QUANTIFICAZIONE DEL SOVRACCARICO DI FERRO MEDIANTE RISONANZA MAGNETICA

Metabolismo del ferro normale

Normalmente il ferro entra nell'organismo a livello intestinale, in base alle necessità dell'organismo. Ogni giorno circa 1mg di ferro viene assorbito dagli alimenti per compensare le perdite obbligate e, circa 30mg vengono riciclati dai depositi per le esigenze del midollo osseo, che deve "costruire i globuli rossi" (eritropoiesi), e per gli altri tessuti.

Ogni 120 giorni i globuli rossi "invecchiano e muoiono" e il ferro in essi contenuto viene riciclato dalla milza e ricircola nel sangue per la costruzione di nuovi globuli rossi. Una porzione di ferro funge da riserva nel fegato.

 Iperferritinemia e accumulo di ferro in diversi organi

Esistono numerose patologie caratterizzate da eccesso di ferro in sedi differenti: fegato, cuore, pancreas, ipofisi e cervello. Se il sovraccarico è di entità marcata e permane abbastanza a lungo è in grado di determinare il danno e la conseguente disfunzione degli organi in cui si localizza: cirrosi epatica, scompenso cardiaco e aritmie, diabete mellito, ipogonadismo.

La ferritina è l'esame più semplice che può dare indicazioni sullo stato del ferro nell'organismo, ma non tutti i sovraccarichi di ferro presentano iperferritinemia e viceversa. Si distinguono condizioni di sovraccarico di ferro sistemico o localizzato ed iperferritinemie aspecifiche senza sovraccarico di ferro.

Quantificazione del sovraccarico di ferro

Tutte le volte che si sospetta un sovraccarico di ferro e in caso di iperferritinemia, dopo avere escluso le forme aspecifiche, è utile quantificare il deposito di ferro.
Possono essere utilizzate varie tecniche in base alle caratteristiche del paziente, alla sede e all'entità del sovraccarico sospetto.

In caso si ipotizzi un sovraccarico di ferro nel fegato di entità rilevante in grado di aver già determinato un danno in termini di fibrosi è necessario valutare la fibrosi epatica mediante la biopsia epatica. Questa deve essere utilizzata anche quando oltre al sovraccarico di ferro coesistano condizioni potenzialmente dannose (epatiti, alcol, steatosi e ferro). La biopsia è in grado di fornire tutti i dettagli necessari: sia il grado di fibrosi sia la quantificazione e distribuzione del ferro in eccesso.

Esistono almeno due metodi di quantificazione del ferro mediante la biopsia: la concentrazione del ferro epatico (LIC) e il Total Iron Score (TIS 0-60). Il primo è un metodo quantitativo, il secondo è semiquantitativo e fornisce delle preziose informazioni diagnostiche perché tiene conto della distribuzione del sovraccarico di ferro osservato dall'anatomo-patologo esperto nelle diverse zone (portale / centrolobulare) e nelle diverse cellule del fegato: epatocitario (0-36), sinusoidale (0-12) e degli spazi portali (0-12).
Il limite della biopsia epatica è che viene prelevato un piccolo frustolo che non sempre è rappresentativo di tutto il fegato.

Quando non si sospetta la presenza di un danno o si vuole solo quantificare il ferro, possono essere usate tecniche di immagine non invasive come la Risonanza Magnetica (RMN), la Biosuscettometria Magnetica (Superconducting Quantum Interference Device - SQUID), e il Magnetic Iron Detector (MID). Tutte si fondano sulla capacità del ferro accumulato nelle cellule di aumentare la suscettibilità magnetica.

Lo SQUID e il MID sono apparecchiature presenti sul territorio italiano solo a Torino e Genova rispettivamente. Il MID non è ancora stato standardizzato. Presso la nostra Azienda Ospedaliera San Gerardo, dal 2006 è disponibile la RM quantitativa del ferro applicata alla macchina Philips.

La risonanza magnetica non utilizza radiazioni ionizzanti (raggi X), ma onde di radio-frequenza e campi magnetici, per i quali non vi è attuale evidenza di rischi per la salute del paziente. La presenza di dispositivi metallici all'interno del corpo (ad es. pace-maker cardiaco, pompa di infusione, neurostimolatore, vecchie protesi metalliche ortopediche, auricolari non compatibili, schegge metalliche o proiettili), non rende possibile l'esecuzione di tale esame. Di alcuni dispositivi deve essere valutato il materiale di cui sono costituiti e il tempo intercorso dall'intervento chirurgico prima di decidere se eseguire l'esame, perché possono scaldarsi o sposizionarsi sotto l'azione del campo magnetico (ad es. dispositivo intrauterino / spirale e alcune clips metalliche).

