|

I modelli BIA


Angolo di fase

Una corrente elettrica alternata applicata agli organismi viventi evidenzia due strutture biologiche di differente comportamento fisico:

  • i fluidi intra ed extra cellulari, che si comportano come conduttori resistivi (R o a in figura);
  • le membrane cellulari, che si comportano come conduttori  reattivi (Xc o b in figura).

Scomponendo il parametro fisico Z in vettori, otteniamo due moduli - resistenza R e  reattanza Xc - il cui rapporto trigonometrico costituisce l'angolo di fase Φ.

 

Secondo la legge di Ohm, tutte  le  sostanze  offrono una resistenza  al passaggio della corrente elettrica e questo vale anche per il corpo umano.

 


La legge di Ohm afferma che l'impedenza di un corpo è proporzionale alla caduta di tensione che si riscontra ai  suoi  capi,  quando esso venga attraversato da una corrente elettrica.

 


La Resistenza (R),  l'Impedenza (Z) e la Reattanza (Xc) sono espresse infatti in Ohms. L'angolo di fase Φ può variare da 0 a 90 gradi a seconda che il circuito sia solo resistivo, oppure solo reattivo.

 

È riscontrato che l'angolo di fase di un uomo sano oscilla fra i 4 ed i 15 gradi, in relazione alle componenti compositive e soprattutto alla capacità delle membrane cellulari di rallentare il flusso di corrente. A fronte di una cellularità integra, l'angolo di fase è più elevato in valore. L'angolo  di  fase, quindi, può essere assunto come un indice prognostico dello stato d'integrità della membrana cellulare.


Modello R-Xc in serie

La complessità del corpo viene semplificata in un modello dove sussistono solo due parametri: le membrane cellulari, con comportamento reattivo, e i fluidi con comportamento resistivo. Tale modello è definito R-Xc in serie e trova la sua estrinsecazione fisica nel circuito a fianco.

 

In realtà il comportamento impedenziometrico del corpo è molto più complesso.  


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I tessuti non grassi sono altamente conduttivi, contenendo acqua ed elettroliti, e oppongono una limitata resistenza.

La membrana cellulare, data la sua peculiare struttura chimica, ha un comportamento diverso: essa contempla infatti un doppio strato fosfolipidico non conduttivo, posto tra due strati di molecole proteiche, conduttive.  Il doppio strato fosfolipidico rende le cellule elementi reattivi che “trattengono all'interno le cariche”, ovvero  si comportano come condensatori, quando ad esse viene applicata tale corrente elettrica alternata.

 

Riguardo al parametro Xc, la sperimentazione sull'uomo ne ha evidenziato la scarsa significatività predittiva e clinica (NIH, Consensus Conference on BIA, 1994).

 

Impedenza e Angolo di Fase, al contrario, sono gli unici parametri che definiscono  il comportamento del corpo umano al passaggio della corrente: ciò avviene con ottima riproducibilità nelle più svariate condizioni fisiopatologiche.

Questo si conferma vero anche nell'ambito delle leggi fisiche e matematiche che ne regolano il fenomeno:


  • Il modello del corpo umano, come più volte rimarcato, è complesso nella sua geometria e nella sua composizione e, pertanto, non è riconducibile modello R e Xc in serie.
  • Un circuito apparentemente più complesso è quello di  Fricke che presenta due conduttori in parallelo, rispettivamente identificanti i fluid intra- ed extracellulari. Il circuito di Fricke, tuttavia, approssima il comportamento del tessuto muscolare e non l'insieme anisotropico e disomogeneo dei vari tessuti del corpo.
  • Pur tuttavia, accettando il modello R-Xc in serie come estrema semplificazione del corpo, le dimensioni della reattanza e della resistenza appaiono regolate – matematicamente e geometricamente, vedi legge di Pitagora - dall'impedenza (Z ) e dall'angolo di fase (Φ). Conoscendo Z e Φ, posso ricavare R e Xc, e non viceversa.
  • Non è comunque possibile assegnare ai parametri  R, o Xc, distinte variazioni di una specifica componente corporea. Ciò che sperimentalmente si ricava, sono infatti i due valori risultanti - Z e Φ - conseguenti alla forza di opposizione del corpo, al passaggio della corrente alternata. Da quale specifico tessuto, o organo, tali valori dipendano, non ci è dato di sapere.
  • Queste sono le ragioni – matematiche, fisiche e cliniche- per cui nelle migliaia di equazioni predittive si usa indistintamente R o Z e solo in pochissimi casi anche il parametro Xc, peraltro parametro di dubbia significatività  sperimentale (NIH-1994).
  • Questa è la ragione, infine, per cui la metodica si chiama impedenziometria, o Body  Impedance Analisys, e non “resistenziometria o altro termine”. Tutte le interpretazioni del fenomeno al di fuori della pura sperimentazione, appaiono speculative e puramente arbitrarie.