Spettroscopia di Risonanza Magnetica

 

Tra le tecnologie emergenti della Medicina di laboratorio, l’imaging a spettroscopia di risonanza magnetica (MRSI) è particolarmente innovativa perché consente di esplorare direttamente sul paziente e in modo non invasivo la concentrazione intracellulare di alcuni intermedi metabolici e la funzionalità di diverse vie metaboliche. Questa nuova metodica si basa sul fenomeno fisico della risonanza magnetica nucleare (NMR), descritto nel 1946 indipendentemente da F. Bloch e E.M. Purcell, entrambi premi Nobel per la Fisica nel 1952. La MRSI utilizza i deboli segnali dell’interazione tra l’intorno chimico dei nuclidi attivi all’NMR ed il campo magnetico statico per ottenere informazioni quantitative e dinamiche su composti biochimici presenti nel tessuto in esame;l’interpretazione di questi senali richiede una cultura squisitamente biochimica. I principali nuclidi d’interesse clinico che presentano il fenomeno della risonanza magnetica sono: il fosforo (31P) e l’idrogeno (1H) legato a molecole organiche. Lo sviluppo culturale e tecnologico della spettroscopia di risonanza magnetica (a cui recentemente si è aggiunta la metodica della “risonanza magnetica funzionale fMRI” per l’investigazione sulle funzioni cerebrali) ha reso possibile lo studio in vivo nell’uomo di processi biochimici nei diversi organi aprendo nuovi orizzonti anche alla Medicina diagnostica strumentale. La MRS rappresenta un progresso rilevante per lo studio diretto delle attività metaboliche e funzionali del sistema nervoso centrale, organo difficilmente accessibile con altre metodiche e caratterizzato da una complessa regionalizzazione delle funzioni. Un aspetto importante di MRS è l’impiego ai fini della diagnosi preclinica di malattia e quindi della prevenzione, poiché consente la definizione quantitativa in vivo delle alterazioni metaboliche che sono responsabili, e quindi precedono, il quadro anatomo- ed istopatologico. I particolare con la spettroscopia RM del protone, il pacchetto di analisi più diffuso attualmente sui tomografi, si individuano e quantificano: n-acetilaspartato (NAA), colina (Cho), creatina + fosfocreatina (Cr), glutammato e glutammina (Glx), GABA, mio-inositolo (m-I) e acido lattico (LA). Conoscendo la concentrazione intracellulare di questi metaboliti si valuta la funzionalità di diverse vie metaboliche quali: sistema glutamminergico e GABAergico, metabolismo energetico, la osmoregolazione del SNC, oltre alla cellularità neuronale e gliale. Le patologie neurologiche che si possono avvalere in fase diagnostica di questa metodica sono molte: epilessia, Morbo di Alzheimer, Parkinson, tra queste in cui la MRSI riveste un ruolo importante anche nel monitoraggio di malattia. presso la radiologia della Azienda Ospedaliero Universitaria di Monserrato la nostra unità di ricerca ha iniziato e portato avanti negli anni questa metodica di diagnosi, affiancandola alla spettroscopia in vitro ad alto campo su biofluidi di interesse (metabonomica) con applicazioni di ricerca e clinica nel settore neurologico sviluppate con le competenze di natura chimico-fisica necessarie per la comprensione profonda del fenomeno della risonanza e la sua ottimale applicazione in Medicina.
Il nostro gruppo di ricerca infatti è formato oltre che da medici ed ingegneri anche da fisici appositamente formati nella chimica fisica. Questo rende conto di quanto possa essere necessaria l’interazione tra i dipartimenti universitari per finalizzare la ricerca moderna in Medicina. Luigi Barberini

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