I tumori, il punto al 2015 - seconda parte

 

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molecole, che passione! i tumori, il punto al 2015 – seconda parte  

31 Mar

Archivio | marzo 2018

(segue da tumori, il punto al 2015 – prima parte )

(la figura 1 trovasi nella prima parte)

sempre più precoci e sempre più precise, le analisi strumentali hanno avuto un ruolo determinante per il successo nella lotta contro i tumori. Grazie a queste tecniche sofisticate è stato possibile realizzare gli screening a tappeto che hanno permesso di individuare tumori ancora nella fase preliminare. Oggi si raccomanda di fare una Mammografia (un esame radiologico che utilizza i raggi X) ogni due anni dopo i 40 anni, ed è ormai entrato nella pratica comune nei casi dubbi l’ulteriore impiego della Risonanza magnetica. Questa seconda analisi, basata sulla misura della precessione dello spin dei protoni, è la più appropriata per svelare lesioni tumorali anche molto piccole. Riassumendo, i metodi di indagine strumentali per la ricerca, la conferma o l’esclusione di un tumore, ormai molto raffinati, sono la  TAC, l’Ecografia, la Risonanza magnetica, la PET e la SPECT. Per la TAC (Tomografia Assiale Computerizzata) vedere l’immagine omonima nella figura 2 (che è qui sopra (la 1 è nella prima parte ).  Questa tecnica diagnostica non è altro che la radiografia a raggi X fatta per fette. Le immagini ottenute sono digitali ed un computer le assembla mostrando le densità dei tessuti esaminati in livelli di grigio.
Ho posto nella figura 2 anche uno schizzo che rappresenta l’apparecchiatura di Risonanza magnetica con cui viene esaminato il paziente  presunto affetto da tumore, ad esempio alla prostata, e dello schermo dove si ottiene il risultato diagnostico.  L’analisi sfrutta il fatto che gli spin dei protoni dell’organo in esame  non sono tutti in uguale misura paralleli ed antiparalleli cioè oriemtati verso nord  e verso  sud (per usare il linguaggio dell’ago della bussola che viene orientato dal campo magnetico terrestre). Infatti alcuni spin up non sono appaiati con i down  e sono quelli che generano un loro campo magnetico interagente con quello esterno. Oltre all’asse di rotazione secondo la direzione del dipolo magnetico c’è un secondo asse, quello di precessione con traiettoria conica, attorno a cui ruota il protone come una trottola a cui è stato dato un colpo laterale. Come il protone, anche la Terra ruota su se stessa, ed anche la Terra ha il suo asse con direzione non costante dell’asse descrivendo esso nel periodo di 26.000 anni una superficie conica. In questo caso sono le attrazioni di Sole e Luna agenti sulla zona equatoriale a produrre il fenomeno della Precessione. Come si muove un protone nell’orbita precessionale è visibile nell’animazione accessibile cliccando http://teaching.shu.ac.uk/hwb/chemistry/tutorials/molspec/nmr1.htm oppure digitando su Google o su Mozilla Firefox la frase NMR Spectroscopy – Theory  [il titolo all’inizio dell’articolo è Nuclear Magnetic resonance spectroscopy – Theoretical principles]. Ma mi sembra molto efficace l’immagine qui sotto PRECESSIONE MAGNETICA:  

La risonanza, tramite una radiofrequenza, sincronizza la precessione dei protoni ed è simile a quella che nel mondo macroscopico si realizza nell’altalena quando al momento giusto si dà una spinta per aumentare l’ampiezza delle oscillazioni. L’impulso di radiofrequenza inviato sotto forma di onde attraverso una bobina (antenna) ha anche la funzione di stimolare i protoni di minore energia facendoli passare a protoni di più alta energia. Sono questi a fornire il segnale, ma subito dopo si ha un loro  ritorno allo stato iniziale con  rilascio dell’energia assorbita. Oltre alla coerenza di fase ed allo stimolo di cui sopra l’impulso determina una magnetizzazione trasversale misurabile, ortogonale alla direzione del campo magnetico esterno. Per poter effettuare l’esame il paziente dovrà stendersi su di un apposito lettino scorrevole che sarà spostato in modo che la regione corporea interessata (ad esempio il fegato) vada a finire al centro del magnete. Chi ha il pace-maker non può fare la risonanza.
A questo punto vorrei osservare da chimico che il metodo della Risonanza è così raffinato che, ovviamente con altre apparecchiature, riesce a decidere sulle formule di struttura di sostanze simili contenenti idrogeno perché tale idrogeno fornisce segnali diversi a seconda dell’intorno chimico locale.
Si veda anche nella figura 2 l’immagine PET. Questa sigla è l’acronimo della denominazione inglese Positron Emission Tomography. Il processo sfrutta il decadimento beta+, cioè ad elettroni positivi, di un radiofarmaco (zucchero normale contenente zucchero radioattivo) fatto pervenire per via endovenosa nell’organo presunto malato del paziente. Questo aggregato emettente i beta+ (NOTA 1) interferisce con gli elettroni del tessuto in esame, con annichilnento delle due particelle di segno opposto e produzione di due fotoni gamma. Lo zucchero presente nel tumore viene metabolizzato più avidamente dello zucchero presente in altri tessuti, e ciò viene visualizzato con una serie di rivelatori dei due fotoni gamma che si allontanano contemporaneamente nella stessa direzione, ma in versi opposti.  La SPECT (Single photon emission computed tomography), simile alla PET, usa un radioisotopo emittente singole radiazioni gamma, previamente iniettato in una vena del paziente,  capace di legarsi  ad anticorpi che riconoscono le cellule tumorali ed ad esse si fissano. La SPECT acquisisce le informazioni tomografiche facendo ruotare attorno al paziente dei rivelatori (gamma camera ruotante) dove pervengono i singoli fotoni (figura 2, in alto; la figura 1 è nella prima parte). (Un accenno a PET e SPECT lo avevamo già fatto in i problemi del cuore – terza parte ).
Non si può mancare a questo punto di ricordare un recente metodo per individuare il cancro alla prostata non realizzato con complicate apparecchiature, ma, sorprendentemente, con il fiuto del cane. Qui entra nell’argomento anche l’Esercito italiano che ha sviluppato questa tecnica avendo già cani addestrati ad individuare sostanze chimiche di uso bellico. Il cancro alla prostata genera delle sostanze volatili che vengono individuate dal cane col suo straordinario fiuto odorando le urine del paziente. Il cane raramente si sbaglia: la probabilità che indovini è del 95%, mentre la ben nota analisi PSA ne ha una assai bassa (solo 30%). Il premio dato al cane è soprattutto un gioco che fa con l’addestratore .(Unità di Urologia dell’Istituto clinico Humanitas, Rozzano (Milano). (Fine)

–SEGNALA UN ERRORE PD UN’INESATTEZZA————————————————————————————-

(segue con  i tumori, il punto al 2020)

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NOTA 1  –
DECADIMENTO BETA più.
Il positrone b⁺ possiede la stessa massa dell‘elettrone e, ma è positivo. Esso viene emesso, accanto ad un neutrino, a causa  della conversione  di un protone  p+ in neutrone n. L‘emissione di positroni è una transizione isobarica per cui il nuovo nucleo presenta numero atomico inferiore di un’unità, ma numero di massa uguale a quello del progenitore. La combinazione del positrone con un elettrone della materia circostante porta alla formazione di due fotoni  di 511 KeV ciascuno che si allontanano in direzione opposta. (Immagine tratta da  Radiochimica).

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