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Neuroscienze

Elettrostimolazione del nervo vago: la nuova frontiera delle terapie alternative

Scritto da Gaetano Moceri
Il nervo vago è uno tra i più importanti nervi presenti nel corpo umano. Recenti ricerche hanno portato ad incredibili scoperte: stimolando elettricamente questo nervo si può riuscire a risolvere una vasta gamma di patologie farmaco resistenti.

Cos’è il nervo vago?

Il nervo vago parte dal midollo allungato e si porta, tramite il foro giugulare, verso il torace e l’addome. Le due ramificazioni del nervo vago, destra e sinistra, sono tra le terminazioni nervose più importanti e lunghe del corpo umano: dalla parola latina vagus deriva il suo nome che letteralmente significa “vagabondo”.  E’ coinvolto in numerose funzioni involontarie che il nostro corpo svolge come il battito cardiaco, la stimolazione della produzione di succhi gastrici e i movimenti intestinali durante la digestione. Tuttavia, molte delle sue funzionalità risultano essere, ancora oggi, non perfettamente chiare.

 

Perchè è così importante?

Ricerche mediche e biotecnologiche condotte negli ultimi vent’anni hanno evidenziato la possibilità di stimolare elettricamente il nervo per trattare un incredibile numero di problemi: dall’epilessia alla depressione, dal diabete all’insufficienza cardiaca.  Dal 1997, anno in cui la FDA (Food and Drug Administration) ha approvato l’uso della stimolazione del nervo vago come terapia, si sono studiate le tipologie di stimolazione elettrica più efficaci per il particolare sistema che si intende manipolare, sopprimere o attivare. La modulazione della sua attività dipende dall’ampiezza, dalla durata e dalla frequenza dello stimolo elettrico.

 

Dispositivi invasivi

Comunemente il nervo vago viene stimolato elettricamente tramite dispositivi elettronici completamente impiantati all’interno del corpo umano attraverso un intervento chirurgico. Il dispositivo viene inserito solitamente nello spazio sottoclaveare tra la pelle e il muscolo grande pettorale ed è collegato al nervo tramite degli elettrocateteri che trasportano l’impulso elettrico generato dalla batteria contenuta all’interno della cassa del dispositivo.

Per il trattamento dell’epilessia, lo stimolo parte dal dispositivo e si muove verso il tronco cerebrale andando a “competere” col segnale fisiologico tipico dell’attività cerebrale dell’individuo epilettico riducendo l’entità delle convulsioni del 40-80% e migliorando di gran lunga la qualità della vita del soggetto.

Anche gli individui affetti da depressione cronica possono essere dei buoni candidati all’impianto di tale genere di dispositivo. Si è scoperto che stimolando certe zone del nervo vago di soggetti affetti da questa patologia si riesce ad influenzare umore ed emozioni, con risultati più che soddisfacenti nel 30% dei casi.

Applicazioni più recenti hanno permesso il trattamento di patologie quali il diabete e l’obesità, casi nei quali lo stimolo erogato dal dispositivo va ad interferire col segnale fisiologico responsabile della sensazione di fame, interrompendolo. O ancora, nei soggetti affetti da malattia di Parkinson o sclerosi multipla, il dispositivo in questione potrebbe inibire gli stimoli elettrici responsabili di spasmi e movimenti involontari così da rendere i pazienti quasi del tutto indipendenti dal punto di vista motorio, almeno negli stadi non troppo avanzati della malattia.

Uno dei campi di ricerca più attivi degli ultimi anni nell’ambito della stimolazione del nervo vago è l’insufficienza cardiaca. Il nervo vago, come detto prima, è responsabile dell’innervazione parasimpatica del cuore e la sua stimolazione induce la bradicardia, ovvero una riduzione della frequenza cardiaca: tale principio può essere sfruttato in pazienti affetti da tachiaritmie in sostituzione di un impianto di pacemaker, decisamente più impegnativo e rischioso.

Le numerose criticità dei dispositivi impiantabili di questo genere, quali biocompatibilità di materiali, possibili rigetti dell’organismo e risposte infiammatorie troppo violente, hanno portato i ricercatori a sviluppare sistemi non invasivi, in grado di stimolare il nervo vago senza sottoporre il paziente all’impianto di un dispositivo.

