I mezzi di contrasto iodati 3 a Lezione I mezzi di contrasto iodati

Necessità di ottenere mdc idrosolubili, iniettabili .

Perché lo Iodio? Fra i preparati utilizzati inizialmente vi furono sali di mercurio, piombo, bismuto, argento, ma erano caratterizzati da alta tossicità a fronte di mediocre opacizzazione.

Lo Iodio è caratterizzato da alto assorbimento RX anche in rapporto alla “durezza” dei raggi usati in diagnostica (energia elevata dell’orbita elettronica più interna,37KeV, erogata in alta percentuale da un carico al tubo di 80-90 KV)

Lo Iodio è altamente radio-opaco, dato l’elevato Z = 53 uno dei suoi sali, lo ioduro di sodio, era altamente solubile e determinava un eccellente contrasto.

Peccato che avesse sia elevata tossicità locale, con dolore e danno vasale, che sistemica, con fenomeni di iodismo

Che fare? Quasi per caso, durante ricerche sugli antibiotici e successivamente con ulteriori tentativi, si arrivò negli anni ’50 alla sintesi del primo mezzo di contrasto uro-angiografico triiodato, che usa, come molecola di supporto degli atomi di iodio, l’anello benzenico.

L’anello benzenico fornisce molti legami chimici stabili, sia con l’elemento pesante ( I ) che con i radicali che influenzano le proprietà fisico-chimiche e farmacologiche. Il legame con lo iodio è forte e veramente trascurabile è il n°di atomi di I che si possono liberare dalla molecola.

Lo Iodio isolato ha bassa tossicità sia libero che combinato.

I I I COOH (solubilità,viscosità) 1 I I 6 2 3 5 X (caratterizza il prodotto commerciale) Y (in genere gruppo acetamidico CH3-CO-NH-) 4 I

Lo Iodio è stabilmente legato all’anello benzenico nelle posizioni 2,4 ,6 e condiziona la radioopacità. I I I

Salificazione con Sodio o Meglumina per aumentare la idrosolubilità CH2OH – (CHOH)4 – CH2- NH - CH3 Na COOH funzione acida

Le catene laterali in posizione 3,5 contribuiscono alla solubilità della molecola e condizionano la via di eliminazione. 3 5 Tutti i mdc uroangiografici hanno l’acetamide in posizione 5 che impedisce il legame con le proteine plasmatiche e quindi determina l’eliminazione renale. Il radicale in posizione 3 è differente a seconda dei vari preparati commerciali e ne condiziona solubilità e tollerabilità.

Alcune caratteristiche delle soluzioni : Mole: quantità in grammi di una sostanza numericamente uguale al peso molecolare ( es: Na , Z=11 ; 1 mole = 11g di Na ). Molarità: numero di moli di soluto presenti in un litro di soluzione. Molalità: numero di moli di soluto x kg di solvente.

Pressione osmotica

La pressione osmotica è direttamente proporzionale alla molarità di una soluzione, cioè al numero di molecole di soluto contenute in un litro di soluzione; quando il soluto si ionizza, ciascun ione rappresenterà una particella osmoticamente attiva.

Per il calcolo della pressione osmotica bisogna perciò sapere il numero di ioni in cui ogni molecola si dissocia. Si definisce allora osmolarità il numero di moli per litro di soluzione moltiplicato per il numero di ioni in cui ogni molecola di soluto si scinde.

I mezzi di contrasto descritti si chiamano ionici perché, in soluzione, si dissociano in un anione radioopaco a carica negativa ed un catione non opaco a carica positiva.

In biologia la tonicità è la pressione osmotica effettiva di una soluzione rispetto al plasma e quindi isotonica è una soluzione che ha la stessa pressione osmotica del plasma ( es.soluzione salina allo 0,9% o una di glucosio al 5%).

Cosa succede quando immettiamo nel sangue una soluzione ipertonica ? Fuoriuscita di acqua dai globuli rossi, che raggrinziscono. Scompaginamento delle cariche elettrostatiche di membrana che hanno funzione repulsiva tra le cellule, per cui si può verificare impilamento intravasale dei GR. Richiamo d’acqua dai tessuti con iniziale aumento di volume ematico. I vasi periferici si dilatano ed il flusso ematico aumenta ( sensazione di calore). Aumenta la gittata cardiaca costringendo il cuore ad un maggior lavoro. Il richiamo d’acqua dall’interno dei tessuti determina cambiamenti a livello delle cellule: Perdita d’acqua. Neoformazione di particelle osmotiche o entrata di Na. Reingresso d’acqua con iperidratazione. Ritorno alla norma. (MECCANISMO DI COMPENSO)

ESEMPIO: G R normali: GR in soluzione ipertonica :

Impilamento dei globuli rossi all’interno dei piccoli vasi. ESEMPIO : Impilamento dei globuli rossi all’interno dei piccoli vasi.

