Continuiamo la serie di approfondimenti sugli usi della scienza e tecnologia nucleare. Mentre nell’immaginario comune la parola nucleare richiama quasi esclusivamente l’uso energetico o, nei casi peggiori, bellico di questa tecnologia, essa trova in realtà impiego nei settori più disparati. In questo articolo scopriremo i molteplici usi della tecnologia nucleare nel campo della prevenzione e diagnosi medica.
Le tecnologie nucleari ricoprono un ruolo di primo piano nella prevenzione, diagnosi e cura di un ampio spettro di patologie, in particolare tumori e malattie cardiovascolari, ma anche – cosa forse meno nota – nel contrasto alla malnutrizione e al diffondersi di malattie infettive.
In questo primo articolo parliamo di prevenzione e diagnosi, che sono in molti casi intimamente connesse.
Abbiamo di recente scritto di come la Sterile Insect Technique (SIT) possa essere applicata, oltre al controllo dei parassiti delle coltivazioni, anche alla riduzione delle popolazioni di zanzare, vettore di pericolose patologie quali Zika, Dengue, febbre gialla e malaria.
La reazione a catena della polimerasi inversa (RT-PCR), anch’essa tecnica di derivazione nucleare, è utilizzata in questo periodo per l’individuazione nell’organismo del virus Sars-CoV-2 ed è in generale applicabile all’individuazione di virus sia negli animali che nell’uomo, fornendo un importantissimo strumento di contrasto precoce alla diffusione di epidemie.
Nel campo della nutrizione, isotopi stabili possono essere ad esempio utilizzati per determinare il corretto apporto di latte materno nei primi due anni di vita del bambino, il grado di assorbimento di micronutrienti e vitamine, nonché per fornire una misura quantitativa del rapporto tra massa magra e massa grassa. In quest’ultimo caso si utilizza acqua arricchita di deuterio (2H2O) o ossigeno-18 (H218O) che, dopo alcune ore di circolazione nell’organismo e il prelievo di un campione di urina o saliva, permette di stimare il contenuto in acqua dell’organismo e, di conseguenza, il bilancio tra massa magra e massa grassa.
Similmente i due isotopi sopra citati, grazie alla loro proprietà di abbandonare l’organismo in modi diversi (il deuterio solo attraverso l’eliminazione di fluidi mentre l’ossigeno-18 anche attraverso la respirazione), possono essere usati per determinare il dispendio di energia dell’organismo e dunque il fabbisogno calorico.
La produzione di immagini in campo diagnostico si avvale largamente di tecniche nucleari quali, per citarne alcune, radiografia, fluoroscopia, emissione di positroni (PET) e fotoni (SPECT), tomografia computerizzata e scintigrafia.
Alcune di queste tecniche si basano su sorgenti esterne (es. Cobalto-60 o fotoni emessi da un acceleratore), mentre altre, come la PET, si basano sull’uso di radiofarmaci quali sorgenti interne. I radiofarmaci sono costituiti da un radioisotopo (es tecnezio-99m) legato ad una molecola con specifica affinità verso l’organo che si vuole analizzare. Tramite l’uso di una gamma camera sensibile alle emissioni del radionuclide è possibile monitorare in modo non invasivo le funzionalità di specifici organi o tessuti.
La combinazione di queste tecniche, ovvero la loro distinta capacità di fornire un’immagine anatomica e una funzionale degli organi e tessuti in esame, ha rivoluzionato l’uso delle immagini diagnostiche rendendolo molto più efficace, addirittura in grado di decifrare ciò che avviene nell’organismo a livello molecolare.
Infine menzioniamo la radiologia interventistica, ovvero una pratica che in molti casi va ad affiancarsi o a sostituirsi agli interventi chirurgici veri e propri, consentendo una riduzione dei rischi, dei tempi di ricovero e dei tempi di recupero.
Radiologia e medicina nucleare costituiscono un formidabile strumento di diagnosi precoce e di contrasto per patologie con elevata mortalità quali il cancro, il diabete, malattie respiratorie croniche e patologie cardiovascolari. Grazie ad un’adeguata calibrazione della dose radiologica a cui il paziente è esposto, molto spesso paragonabile o di poco superiore al fondo naturale, queste tecniche possono essere impiegate anche in età pediatrica.
Nel prossimo articolo della serie parleremo degli usi della tecnologia per il trattamento delle patologie.
Per ulteriore approfondimento:
https://www.iaea.org/topics/health
https://www.iaea.org/newscenter/news/isotope-tool-to-help-fight-childhood-obesity-now-in-use-in-southern-and-eastern-europe
