei tessuti della zona traumatizzata.

Le ulcere croniche ,di cui le ulcerazioni della gamba e quelle da decubito rappresentano la maggiore pre-

valenza, costituiscono un grande problema terapeutico. Il 90 % delle ulcere della gamba sono legate a

stasi venosa,e percentualmente affliggono lo 0.6 % degli uomini ed il 2.1% delle donne .

L’utilizzo della MET è semplice, sicuro ed efficiente e può avere una influenza impressionante nel migliorare

la guarigione delle piaghe , ferite ed ulcerazioni.

Il primo studio umano che utilizzava corrente diretta riportava una guarigione completa di ulcere venose

croniche da stasi della gamba in 3 pazienti con 6 settimane di trattamento.

Lo studio clinico più frequentemente citato utilizzava corrente diretta di 200-1000 micro ampere. In ogni

caso tutti gli studi finora eseguiti su tessuti umani documentano una significativa accelerata guarigione

con la stimolazione elettrica.

Una importante osservazione aggiuntiva in diversi di questi studi clinici è che le piaghe , che sono inizial-

mente contaminate da pseudomonas e o proteasi , divengono di solito sterili dopo alcuni giorni di elet-

troterapia. La durata del trattamento normalmente è compresa tra i 5 ed i 10 minuti. I parametri più

frequentemente utilizzati, che però possono ovviamente variare in funzione della patologia trattata, sono

i seguenti : intensità compresa tra i 10 ed i 200 µA, frequenza compresa tra 0.3 ed 1Hz e larghezza d’im-

pulso di almeno 100 millisecondi.

Fig. 6 - ulcera malleolare diabetica trattata con microcorrenti . La guarigione è completa a distanza di 3 settimane dall’inizio del trattamento.

Bibliografia

101. Cheng N, Van Hoff H, Bockx E, et al. The effect of electric currents on ATP generation proteinsynthesis, and membrane

transport in rat skin. Clin, Orthop 1982. 171:264-72.

2. Becker RO. The Body ELectric 1985; New York, William Morrow and Co, Inc.55. Illingsworth CM, Barker AT. Measurementof electrical currents emerging during the regeneration of amputated fingertips in children. Clin Nays Physiol Meas 1980 1:87-9.

3. Foulds IS, Barker AT. Human skin battery potentials and their possible role in wound healing. Br S Dermatol 1983; 109;515-522.

4. Jaffe LF, Vanable JW. Electric fields and wound healing. Clin Dermatol 1984; 2: 34-44.

5. Barker AT, Jaffe LF; Banable JW. The Glabrous epidermis of cavies contains a powerful battery.Am J Physiol 1982; 242:R358-66.

6. Falanga V; Eaglstein WH. The trap hypothesis of venous ulceration. Lancet 1993;341:1006-7.

7. Robinson KR. Digby's receipts. Annals Med History 1925:7:216-19.

8. Jeran M, et al. PEMF stimulation of skin ulcers of venous origin in humans; preliminary report of a double blind study. J Bio electric 1987: 6:181-88.

9. GoIdin H, et al. The effects of Diapulse on the healing of wounds: a double-blind randomized controlled trial in man. Br J Plast Surg 1981: 34:267-70.

10. Ieran M, et al. Effect of low frequency pulsing electromagnetic fields on skin ulcers of venous origin in humans: a double blind study. J Orthop Res 1990; 8:276-82.

11.Mulder GD. Treatment of open-skin wounds with electric stimulation. Arch Phys Med Rehabil 1991; 72:815-7.

12.Carey, LC, Lepley D. Effect of continuous direct electric current on healing wounds. Surg-Forum 1962; 13:33-35.

13. Assimacopoulos D. Wound healing promotion by the use of negative electric current. Ann Surg. 1968; 34:423-31.

14. Assimacopoulos D. Low intensity negative electric current in treatment of ulcers of leg due to chronic venous insufficiency: preliminary report of three cases. Am J Surg 1968; 115:683-687.

15.Rowley BA, McKenna JM, chase GR, Wolcott LE. The influence of electrical current on an infecting microorganism in wounds.Ann NY Acad Sci 1974; 238:543-551.

16.Barron JJ, Jacobson WE. Treatment of decubitus ulcers: a new approach. Minn Med 1985; 68:103-105.

17. Lundeberg TC, Eriksson SV, Malm M. Electrical nerve stimulation improves healing of diabetic ulcers. Ann Plast Surg 1992:Oct;29(4):328-31.

18.Weiss DS, et al. Electrical stimulation and wound healing. Arch Dermatol 1990;126:222-225.

19.Dayton PD, Palladino SJ. Electrical stimulation of cutaneous ulcerations. A literature review. J Am Pod Med Assoc 1989; 79:318-321.

Medical Italia - Divisione di EME s.r.l.Via degli Abeti 88/1 - 61122 Pesaro ( PU ) Italytel. +39 0721. 400 791 fax. +39 0721. 26 385

www.medical-italia.com