Medicina nucleare

MEDICINA NUCLEARE

La medicina nucleare è nata da pochissimo tempo, nel senso che le sue applicazioni in campo clinico sono avvenute solo dopo il 1950.

E’ la branca specialistica della Diagnostica per Immagini che si avvale dell’impiego di radionuclidi artificiali e di composti e

componenti biologici con questi marcati (traccianti), utilizzati in forma non sigillata, per la diagnosi e la terapia delle malattie.

Queste sostanze radioattive, che si possono chiamare anche radionuclidi, possono essere naturali o artificiali e servono a farci

conoscere in maniera più specifica e approfondita la funzionalità di determinati organi e tessuti. LA FUNZIONALITA DI UN

ORGANO VIENE QUINDI INDIVIDUATA, "TRACCIATA" SOTTO FORMA DI IMMAGINI. Questo succede per esempio

La differenza con le altre tecniche diagnostiche è che le altre danno

peri i radiofarmaci che producono positroni.

informazioni morfologiche, mentre la medicina nucleare dà informazioni funzionali. Usiamo principi fisici per far

interagire energia con le strutture corporee e prendere informazioni: i traccianti sono introdotti nell'organismo e in seguito le radiazioni

che vengono emesse ci danno informazioni sui vari organi.

La medicina nucleare permette in vivo uno studio "spaziale" del tracciante (dove viene captato) ma anche uno studio "temporale":

infatti consente di vedere come un organo capta una determinata sostanza, come la utilizza e come poi la elimina. Parliamo di organo

ma l'esempio più eclatante è il rene, tutti i parametri di funzionalità renale vengono studiati con la medicina nucleare. Nei campioni di

laboratorio, quindi in vitro, la medicina nucleare consente di effettuare dosaggi alquanto precisi, sfruttando l'alta specificità di queste

tecniche (per esempio legando molecole radioattive ad anticorpi monoclonali).

Esistono anche delle tecniche di tipo terapeutico. Si possono somministrare farmaci per via locale o sistemica. Mediante irradiazione

di tessuti patologici nei quali si concentrano radioelementi o composti marcati con radionuclidi beta-emittenti, che vengono

somministrati al paziente abitualmente per via generale.

Tutta una serie di parametri fisiologici che si conoscono oggi, a partire dagli indici renali, sono frutto di studi nucleari. Le sostanze

radioattive si legano in qualche modo ai metaboliti naturali, oppure sono direttamente riconosciute dall'organismo come metaboliti; in

questo modo entrano nell’ambito di alcuni cicli e ci danno la possibilità di definire vari aspetti funzionali. Sono infatti utili a

caratterizzare le più diverse reazioni biochimiche che avvengono in organi e tessuti.

Questi traccianti vengono utilizzati in forma NON SIGILLATA: se non fossero in forma non sigillata entrerebbero nel campo della

radioterapia, anche se però questo discorso andrebbe approfondito. La radioterapia utilizza radiazioni prodotte da sostanze radioattive.

Le radiazioni sono principalmente:

• alfa: radiazioni corpuscolari, cioè nuclei di elio;

• beta: radiazioni corpuscolari, cioè fasci di elettroni;

• gamma: radiazioni elettromagnetiche.

Le radiazioni elettromagnetiche sono quelle che vengono utilizzate principalmente in medicina nucleare a scopo diagnostico;vengono

utilizzate queste perchè sono le meno dannose. Gli alfa e i beta emittenti si usano, invece, principalmente in radioterapia, in questi casi

però il radionuclide è ovviamente in forma sigillata.

In medicina nucleare i radiotraccianti vengono introdotti all'interno dell'organismo, quindi la sorgente di radiazioni è interna e il

sistema di rilevamento è esterno; mentre nella restante parte della diagnostica per immagini sia la sorgente che il sistema di rilevamento

della radiazioni sono esterni al paziente (es. tubo radiogeno e sistema di deflettori, oppure onde radio e campi magnetici).

I radiotraccianti vengono introdotti per via parenterale,di solito per via endovenosa.

Le tecniche principali sono:

• lineari → il sistema di rilevamento è un sistema piano, rileva le radiazioni che escono da un volume e le schiaccia. A questo

tipo appartiene la scintigrafia. Possiamo avere proiezioni diverse che ci danno immagini diverse. Se il sistema di rilevamento

viene messo su piani diversi possiamo avere varie versioni per meglio evidenziare le lesioni.

• Tomografiche → Per evitare problemi di sovrapposizione, come per la radiologia tradizionale c'è la tomografia

computerizzata. Sono tecniche che danno immagini di sezioni corporee, come la TC. Qui abbiamo la TC per emissione che

può essere:

1. per emissione di fotone singolo (SPET) → equivalente della tomografia computerizzata per la radiologia;

2. per emissione di positroni (PET) → usa diversi radiotraccianti diversi.

La SPET i traccianti sono gamma emittenti, mentre per la PET ci sono radiofarmaci positorni-emittenti.

Ci siamo inventati la PET perchè ha un potere di risoluzione maggiore. Questo tipo di informazione è molto utile per capire come

avvenivano certi processi all'interno di alcuni organi. Alcune malattie degenerative del SNC sono dovute alla deposizione di sostanza

amiloide: sono stati fatti dei radiofarmaci che si deposita con l'amiloide.

La SPET ha altre applicazioni che sono assolutamente efficaci e utili → prove di funzionalità del miocardio. La SPET non ha la

risoluzione spaziale di altre tecniche, come la TC.