ESEMPIO : Richiamo d’acqua dai tessuti con aumento della volemia . sangue Compartimento cellulare

Negli anni ’70 apparve chiaro che molti degli effetti collaterali dei MDC tradizionali erano da imputare in maggior misura alla elevata osmolalità delle soluzioni rispetto a quella plasmatica, piuttosto che agli effetti chemiotossici del soluto.

Un considerevole miglioramento fu ottenuto con la sintesi di MDC a bassa omolalità, in particolare con i MDC NON IONICI

Si tratta di sostanze che entrano in soluzione senza dissociarsi, grazie alla presenza di gruppi altamente idrofili in posizione 1,3 e 5. ioexolo

Abbiamo visto i vari elementi che costituiscono la molecola tipo del mdc uroangiografico. Se la consideriamo nella sua globalità dobbiamo tener presente che l’anello benzenico è fortemente lipofilico e tende ad interagire con le proteine e le membrane cellulari, causa questa di tossicità .

Catene laterali idrofiliche L’anello benzenico, lipofilico, è insolubile in acqua Grazie ai gruppi idrofilici disposti perifericamente può sciogliersi in acqua olio acqua

Sono i gruppi idrofilici (essenzialmente gli ossidrili delle catene laterali ) a “schermare” l’anello benzenico e determinare la idrofilia della molecola e la sua tollerabilità. Bisogna infatti considerare le molecole come dotate di una struttura tridimensionale che le rende grossolanamente sferiche nello spazio.

VANTAGGI DEI MDC NON IONICI Ridotta tendenza della molecola a legarsi alle proteine, ad inibire enzimi, ad aderire alle membrane cellulari, alterandone la funzione. Queste proprietà dipendono essenzialmente dalla schermatura prodotta dalla catene laterali idrofiliche, ma anche dal fatto di essere priva di cariche elettriche e di non contenere cationi di sodio o metilglucamina.

Tutto ciò si traduce in minor incidenza di effetti collaterali ( nausea, vomito, reazioni simil-allergiche) e minor neurotossicità.

MEZZI DI CONTRASTO COLECISTOGRAFICI Sono mdc somministrati per via orale ( Cistobil ®)

H Y I I I COOH X Gruppo lipofilico Formazione di Sali idrosolubili Disponibilità del Carbonio5 che consente il legame con l’ albumina plasmatica e quindi l’epatotropismo. Gruppo lipofilico che consente di attraversare le membrane cellulari. I

Caratteristica dei colecistografici orali è quindi la presenza di gruppi chimici che condizionano sia liposolubilità che idrosolubilità. Questo permette al mdc di sciogliersi nel mezzo acquoso intestinale e poi penetrare attraverso la membrana lipidica delle cellule della mucosa intestinale. Legandosi all’albumina plasmatica il mdc non viene escreto dai reni ma viene captato dal fegato.

Oggi la colecistografia è in disuso essendo sostituita dall’ecografia Immagine colecistografica Immagine ecografica

MDC COLANGIOGRAFICI Caratteristiche : Poter essere iniettati e.v. Non essere filtrati dal rene, quindi avere una molecola sufficientemente grossa e poter instaurare un legame con le proteine plasmatiche. Avere affinità per l’epatocita

idrosolubilità COOH COOH NH – CO – R – CO – HN I I I I I I Ponte tra i due anelli benzenici aumenta le dimensioni della molecola e ne determina una osmolalià più fisiologica I I Posizione in C5 libera per legami con le proteine plasmatiche

Attualmente i MDC colangiografici non sono iù commercializzati in Italia Colangiografia endovenosa colangioRM

Mezzi di contrasto iodati oleosi Lo Iodio è legato ad acidi grassi insaturi di olii vegetali ( papavero, sesamo, arachidi). In alcune preparazioni agli olii iodati sono aggiunte polveri inerti( polvere sulfamidica, talco). Venivano usati per broncografia, linfografia, mielografia, isterosalpingografia. Sono ora pressochè in disuso, sostituiti da mdc iodati idrosolubili.

Esempi:

Esempi:

Esempi:

I mdc oleosi sono caratterizzati da : - alto contenuto in iodio I mdc oleosi sono caratterizzati da : - alto contenuto in iodio. - bassa viscosità. - elevata tensione superficiale. - alto peso specifico. Non sono eliminati per vie naturali. Rimangono pertanto a lungo nell’organismo producendo irritazione e flogosi locale. (flogosi adesiva delle meningi spinali). Hanno legame labile con lo iodio, che può essere rilasciato e captato poi dalla tiroide, che lo fissa agli ormoni ( rischio negli ipertiroidei ).

