Ricerca e innovazione

Misurare il flusso sanguigno per studiare il declino cognitivo

27 Aprile 2021

La fibrillazione atriale, la più comune tra le aritmie cardiache, causa declino cognitivo e demenza, anche in assenza di eventi clinici evidenti, come il classico ictus cerebrale. La scoperta di questa correlazione è arrivata grazie al lavoro di ricerca condotto da un gruppo multidisciplinare, composto da cardiologi e ricercatori dell'ospedale Molinette della Città della Salute, da un team di ingegneri del Politecnico di Torino - professor Luca Ridolfi e professoressa Stefania Scarsoglio - e dell'Università degli Studi di Torino.

Tale ricerca – sfociata in un importante studio appena pubblicato su Europace, la prestigiosa rivista scientifica internazionale di aritmologia cardiaca, e diventata la prima notizia della Newsletter della Società Europea di Cardiologia - ha permesso di studiare per la prima volta negli esseri umani gli effetti esercitati dalla fibrillazione atriale sul flusso sanguigno nei piccoli vasi cerebrali. Mediante l'utilizzo di una metodica nota come spettroscopia quasi infrarossa (NIRS), infatti, piccole sonde applicate sulla cute della fronte del paziente consentono di ottenere informazioni sul flusso sanguigno a livello del cervello.

L’apporto del Politecnico si è concretizzato nell’uso innovativo della tecnica di misura e nella successiva analisi dei dati emodinamici, in particolare quelli del flusso sanguigno nei piccoli vasi cerebrali.

La tecnica di spettroscopia del “quasi-infrarosso” (NIRS) è infatti in grado di estrarre informazioni sul flusso sanguigno a livello del cervello profondo. Rispetto all’utilizzo adottato finora, l’aspetto fortemente innovativo introdotto dai ricercatori del Politecnico è stato quello di estrarre informazioni a scala di singolo battito, aprendo così la strada all’analisi beat-to-beat. Questo è stato possibile acquisendo e validando i segnali NIRS a una frequenza di campionamento (20 Hz) ben superiore a quella sinora utilizzata (circa 0.5-1 Hz).

“Tale frequenza, da un lato, ha garantito una risoluzione temporale tale da catturare le variazioni intra- e inter-battito, dall’altro lato ha permesso di superare le difficoltà legate all’elevato rumore a cui è soggetto il segnale NIRS - spiegano Stefania Scarsoglio e Luca Ridolfi - I segnali di flusso cerebrale profondo sono infatti fortemente sensibili a piccoli ed inevitabili disturbi presenti durante la misurazione in ospedale: un semplice movimento oculare, un’inspirazione profonda o un colpo di tosse sono sufficienti a perturbare in modo artificioso l’andamento temporale dell’intero segnale”.

L’analisi beat-to-beat ha reso possibile il confronto tra due segnali emodinamici molto diversi, quello del flusso cerebrale profondo e quello della pressione arteriosa centrale. L’importante risultato clinico emerso è che, in presenza di fibrillazione atriale, il segnale cerebrale risulta essere molto più alterato di quanto lo sia il segnale di pressione centrale. L’irregolarità indotta dal battito fibrillato si amplifica dunque nella circolazione cerebrale profonda, contribuendo nel lungo termine all’insorgenza di forme di demenza associate alle aritmie cardiache.

Gli studi sperimentali sono stati svolti su circa 50 pazienti con fibrillazione atriale in cura presso la Cardiologia universitaria dell'ospedale Molinette (diretta dal professor Gaetano Maria De Ferrari) e hanno permesso di dimostrare come in presenza di aritmia si generino transitorie, ma ripetute, alterazioni del flusso a livello del microcircolo cerebrale.

È importante evidenziare come le alterazioni della circolazione cerebrale registrate dalla NIRS in corso di fibrillazione atriale tendano a scomparire al ripristino del normale ritmo cardiaco tramite una cardioversione elettrica.

Considerando che la fibrillazione atriale aumenta con l'aumentare dell'età e ci si attende un raddoppio dei casi di fibrillazione atriale entro il 2050, è evidente quanto sia importante comprendere i meccanismi che legano la fibrillazione atriale alla demenza, per poter ottimizzare le strategie terapeutiche e minimizzare il deficit cognitivo correlato all'aritmia, con enormi potenziali ricadute sulla qualità della vita e la gestione dell'assistenza socio-sanitaria dei pazienti.