Sadržaj
Izotopi su atomi istog elementa koji u svojim jezgrama imaju različit broj neutrona; ako se unose u ljudsko tijelo, mogu se otkriti zračenjem ili na drugi način. Izotopi, koji se koriste u kombinaciji s sofisticiranom opremom, pružaju medicinskim stručnjacima snažan „prozor“ u tijelo, omogućujući im da dijagnosticiraju bolesti, proučavaju biološke procese i istražuju kretanje i metabolizam lijekova u živih ljudi.
Stabilni i nestabilni izotopi
Izotopi mogu biti stabilni ili nestabilni; nestabilni ne zrače, a stabilni ne. Na primjer, stabilan atom ugljika-12 čini 98,9 posto svega ugljika na Zemlji; jer je rjeđi izotop ugljika-14 radioaktivan i vremenom se mijenja, znanstvenici ga koriste kako bi odredili starost ponekad drevnih bioloških uzoraka i materijala. Kemijski, stabilni i nestabilni izotopi djeluju slično, omogućujući liječnicima da zamijene radioaktivne atome stabilnim u lijekovima koji se koriste za praćenje bioloških aktivnosti. Stabilni izotopi, lako identificirani s uređajem zvanim masenim spektrometrom, pomažu istraživačima u određivanju stanja u krvi i tkivu kada radioaktivnost nije poželjna.
Istraživanje prehrane
Stabilni izotopi pomažu naučnicima prehrane u nadzoru kretanja minerala kroz tijelo. Primjerice, od četiri stabilna izotopa željeza, željezo-56 prirodno otpada na oko 92 posto, a najrjeđi je željezo-58 na 0,3 posto. Znanstvenik daje ispitanicima doze željeza-58 i prati količine različitih izotopa željeza u krvi i drugih bioloških uzoraka. Kako je željezo-58 teže od željeza-56, maseni spektrometar razlikuje ih lako. Rani uzorci pokazat će više željeza-56, ali s vremenom će se željezo-58 naći u znatnim količinama u raznim tkivima i tvarima, što znanstveniku omogućuje precizno mjerenje kako tijelo ispitanika prerađuje željezo.
PET skeniranje
Pozitronska emisijska tomografija proizvodi trodimenzionalne slike organa i tkiva upotrebom radioaktivnih izotopa. Izotopi, poput fluora-18, emitiraju gama zračenje - oblik energije koji prolazi kroz tijelo i u detektor. Kada se kombinira sa šećerom i daje pacijentu, fluor migrira u ona tkiva koja aktivno metaboliziraju šećer, poput područja mozga kod osobe koja radi na matematičkim problemima. PET skeniranja jasno prikazuju ove dijelove tijela. Promatrajući različite razine metabolizma, liječnik može prepoznati znakove abnormalnosti kao što su tumori i demencija.
MPI skeniranje
Skeniranje miokardne perfuzije koristi radioaktivne izotope za proizvodnju slika na način sličan PET skeniranju, ali za praćenje srca u stvarnom vremenu. Prema Sveučilišnoj bolnici Stanford, tehnika koristi izotope poput tehnecijuma-99 ili talija-201. Ti se izotopi ubrizgavaju u venu i pronalaze put do srca. Specijalizirana kamera uzima emitirane gama zrake i stvara sliku otkucaja u stanju mirovanja i stresa, omogućujući liječniku da procijeni zdravlje organa.