Diagnosi e Chemioterapia

Radiodiagnostica

I complessi metallici con un nucleo radioattivo trovano molte applicazioni nel campo della radiodiagnostica, in particolare nell'imaging di organi, tessuti e tumori. L'individuazione tempestiva e precisa di un cancro ad esempio può permettere di intervenire tempestivamente con un trattamento chemioterapico mirato o una rimozione chirurgica prima che abbia il tempo di espandersi. I radioisotopi ideali per la diagnostica dovrebbero avere un tempo di vita breve, emettere raggi gamma a bassa energia e non emettere particelle alpha e beta, questo per svolgere la loro funzione di marcatori comportando il minimo rischio per la salute del paziente. Il radioisotopo migliore da questo punto di vista è il 99Tc (Tecnezio) ottenuto dal decadimento del 99Mo (Molibdeno). Per far si che la concentrazione dei radioisotopi sia maggiore nelle aree tumorali questi vengono utilizzati legati a dei complessi che interagiscono con le diverse forme tumorali e quindi si accumulano in tali tessuti. Ecco un esempio di scintigrafia ottenuta tramite l'uso del 99Tc.

Magnetic Resonance Imaging (MRI)

La spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR) può essere usata similmente alla Radiodiagnosi, per fare l'imaging dei tessuti (MRI). Il principio su cui si basa è la modifica del tempo di rilassamento del protone dell'acqua ad opera generalmente ad opera di ioni di metalli paramagnetici. Ad esempio, dei sali di Mn(II) iniettati endovena possono evidenziare problemi coronarici perchè la loro concentrazione sarà minore nelle arterie ostruite.

Un complesso del Gadolinio (una terra rara), il [Gd(DTPA)(H2O)]2- è impiegato nell'imaging dei tumori al cervello.

Il cloruro ferrico (FeCl3) può essere invece usato per l'imaging del tubo digerente.

Come nel caso dei radionuclei anche i complessi per imaging NMR devono essere solubili e stabili nei fluidi corporei, devono essere il meno tossici possibile e il più possibile selettivi nei confronti dei tessuti bersaglio.

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Litio e Salute Mentale

Negli USA una persona su 1000 assume quotidianamente Li+, sotto forma di Carbonato di Litio (Li2CO3) come cura e profilassi contro sindromi maniaco depressive. La dose quotidiana varia tra i 250mg ed i 2g per mantenere una concentrazione 0,5-2,0mM al di sotto della quale il Litio è inefficace ed al di sopra della quale è tossico. Non è ancora chiarito il meccanismo di funzionamento del Litio, tuttavia si sa che influisce sui neurotrasmettitori e nella trasduzione dei segnali nervosi.

Effetti collaterali a cui si può andare incontro nell'utilizzo del Litio sono: disturbi renali quali sete eccessiva, urinazione abbondante, diabete insipido (ovvero sete intensa, urinazione abbondante); disturbi neurologici quali alterazione della memoria e dell'attenzione, tremori alle mani, debolezza muscolare; disturbi al cuore con aritmie; problemi cutanei quali eruzioni cutanee (simili all'acne), alterazioni del pigmento, psoriasi; disturbi gastroenterici quali nausea, diarrea, coliche addominali; ipertiroidismo (il Litio interferisce nella sintesi e nella liberazione dell'ormone tiroideo); epilessia (diminuzione della soglia convulsiva); altri disturbi quali aumento di peso, edema agli arti inferiori e leucocitosi.

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Oro ed Artrite Reumatoide

Da decenni i complessi contenti Oro sono utilizzati nella cura dell'artrite sia nell'essere umano che negli animali. I farmaci a base di Au(I) sono tuttora gli unici conosciuti in grado di fermare la degenerazione dell'artrite reumatoide. Il meccanismo d'azione di questi farmaci non è ancora conosciuto, ma si sa che l'Oro si lega ai tiogruppi delle proteine impedendo la formazione di ponti disolfuro e può portare alla denaturazione della proteina e alla formazione di macroglobuline.

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Argento

Gli ioni d'Argento sono probabilmente gli ioni metallici con le migliori proprietà antimicrobiche ed hanno al contempo una tossicità molto ridotta, sali, complessi e il metallo in se hanno giocato un ruolo fondamentale nello sviluppo della medicina moderna. L'Argento ha uno spettro d'azione più ampio ed induce una minore resistenza nei batteri rispetto alla maggior parte dei moderni antibiotici. Uno dei maggiori problemi in medicina è ad esempio quello delle infezioni associate all'impianto di dispositivi o protesi, sistemi a rilascio controllato di argento offrono la possibilità di ridurre l'incidenza di tali infezioni.

Argento Metallico

Data la buona biocompatibilità con i tessuti e la resistenza a corrosione l'argento metallico è utilizzato in diverse applicazioni chirurgiche, sia per impieghi strutturali (piastre, fili per sutura, clips...) che funzionali (data la sua alta conducibilità è usato in dispositivi elettrici esterni, non interni a causa dell'elevata corrosione degli elettrodi d'argento nei liquidi fisiologici). L'attività antimicrobica nel caso di argento metallico è in genere limitata dalla sua bassa solubilità.

Applicazioni

Quando lo scopo è ottenere un'attività antimicrobica l'argento è utilizzato in forma di sali o complessi che liberano ioni Ag+ (es: AgNO3, Ag2CO3, AgCl...). La principale applicazione in questo senso è quella del trattamento topico della pelle, nel caso di lesioni e ustioni.

Gli ioni d'Argento con proprietà antimicrobiche possono anche essere prodotti applicando una leggera corrente ad un anodo di Argento, questo tecnica è stata utlizzata per il trattamento di fratture ossee infette.

Spesso, quando è necessario prevenire le infezioni correlate all'impianto di dispositivi medici è possibile incorporare gli ioni d'argento in una matrice polimerica (PA, PMMA, Proteine...) ottenendo così un sistema a rilascio controllato (tecnica utilizzata frequente nei cateteri).

Attività Biologica

Gli ioni d'Argento (Ag+), rilasciati da sali inorganici o da complessi macromolecolari presentano una potente attività battericida sia nei confronti dei batteri gram-positivi che gram-negativi. Sono anche in grado di svolgere un'azione fungicida contro il candida albicans ed inibire la crescita delle spore di un certo numero di funghi patogeni quali neurospora, rhizopus, fusarium, ed aspergillus.

È stata riportata anche attività antivirale nei confronti di herpes simplex tipo I, Influenza, e sotto forma di Sulfadiazina, anche il virus dell'HIV

Tossicologia

A dispetto dell'elevata attività antimicrobica, uguale o maggiore di quella degli ioni di altri metalli pesanti è evidente che gli effetti tossici sui mammiferi sono considerevolmente minori. Il principale disturbo dovuto all'intossicazione da argento è chiamato Argiria, compare solitamente in seguito all'assunzione di Argento per lunghi periodi (mesi) e si presenta come un'alterazione cutanea che colora permanentemente in blu la pelle, solitamente non presenta altri disturbi associati ed è quindi un problema sostanzialmente estetico.

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