La Medicina Nucleare

Che cos'è

La Medicina Nucleare è la branca specialistica della medicina che si avvale dell'uso di radionuclidi artificiali impiegandoli in forma non sigillata (ossia non racchiusi in involucri a tenuta né fisicamente adesi a supporti) a scopo diagnostico, terapeutico e di ricerca biomedica. ​I radionuclidi in una opportuna forma chimica o coniugati a molecole o cellule che fungono da vettori, vengono introdotti nell'organismo sotto forma di soluzioni, sospensioni, aerosol o altro e possono comportarsi come traccianti funzionali, permettendo studi diagnostici "in vivo", o concentrarsi in tessuti patologici, permettendone sia il riconoscimento sia - a volte - l'irradiazione terapeutica.

• La medicina nucleare è prima di tutto un servizio diagnostico spesso insostituibile, a disposizione della medicina generale e specialistica, in grado di fornire valide risposte a numerosi quesiti diagnostici. Perchè ciò sia possibile è necessario che il medico nucleare abbia una approfondita conoscenza delle moderne problematiche medico-chirurgiche e un costante dialogo con i medici che ne sono fruitori.
  La medicina nucleare deve quindi progredire insieme alle altre branche della medicina, anche sfruttando le possibilità di sviluppo tecnologico offerte dalla collaborazione di ingegneri, programmatori, fisici, radiochimici e radiofarmacologi.

• Al contrario delle immagini radiologiche, che vengono ottenute sfruttando l'attenuazione del fascio di radiazioni "x" da parte dei tessuti interposti tra l'apparecchiatura che le ha prodotte e il sistema di rilevazione, le immagini medico-nucleari vengono ottenute per mezzo della rilevazione di radiazioni emesse da radiofarmaci distribuiti nell'organismo.
  E' quindi il paziente che emette le radiazioni ("gamma" o "x") che vengono registrate da apposite apparecchiature in grado di ricreare l'immagine corrispondente. Dal termine "scintillazione", che definisce il fenomeno fisico sfruttato da queste apparecchiature per trasformare in energia elettrica l'energia quantica dei fotoni "gamma" o "x", le immagini da esse fornite vengono dette "SCINTIGRAFIE".

• Le varie metodiche medico nucleari prevedono la somministrazione ai pazienti di un radiofarmaco (un radionuclide o una molecola che incorpori o che sia legata ad esso), scelto opportunamente in modo che si concentri nell'organo oggetto di studio o che si comporti come tracciante di una particolare funzione biologica.
  La distribuzione nell'organismo del radiofarmaco dipende dalla costituzione chimico-fisica dello stesso, dalla via di somministrazione, dalla capacità di attraversare barriere biologiche e di essere trasportato dai carrier, dalle condizioni metaboliche del paziente.

• La immagini scintigrafiche esprimono la distribuzione spaziale o spazio-temporale del radiofarmaco. Spesso le informazioni ricavate sono esprimibili anche in forma di parametri numerici, permettendo di ottenere dati di ordine semiquantitativo o quantitativo.
  La peculiarità di queste immagini è, quindi, di essere "funzionali", cioè l'espressione morfologica di una funzione vitale. Perchè, infatti, una sostanza radioattiva possa concentrarsi in un tessuto qualsiasi dell'organismo è necessario che il tessuto stesso sia vivo e funzionante.
  Rispetto alle altre metodiche di "imaging" (Radiologia, ECO e RMN), le immagini medico-nucleari sono caratterizzate, in genere, da un dettaglio morfologico nettamente inferiore, ma sono molto più ricche di informazioni funzionali.

​

​A cosa serve

Nata nei primi anni '30 con l'uso dei radionuclidi per studi di fisiologia, la medicina nucleare è ha sviluppato numerose metodiche correntemente utilizzate in diagnostica ("in vivo" e "in vitro"), nella ricerca scientifica e, per alcune forme patologiche, in terapia.

​-  L'impiego per uso DIAGNOSTICO comprende:

• • applicazioni di laboratorio, totalmente "in vitro" (es. dosaggi RIA);

  • applicazioni "in vivo" e "in vitro", ossia studi di patologie mediante conteggi della radioattività nei fluidi corporei dopo aver somministrato opportuni radiofarmaci ai pazienti da esaminare (es. determinazione del volume ematico e plasmatico, calcolo della massa eritrocitaria, test di assorbimento della vit. B12);

  • applicazioni "in vivo", di imaging morfo-funzionale, comunemente chiamate scintigrafie, che  presentano un campo di applicazione potenzialmente vastissimo in quanto, utilizzando il radiofarmaco adatto, possono essere studiate numerose funzioni fisiologiche e le loro eventuali alterazioni.

​L'imaging scintigrafico si contraddistingue, rispetto alle altre metodiche simili, per la capacità di mettere in evidenza una compromissione funzionale anche prima che siano riconoscibili alterazioni anatomiche.

• Il razionale dell'uso della medicina nucleare in TERAPIA è che il radiofarmaco somministrato al paziente, concentrandosi nei tessuti patologici, possa irradiarli e distruggerli risparmiando, per quanto possibile, quelli sani.
  I radiofarmaci che vengono usati in terapia sono, per lo più, differenti rispetto a quelli usati in diagnostica perchè emettono radiazioni corpuscolate in grado di dissipare tutta la loro energia in uno spazio molto piccolo (<1 cm); ciò permette una radioterapia metabolica selettiva e mirata. Ovviamente, come per gli usi diagnostici anche per gli usi terapeutici è fondamentale una costante ricerca per la messa a punto di nuovi radiofarmaci che presentino sempre migliori caratteristiche fisiche e farmacologiche.
  Esempi di applicazioni di radioterapia metabolica sono:

  • in campo endocrinologico: la terapia dell'ipertiroidismo, con radioiodio;

  • in campo ematologico: la terapia della policitemia vera (Morbo di Vaquez), con radiofosforo;

  • in campo reumatologico: la terapia intra-articolare della sinovite cronica da artrite reumatoide, con radiocolloidi;

  • in campo oncologico: la radioterapia metabolica del carcinoma tiroideo con radioiodio, la terapia delle metastasi ossee con radiostronzio, la terapia palliativa dei versamenti sierosi neoplastici con radiocolloidi.

• Le metodiche medico nucleari hanno avuto ed hanno un ruolo di primaria importanza nella RICERCA biomedica.

Di particolare interesse, a questo riguardo, sono le possibilità fornite dalla tomografia ad emissione di positroni (PET) che può utilizzare le stesse molecole che normalmente entrano nel metabolismo dei tessuti, come ad esempio il glucosio. Infatti, l'uso di radionuclidi emittenti positroni, come il Carbonio-11, l'Azoto-13, l'Ossigeno-15, il Fluoro-18, permette di marcare le molecole biologiche sostituendo uno o più isotopi stabili con il loro isotopo radioattivo, con il pregio di non modificarne in alcun modo le altre caratteristiche fisiche e chimiche, mantenendo quindi invariate la biodistribuzione e la funzione. Ciò permette di superare l'inconveniente dell'alterazione della molecola che si provoca quando viene marcata con i classici radionuclidi che, essendo in genere di peso atomico elevato ed estranei alla molecola naturale, ne possono modificare più o meno pesantemente il comportamento biologico. E' quindi prevedibile un importante impulso nell'impiego di queste metodiche per la ricerca farmacologica, poichè sono in grado di fornire dati precisi sulla farmacocinetica delle molecole prodotte dall'industria.