Oltre ad un apposito modulo compilato dal medico richiedente l'esame, che accerti che possa effettivamente essere eseguito, il paziente deve consegnare la documentazione clinica inerente gli eventuali dispositivi medici impiantati. Inoltre è consigliato riferire l'eventuale stato di gravidanza. Dopo che il paziente si è sdraiato sul lettino vengono posizionate le cosiddette bobine di superficie sagomate in modo da adattarsi alla regione anatomica da studiare. Il paziente viene introdotto all'interno della macchina (che è come un tubo) in modo da essere sottoposto all'azione del campo magnetico e delle onde di radiofrequenza.

L'esame consta di più fasi:

1) Gli ioni carichi positivamente (protoni) presenti nel corpo umano si allineano nella stessa direzione del campo magnetico applicato (come l'ago di una bussola rispetto al campo magnetico terrestre).

2) Le bobine a radiofrequenza investono il corpo con un breve impulso avente lunghezza d'onda e potenza ben definita. Tale azione modifica l'allineamento degli ioni facendoli oscillare e rollare (eccitazione). Gli atomi tornano però rapidamente nella posizione di partenza. Durante questo tempo di "rilassamento" i protoni emettono i loro "segnali di risonanza" che vengono ricevuti dalle stesse bobine.

3) Uno speciale computer elabora questi dati producendo immagini che raffigurano a video i diversi tessuti con gradi di luminosità diversificati: i tessuti ricchi di acqua risultano molto chiari, quelli che contengono meno acqua risultano scuri (ossa), mentre gli altri tessuti (fegato, muscoli, reni) presentano gradazioni di grigio.

I depositi di ferritina e di emosiderina (forma denaturata della ferritina) sono dotati di effetto paramagnetico che si traduce in un abbassamento dei valori del tempo di "rilassamento", con conseguente riduzione del segnale, che in termini di immagine si traduce in una evidente tendenza verso il nero (ipointensità).

A livello epatico esistono diversi protocolli per quantificare il ferro. La tecnica introdotta dall'Università di Rennes in Francia permette la quantificazione come concentrazione di ferro epatico (LIC). Il metodo è in grado di valutare precisamente il sovraccarico di ferro di entità lieve, moderato e marcato (LIC tra 60 e 300mmol/g), mentre non è in grado di quantificare in modo preciso quello massivo.

Più recentemente sono state introdotte altre tecniche quantitative che si basano sul tempo di rilassamento star (T2*) ricavato da sequenza a 20 echi dopo fit esponenziale (o biesponenziale in caso di compresenza di grasso). Tali tecniche presentano il vantaggio di essere più rapide del metodo dall'Università di Rennes, di non avere limiti nella quantificazione del sovraccarichi di ferro imponente, ma necessitano ancora di comparazione con il dato istologico perché possano tradursi in Liver Iron Concentration (LIC).

La RM permette di valutare e quantificare anche il grasso contenuto nel fegato. Questa metodica è più precisa delle tecniche ecografiche ma è più costosa e per ora usata solo negli studi di ricerca. Esistono varie tecniche di RM (in-out of phase, T2* relativo al grasso mediante fit biesponenziale da sequenza a 20 echi e spettroscopia). Queste tecniche sono validate per la quantificazione del grasso ma se è contemporaneamente presente sovraccarico di ferro, quest'ultimo può interferire con la misurazione del grasso.
Poiché nei pazienti con sovraccarico di ferro la presenza di grasso è sempre più frequente, stiamo cercando di verificare quale sia il metodo più attendibile per quantificare il grasso quando c'è ferro, confrontando i risultati della RM con i dati della biopsia epatica.

La risonanza magnetica ha il vantaggio di poter quantificare il ferro localizzato non solo nel fegato, ma anche in altri organi che possono essere sede di accumulo di ferro.
La quantificazione del ferro mediante T2* a livello del cuore è fondamentale nelle forme di sovraccarico di ferro post-trasfusionale in cui il danno cardiaco determina la prognosi del malato. La quantificazione del ferro in sedi come milza, ipofisi, pancreas ed encefalo è ancora in fase sperimentale e per ora l'informazione fornita è più qualitativa (presenza o assenza di sovraccarico).

Dr.ssa Paola Trombini (Ambulatorio Metabolismo del Ferro)
  Dr. Filiberto Di Gennaro (Radiodiagnostica)

 

[Articolo pubblicato il 17-05-10]
 


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