Caratteristiche generali dei MDC Considereremo la quantità di iodio o di sostanza radio-opaca che è contenuta in un dato volume di soluzione : Questo parametro può essere espresso in vari modi; in genere vengono utilizzati: La quantità di sostanza opaca per 100 ml di soluzione. La quantità di iodio in mg contenuto in 1 ml di soluzione.

Esempio: Uromiro 300® : 10ml 20ml 50ml 100ml 3 6 15 30 g di I alla conc.di 300 mg/ml . 4,955 9,91 24,775 49,55 g di iodamide .

Viscosità Caratteristica dei fluidi correlata in genere alla concentrazione e alle dimensioni delle particelle in essi contenute.

Il sangue è 5 volte più viscoso dell’acqua e la sua viscosità è dovuta essenzialmente alle proteine plasmatiche e alla parte corpuscolata. Tutto ciò che viene iniettato in circolo influenza le concentrazioni normali di questi due composti e può quindi far aumentare o diminuire la viscosità ematica e di conseguenza modificare in modo direttamente proporzionale la pressione ematica ed inversamente proporzionale la velocità del flusso.

La viscosità è influenzata da vari fattori: - temperatura - concentrazione - natura delle particelle (la viscosità diminuisce con l’aumentare della temperatura) (la viscosità aumenta con l’aumentare della concentrazione) (la viscosità aumenta con l’aumentare delle dimensioni delle particelle)

Ricordiamo che un semplice accorgimento per diminuire la viscosità di una soluzione iniettabile è portarla a temperatura corporea.

Sterilità e conservazione dei mezzi di contrasto La sterilità è ottenuta con processi di filtrazione e ultrafiltrazione che garantiscono l’eliminazione dei microorganismi, dei loro prodotti metabolici e delle sostanze piogene.

Accorgimenti nella manipolazione dei MDC I mdc ionici hanno una azione antimicrobica data dalla iperosmolarità e chemiotossicità. I mdc non ionici sono invece buoni terreni di coltura e pertanto una confezione aperta non deve essere conservata oltre la sessione di lavoro o in ogni caso oltre il giorno stesso della sua apertura.

Accorgimenti nella manipolazione dei MDC Nel trasferire il mdc da ampolle in siringhe, deve essere rigorosamente evitato il contatto con superfici non sterili, come ad esempio il bordo del contenitore originale.

Accorgimenti nella manipolazione dei MDC Sarebbe meglio togliere il tappo della confezione per evitare il distacco di frammenti di gomma o plastica, specie se si fanno numerosi fori; il liquido andrebbe quindi prelevato con cannula sterile. Nel caso di confezioni grandi bisogna richidere il flcone senza reintrodurre il liquido aspirato.

Accorgimenti nella manipolazione dei MDC La conservazione delle confezioni sterili deve rispondere alle seguenti condizioni: Le confezioni in flaconi trasparenti vanno conservate al riparo della luce per evitare il degrado prodotto dalle radiazioni UV. Conviene quindi togliere i flaconi dalle scatole solo all’ultimo momento. - Meno rigida è la raccomandazione di tenere le confezione di MDC lontano dalle radiazioni X; è meglio però evitare una esposizione radiante prolungata delle confezioni nelle sale radiologiche.

Accorgimenti nella manipolazione dei MDC Prima dell’uso la confezione in vetro trasparente va esaminata a luce trasmessa per verificare l’eventuale presenza di impurità o cristalli di precipitato.

Cosa succede al MDC iniettato e.v. ml/sec Il mdc si accumula nel plasma e la sua concentrazione plasmatica si innalza tanto più rapidamente quanto più veloce è l’iniezione.

Fase precoce: si vede la componente ematica circolante (pool vascolare)

2a fase: diffusione Diffusione agli spazi extravascolari Vaso sanguigno cellula Diffusione agli spazi extravascolari extracellulari

Esempio:

Eliminazione plasma Spazio extracellulare rene vescica

Eliminazione

L’infusione e.v. di un MDC ha numerose azioni all’interno dell’organismo,alcune delle quali gravate da rischi, che aumentano in casi particolari ( diabete, insufficienza renale, mieloma, paraproteinemia di Waldenstroem, insufficienza contrattile del miocardio ecc.)

Consenso informato : da far firmare al paziente. E’ necessario pertanto chiedere al paziente se esistano condizioni particolari che controindichino l’uso del mdc (anamnesi, compito del medico radiologo). Bisogna rendere edotto il paziente sugli eventuali rischi legati all’uso del mdc.