 

Nuovi dispositivi non invasivi

I dispositivi non invasivi rappresentano la vera e propria rivoluzione nell’ambito della stimolazione del nervo vago, sebbene siano ancora in una fase poco più che sperimentale: consentono di evitare che il paziente venga sottoposto ad un intervento chirurgico e soprattutto di limitare notevolmente la quantità di farmaci da assumere, sebbene non sia comunque possibile eliminarla del tutto.
Nel panorama mondiale del mercato di questi dispositivi, la electroCoreMedical costituisce la maggiore azienda produttrice di dispositivi per il trattamento di mal di testa ed emicrania.

gammaCore: dispositivo realizzato dalla electroCore per la cura dell'emicrania

gammaCore: dispositivo realizzato dalla electroCore per la cura dell’emicrania

Il principio di funzionamento è semplice: non appena si avvertono i primi sintomi il paziente porta il dispositivo in corrispondenza della diramazione sinistra del nervo vago, cioè alla base del collo, e lo attiva per un paio di minuti. Il dispositivo rilascia piccoli e velocissimi impulsi elettrici capaci di viaggiare attraverso la pelle e i muscoli e di stimolare così il nervo vago riducendo la sensazione di dolore.

Sebbene la FDA non abbia ancora rilasciato l’approvazione per l’utilizzo di questi dispositivi, medici e ingegneri sono molto fiduciosi per la loro non tardiva messa in commercio, poiché potrebbero ridurre considerevolmente il numero di interventi chirurgici mirati all’impianto di dispositivi, e di conseguenza la possibilità di arrecare danni al paziente nell’immediato e nel futuro.

 

Applicazioni temporanee

Sebbene la maggior parte di dispositivi di stimolazione del nervo vago servano a risolvere problemi a medio e lungo termine, si stanno sperimentando tecniche di stimolazione che trattino situazioni temporanee, come le reazioni infiammatorie. L’infiammazione è una funzione del sistema immunitario che difende l’organismo da infezioni e ferite. In tal senso, il nervo vago  mantiene nel tempo il processo stimolando il rilascio di istamina, principale responsabile del processo infiammatorio. Se il rilascio di queste sostanze diventa incontrollato, l’infiammazione può causare danni a tessuti e organi circostanti esponendo l’organismo a possibili attacchi virali ed infezioni.

Attualmente, a San Diego, alcuni chirurghi dell’Università della California stanno testando gli effetti della stimolazione del nervo vago nell’attenuazione della risposta infiammatoria negli ustionati. Si stanno testando, in particolare, applicazioni di dispositivi esterni collegati al nervo vago di piccoli roditori con ferite da bruciatura, tramite una piccola incisione sul collo: i risultati hanno evidenziato consistenti diminuzioni della concentrazione di globuli bianchi.

Todd Costantini, un ricercatore che lavora a questo progetto, crede che il miglior modo per ottenere gli stessi risultati negli esseri umani sia da ricercare in trattamenti farmacologici, i quali hanno dei meccanismi  di selettività del nervo vago ancora da chiarire del tutto. Il ricercatore sostiene anche che un tale dispositivo temporaneo, quindi esterno al corpo del paziente, potrebbe non essere del tutto efficiente, e che quindi una terapia più adeguata in termini di fattibilità e di costi potrebbe essere quella farmacologica.

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Informazioni autore

Gaetano Moceri

Studente iscritto al corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica presso il Politecnico di Torino. Appassionato di elettronica, intraprende l’indirizzo “strumentazione biomedica” che lo avvicina al mondo degli strumenti elettromedicali e dei dispositivi impiantabili attivi.

4 commenti

  • Buongiorno, sto cercando alcuni ospedali vicino a Padova che curino l’epilessia con la stimolazione vagale. Sono sto sottoposto all’intervento al nervo vago nel 2013 ma purtroppo ora a Padova non c’è più un medico che tratti la stimolazione vagale proprio perché non sono più stati formati. Grazie

  • Sto cercando studiosi disposti ad approfondire ricerche inerenti alla stimolazione fisiologica del nervo vago.
    In particolar modo otorinolaringoiatri e foniatri.

  • Molto interessante la stimolazione elettrica del nervo vago ma il trattamento manuale che rimuove gli ostacoli e lo stesso molto interessante grazie

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