Lillà Lionetti » 4.Metodiche meccanicistiche: idrometria o diluizione isotopica

Metodica meccanicistica: diluizione isotopica

La diluizione isotopica, o idrometria:

1. è una metodica meccanicistica e come tale si basa su formule di steady state elaborate da modelli biologici;
2. è la metodica più affidabile per la determinazione dell’acqua totale corporea (TBW), è stata messa a punto per la prima volta da George von Hevesy nel 1934 e consiste nella determinazione dello spazio corporeo occupato dall’acqua attraverso la misura dello spazio di diluizione di traccianti radioattivi quali gli isotopi dell’idrogeno o dell’ossigeno o di traccianti chimici quali l’etanolo e l’urea.
3. è stata il “gold standard” (la metodica standard di riferimento di elezione) per metodi di analisi della composizione corporea quali l’impedenziometria.

Per approfondimenti sulla metodica:

• Hydration of fat-free body mass: new physiological modeling approach. Wang Z, Deurenberg P, Wang W, Pietrobelli A, Baumgartner RN, Heymsfield SB.Am J Physiol. 1999 Jun;276(6 Pt 1):E995-E1003.
• Hydration of fat-free body mass: review and critique of a classic body-composition constant. Wang Z, Deurenberg P, Wang W, Pietrobelli A, Baumgartner RN, Heymsfield SB.Am J Clin Nutr. 1999 May;69(5):833-41.

Proprietà dei traccianti utilizzati

I traccianti utilizzati nella metodica di diluizione isotopica devono avere tre proprietà:

1. Devono avere lo stesso o simile spazio di distribuzione del componente da determinare (acqua).
2. Devono avere una proprietà che li distingue (ad esempio colore o radioattivo) che può essere quantificata.
3. Devono essere atossici alle quantità utilizzate.

Regole da rispettare per l’esecuzione della idrometria

Si devono rispettare le seguenti regole nell’effettuazione dell’idrometria:

1. Il tempo di equilibrio del tracciante deve essere noto;
2. Il volume da determinare non si deve modificare durante la esecuzione della metodica;
3. Il tracciante non deve uscire in quantità apprezzabili dal pool di distribuzione e in tal caso deve esserne misurata l’eliminazione;
4. Il tracciante non deve essere metabolizzato durante il tempo di equilibrio;
5. Il tracciante non deve diluirsi in spazi diversi da quelli da determinare.

Isotopo utilizzato

L’isotopo più utilizzato è l’H³ che misura il pool totale dell’idrogeno scambiabile, inclusi gli H presenti nelle proteine, glicogeno e lipidi che corrispondono al 5,2% dell’idrogeno totale.

Per l’elevato tempo di scambio tra idrogeno dell’acqua e idrogeno delle molecole organiche è corretto assumere che ai tempo di equilibrio utilizzati (circa 3 ore) si misura esclusivamente l’acqua corporea.

Calcolo del volume di acqua corporea (segue)

Poiché la quantità finale di isotopo (Qf) presente nell’intero organismo è uguale a quella iniziale (Qi) di isotopo somministrato (se si considera che non è stato né metabolizzato, né eliminato) si avrà l’uguaglianza:

Qi=Qf (1)

e quindi sapendo che:

C=Q/V

Q=CxV

l’uguaglianza 1 potrà essere scritta anche come:

CixVi=Cf x Vf

Risolvendola per Vf:

Vf=CixVi/Cf (2)

Quindi il Vf che corrisponde al volume finale in cui si è ridistribuito il tracciante (e quindi il volume di acqua totale corporea) può essere calcolato conoscendo la Ci e Vi della soluzione di isotopo somministrata e la Cf del volume di campione di urine o di sangue prelevato.

Correzione per l’isotopo metabolizzato

Tenendo presente che circa il 5% dell’idrogeno somministrato come isotopo viene metabolizzato (trasferito dall’acqua alle sostanze organiche) si può applicare la seguente correzione per calcolare l’acqua corporea totale:

TBW=Vf x 0.95

Limiti ed importanza della idrometria

L’uso della diluizione isotopica, per l’esposizione radioattiva, è limitato alla ricerca e alla validazione di tecniche non invasive.

E’ bene ricordare che la idrometria:

• è una metodica meccanicistica ed
• è stata a lungo la metodica di riferimento preferita (gold standard) per alcune delle metodiche descrittive più utilizzate a livello ambulatoriale (impedenziometria…).