Conţinut
Izotopii sunt atomi cu același element care au un număr diferit de neutroni în nucleele lor; atunci când sunt introduse în corpul uman, ele pot fi detectate prin radiații sau alte mijloace. Izotopii, folosiți împreună cu echipamente sofisticate, oferă specialiștilor medicali o „fereastră” puternică în corp, permițându-le să diagnostice boli, să studieze procesele biologice și să cerceteze mișcarea și metabolismul medicamentelor la persoanele vii.
Izotopi stabili și instabili
Izotopii pot fi stabili sau instabili; cele instabile emit radiații, iar cele stabile nu. De exemplu, atomul stabil de carbon-12 constituie 98,9 la sută din tot carbonul de pe Pământ; deoarece izotopul mai rar de carbon-14 este radioactiv și se schimbă în timp, oamenii de știință îl folosesc pentru a determina vârsta unor exemplare și materiale biologice uneori antice. Izotopii chimici, stabili și instabili acționează la fel, permițând medicilor să înlocuiască atomii radioactivi cu cei stabili în medicamentele folosite pentru a urmări activitățile biologice. Izotopii stabili, ușor identificați cu un dispozitiv numit spectrometru de masă, îi ajută pe cercetători să determine condițiile din sânge și țesut atunci când radioactivitatea nu este de dorit.
Cercetarea nutriției
Izotopii stabili ajută oamenii de știință în nutriție să monitorizeze mișcarea mineralelor prin organism. De exemplu, dintre cei patru izotopi stabili ai fierului, fierul-56 reprezintă în mod natural aproximativ 92 la sută, iar cel mai rar este fierul-58 la 0,3 la sută. Un om de știință dă un subiect de testare doze de fier-58 și monitorizează cantitățile de izotopi de fier diferiți în sânge și alte probe biologice. Deoarece fierul-58 este mai greu decât fierul-56, un spectrometru de masă le distinge cu ușurință. Probele timpurii vor arăta mai mult fier-56, dar în timp, fierul-58 va fi găsit în cantități semnificative în diferite țesuturi și substanțe, permițând omului de știință să măsoare cu exactitate modul în care corpul subiectului prelucrează fierul.
Scanări PET
Tomografia cu emisie de pozitroni produce imagini tridimensionale ale organelor și țesuturilor prin utilizarea izotopilor radioactivi. Izotopii, cum ar fi fluorul 18, emană radiații gamma - o formă de energie care trece prin corp și într-un detector. Când este combinat cu zahăr și administrat unui pacient, fluorul migrează către țesuturile care metabolizează activ zahărul, cum ar fi zonele creierului la o persoană care lucrează la probleme de matematică. Scanările PET arată aceste părți ale corpului în detaliu clar. Prin observarea diferitelor niveluri de metabolism, un medic poate identifica semne de anomalii, cum ar fi tumorile și demența.
Scanări MPI
O scanare imagistică cu perfuzie miocardică folosește izotopi radioactivi pentru a produce imagini într-o metodă similară cu o scanare PET, dar pentru monitorizarea inimii în timp real. Potrivit spitalului universitar Stanford, tehnica folosește izotopi, cum ar fi tehnețium-99 sau taliu-201. Acești izotopi sunt injectați într-o venă și își găsesc calea spre inimă. O cameră specializată ridică razele gamma emise și produce o imagine a inimii care bate în condiții de repaus și de stres, permițându-i unui medic să evalueze starea de sănătate a organului.