Il contrasto negli esami radiologici è generato dall'assorbimento dei raggi X operato dal mezzo presente lungo il decorso del fascio radiante.L'assorbimento dipende dal numero atomico e dalla concentrazione del mdc.L'introduzione di sostanze a bassa densità, come aria o anidride carbonica, rende le strutture contenenti o circostanti visibili per la riduzione di assorbimento indotta: queste sostanze si chiamano mdc negativi. Le sostanze che invece contengono elementi ad elevato numero atomico come bario o iodio aumentano l'assorbimento delle radiazioni e si chiamano mdc positivi. Essi sono sintetizzati nella Tabella I 14 .Il numero di procedure utilizzanti mdc iodati è in continua crescita. Si stima che il numero di cateterismi cardiaci in paesi occidentali è di 6000 su 1 milione di abitanti all'anno e il numero di angioplastiche coronariche è 2000 su 1 milione di abitanti all'anno. La vendita annuale mondiale di mdc è di 1800 tonnellate: nessuna altra sostanza farmaceutica è utilizzata in tale quantità 15 .Tutti i mezzi di contrasto iodati utilizzati attualmente sono costituiti da 3 anelli benzenici iodinati. Tanto maggiore è il rapporto o ratio fra numero di atomi di iodio e numero di particelle disciolte in soluzione tanto maggiore è l'attenuazione dei raggi X 16,17 .La prima classe dei mezzi di contrasto è costituita da sostanze ad alta osmolalità (HOCA: high osmolality contrast agent), anche detti "convenzionali", con una osmolarità che varia fra 1000-2000 mOsm/kg e una ratio di 1.5:1 15,18 .Essi sono costituiti da agenti monomerici ionici, caratterizzati dalla presenza, per ogni molecola, di tre atomi di iodio e da un gruppo carbossile legato ad un catione (sodio o meglubina) tendente a dissociarsi in soluzione. A questa classe appartengono: diatrizoato, iotalamato, metrizoato, ioxitalamato, iotamide, ioglicato.Nella decade degli anni '70 apparve chiaro che molti degli effetti collaterali dei mdc tradizionali erano da imputare più alla osmolalità elevata delle soluzioni, rispetto a quella plasmatica, che agli effetti chemiotossici del soluto. Pertanto vennero introdotti mezzi di contrasto a osmolalità bassa, compresa fra 500-1000 mOsm/kg (LOCA: low osmolality contrast agent) con una ratio di 3:1.A questo gruppo appartengono dimeri ionici come iossaglato e monomeri non ionici come iohexolo, iopamidolo, iopromide, ioversolo, ioxilan, metrizamide in cui il gruppo carbossilico è stato rimpiazzato da un gruppo idrossilico non dissociabile 15,18 .Questi hanno dimostrato efficacia diagnostica equiparabile agli HOCA a pari concentrazione iodica, a fronte di una minore incidenza di reazioni avverse, dovuta particolarmente alla presenza di catene laterali idrofiliche , che determinano una ridotta tendenza della molecola a legarsi alle proteine, ad inibire gli enzimi e ad aderire alle membrane cellulari alterandone la funzione.Fra il 1980 e 1990 è stata introdotta la terza classe "IOCA", a osmolarità isosmolare (290-300 mOsm/kg) rappresentati da dimeri non ionici, caratterizzati da una ratio di 6:1, dall'assenza del gruppo carbossilico e dalla presenza di un numero elevato di gruppi idrossilici in soluzione legati a cationi come Na o Ca; ne sono rapresentanti iodixanolo e iotrolo 15,18 .In Tabella II sono classificati i vari tipi di mezzi di contrasto iodati e i loro corrispondenti nomi commerciali, più diffusi nella pratica clinica 14 .Le proprietà molecolari che caratterizzano i mdc sono: l'idrofilia cioè la solubilità in acqua (tanto maggiore quanto maggiore è il numero di gruppi idrossilici sulle catene laterali e quindi maggiore per i composti non ionici), l'osmolarità (la misura del numero di particelle, ioni, molecole, aggregati disciolti in un litro, maggiore per i monomeri ionici), la viscosità (direttamente proporzionale alla concentrazione di iodio e legata alla composizione delle catene laterali della molecola), la radiopacità (legata all'elevato numero atomico dello iodio capace di assorbire le radiazioni ionizzanti) 16,17 .Inoltre altre importanti proprietà sono: la biocompatibilità (che permette l'introduzione vascolare di grandi volumi di mdc iodinati ad alte concentrazioni rispetto ad altri composti ad elevato numero atomico della tavola periodica), la stabilità chimica che varia in genere dai 3 ai 5 anni (per la presenza di additivi e di agenti chetanti che ne aumentano la stabilità), l'inerzia biologica (l'assenza di antigenicità), la sicurezza e i costi contenuti 16 .Tutti gli agenti iodinati condividono le medesime caratteristiche farmacocinetiche 16,[19][20][21][22][23][24] . A seguito dell'introduzione per via parenterale, essi si distribuiscono nel plasma circolante e attraverso la parete dei vasi sanguigni nello spazio extravascolare e extracellulare. Non si legano in modo significativo a strutture proteiche, né penetrano in modo significativo a livello intracellulare, né attraversano la barriera ematoencefalica.Dal livello di concentrazione plasmatica dipende l'intensità dell' ultrafiltrazione glomerulare al passaggio del plasma con il mdc attraverso il rene.Contemporaneamente all'accumulo del mdc nel plasma, l'elevata concentrazione plasmatica determina rapidamente il passaggio del mdc negli spazi extravascolari per la sua elevata diffusibilità e questo passaggio si continua fino a che sia raggiunta la stessa concentrazione tra sangue circolante e fluidi extravascolari e anche extracellulari, poiché il mdc non entra nelle cellule. Il rene presenta una parenchimografia a sempre maggiore intensità perché opera una clearance del plasma e trattiene il mdc ultrafiltrato nel distretto tubulare e canalare. Il rene infatti dimostra in assoluto il più alto "contrast enhancement" di tutti gli altri organi o tessuti 14 .A livello renale sono escreti attraverso la filtrazione passiva glomerulare in assenza di significativa escrezione o assorbimento tubulare, raggiungendo nel tubulo prossimale elevate concentrazioni a causa del riassorbimento di acqua 22,23 .Pertanto il rene è considerato l'organo maggiormente implicato nelle reazioni chemiotossiche indotte dai mezzi di contrasto. I principali meccanismi potenzialmente responsabili della nefrotossicità sono quello vascolare e la tossicità diretta, sia a livello glomerulare che tubulare.In presenza di normale funzionalità epatica, il metabolismo epatico riguarda circa il 5% della dose somministrata dei monomeri ionici, mentre è minimo per i composti della seconda e terza classe; tuttavia il fegato diventa la principale forma di escrezione per questi agenti in presenza di una marcata insufficienza renale. Tracce di mdc (<2%) sono inoltre escrete nel sudore, nelle lacrime e nella saliva 18 .L'emivita plasmatica è di solito di 100 minuti. Circa il 99.8% della dose somministrata è eliminata nelle prime 24 ore, in presenza di una funzionalità renale normale 18,23 .Nella pratica radiologica si può considerare come quantità iniettabile in un adulto 1000 mg I/kg (circa 200 ml di mdc con concentrazione di 350 mg/ml).La quantità può salire, sempre in pazienti con funzionalità renale normale, fino a 1700 mg I/kg come valore massimo non superabile (400 ml di mdc a 300 mg I/ml come indicato da Stacul nella nota riassuntiva, 2003).L'insufficienza renale richiede di ridurre drasticamente queste dosi massimali 14,25 .