La medicina nucleare poggia su 3 pilastri:

1. la chimica,o meglio, la biochimica dell’organismo: abbiamo già detto che i traccianti vengono legati a delle molecole e

queste molecole devono inserirsi nell’ambito di un processo biochimico noto, per permetterci di studiarlo.

2. la farmacologia: queste sostanze non solo si inseriscono in un processo biochimico, ma devono essere anche rimosse in

quanto radioattive; alcuni pazienti devono rimanere nelle strutture di medicina nucleare anche per un certo numero di ore -a

seconda del tempo di dimezzamento del tracciante- in modo da non risultare nocivi almeno per chi li circonda. Per questo è

necessario conoscere come il tracciante utilizzato venga eliminato e in quanto tempo.

3. le apparecchiature: costituiscono soprattutto i sistemi di rilevamento delle radiazioni. Come funziona un sistema di

rilevamento? I valori delle rilevazioni dipendono dalla quantità e dalla localizzazione del tracciante. Tali valori vengono

trasformati in punti e rappresentati quindi graficamente.

Dobbiamo prendere i traccianti, poi li dobbiamo purificare, li dobbiamo inserire in molecole particolari dell'organismo. Si usano dei

linfociti marcati per individuare delle regioni di infezione. Poi queste sostanze purificate sono introdotte nell'organismo. La scintigrafia

ventilatoria ci fa capire se il polmone funziona bene. Usiamo dei gas radioattivi.

Traccianti.

Traccianti vascolari.

Sono i più semplici. Il loro utilizzo sta progressivamente diminuendo in quanto le tecniche per lo studio dei vasi sono diventate più

accurate,come l’eco con l’effetto doppler e l’utilizzo dei mezzi di contrasto. Sono macromolecole o addirittura elementi cellulari a cui

vengono legate delle sostanze radioattive: esempi classici sono la sieroalbumina umana marcata con tecnezio (99mTc) o le emazie

marcate con 99mTc . La introduco nei vasi e qui rimarrà a meno che non vi siano lesioni tali della permeabilità vascolare da

permetterne la fuoriuscita. L’applicazione per uso vascolare non esiste più, ma può essere ancora sfruttata in alcuni particolari casi: ad

esempio la valutazione di alterazioni della membrana glomerulare: qualora l’Albumina passi la membrana glomerulare vi deve essere

un danno glomerulare del quale possiamo valutarne l’entità. Quindi ricapitolando: il tracciante va in circolo,rimane nei vasi e poi

tramite un detettore dei raggi gamma emessi in questo caso dal tecnezio, io ottengo le informazioni sulla distribuzione del tracciante

all’interno dei vasi e faccio una valutazione. Utilizzato per lo studio ad esempio di forme flogistiche come arteriti evidenziate per il

danno che posso dare.

Rispetto alla maggioranza dei referti offerti dalla diagnostica per immagini ,in medicina nucleare abbiamo una netta predominanza del

colore, però si possono avere sia immagini in bianco e nero che in colori. L'unica differenza è che ad un certo tipo di colore corrisponde

una maggiore concentrazione del tracciante. Quindi mentre l'immagine bianco e nero è più facile da interpretare, perchè ad un immagine

più scura corrisponde una maggiore concentrazione del tracciante, nell'immagine a colori è tutto da verificare (ad un colore per es. il

rosso può corrispondere una maggiore concentrazione di tracciante e ad un altro per esempio il blu può corrispondere una minore).

Traccianti d'organo.

Possono essere:

• Radioiodio (131 I, 123 I)

• Colesterolo marcato con 131I

• Fosfati marcati con 99mTc

• Colloidi marcati con 99mTc

• 201Tl cloruro (potassio mimetico)

Modalità di captazione:

1. Attività di membrana: 201-Tl cloruro

2. Legame non specifico con il citosol: radiocolloidi

3. Legame specifico con il citosol: Radioiodio, radiocolesterol

Prendo una molecola che abbia un ruolo nell’ambito della funzione di un certo organo (iodio per la produzione dell’ormone tiroideo,

oppure calcio e fosforo per la produzione di tessuto osseo o colesterolo per la produzione di molti ormoni) e la lego a un elemento

radioattivo. La introduco nel circolo ematico e si andrà a legare a recettori tipici,che siano a livello di membrana o a livello

citoplasmatico. In sostanza è possibile studiare specificatamente alcune attività biochimiche dell’organo in questione e valutarne la

normale funzionalità e ‘ alterazione in eccesso o in difetto.

Uso di Tecnezio radioattivo che si fissa nell’osso: scintigrafia ossea. Il tessuto osseo al di là della morfologia è un tessuto come tutti

gli altri. L'osso continuamente si crea e continuamente si distrugge, l'attività osteoclastica pareggia quella osteoblastica. Il tecnezio,

legato ad altre sostanze, in particolare ai fosfati, viene prelevato dal tessuto osseo. Ponendo il paziente sotto la gamma camera, dopo

che il suo tessuto osseo ha prelevato i fosfati marcati, posso dedurre lo stato complessivo del suo sistema osseo. La scintigrafia serve

per capire se ci sono alterazioni dell’attività del tessuto osseo,tumori primitivi dell’osso (sebbene abbastanza rari) e tumori secondari

cioè metastasi ossee. (Protei avere le stesse informazioni dalla tomografia computerizzata, ma fare una TC. significherebbe dare anche

una quota di radiazioni in più al paziente (rispetto che a una normale scintigrafia). Nell’immagine vi è captazione anche a livello

renale e nelle vie escretrici in quanto l’eliminazione del tracciante è renale, e vi è un’ alterazion