Izotopi radioactivi in medicina

Universitatea Babes-Bolyai Facultatea de Biologie si Geologie

Aplicatii ale izotopilor radioactivi in medicina Ţigu Adrian Bogdan Biochimie anul 2

1.Ce sunt izotopii radioactivi ? Izotopii sunt specii de atomi cu acelasi numar atomic Z, dar au numarul de masa A diferit, unii izotopi devin radioactivi atunci cand emit anumite radiatii . In natura fiecare element are un anumit numar de izotopi, aceste elemente se prezinta sub forma de amestec al acestor izotopi, insa numarul izotopilor difera de la un element la altul.

2.Izotopi radioactivi aplicati in medicina. 

George de Hevesy, laureat al premiului Nobel in anul 1943, in urma cercetarilor sale datorita muncii de pioneriat si efortului depus in domeniul radioactivitatii, s-a putut dezvolta imagistica medicala , s-au descoperit izotopii radioactivi(medicali) care au ajutat la determinarea functionarii organelor interne. Hevesy a descoperit cum functioneaza mecanismul metabolizarii fosforului cu ajutorul izotopilor radioactivi . In medicina sunt folositi mai multi izotopi radioactivi in functie de utilizarea lor practica, in special in ultimii 50 de ani , medicina nucleara s-a dezvoltat foarte mult , izotopii fiind folositi in diagosticarea bolilor, in analize biochimice de laborator, in radioterapie, in studierea bolilor genetice, studiul sangelui, studiul scheletului , chiar si in unele cazuri de cancer. Izotopi radioactivi folositi: iod-125, iod-131 , iridiu-192, molibden-99, technitium-99m, taliu201 , crom-51, cobalt-61, cupru-64 , Lutetium-177 , Ytriu-90





3.Aplicatii in medicina ale izotopilor radioactivi . a) Diagnosticari : - Efectuarea de radiografii ale oaselor, pot fi observate fisuri sau fracture osoase, dar si prezenta de material straine in corp ( cuie, monede..etc). Radiografiile nu pot fi effectuate fara utilizarea Razelor X . 

Razele X:  au fost descoperite de Wilhelm Roentgen(fizician german , care in 1901 a fost laureat cu premiul Nobel in Fizica pentru descoperirea radiatiilor electromagnetice , numite de el raze X).  Razele X rezulta in urma excitarii straturilor de electroni ai atomilor cu electroni incidenti , aceste raze pot trece chiar si prin foite metalice subtiri , fiind absorbite de tesuturile vii cu grade de absorbanta diferita , ele sunt utilizate ca metoda de diagnostic dupa cum am explicat mai sus .

1



Iod 131 :  Datorita fenomenului de captare selectiva a iodului de catre Gl.Tiroida , se poate urmarii starea ei functionala , prin administrare de iod radioactiv. Captarea este mai intensa cand glanda este mai activa . De asemenea prin acumulare de iod radioactive se poate trata Gusa ( afectiune Tiroidiana) .

● Aplicatii in diagnosticare ale altor Izotopi radioactivi :  Se pot marca anumite macromolecule cum este Glucoza, Colesterolul , Ac.Grasi … pentru a putea urmarii calea metabolica normal de urmat , astfel putand fi detectate eventuale erori metabolice . “S-a constatat ca substanta vie este intr-o continua schimbare, timpul de remaniere(engl”turnover”) fiind diferit de la un tesut la altul “( Horea.L.Banciu – Biofizica, Ed.Risoprint, 2010, Cap.10, pag.169 ) .  Au fost marcati si cromozomi, sau anumite portiuni din cromozomi pentru a vedea evolutia in timpul diviziunii . Prin AUTORADIOGRAFIE s-a putut urmarii fenomenul de replicare al cromozomilor si de formare al lantului complementar al ADN .  In cercetarea anemiilor hemolitice se utilizeaza izotopul 51 al Cromului ( Cr-51) prin efectuarea TESTULUI DE DURATA A VIETII ERITROCITARE . Anemia Hemolitica este o afectiune a globulelor rosii(Eritrocitelor) care se manifesta prin scurtarea duratei de viata a hematiei , poate fi datorate unor deficite intrinseci( origine globulara , in interiorul eritrocitului) sau extrinseci (un alt factor extern ) . Prin marcarea cu Cr-51 se diferentiaza eritrocitele cu deficit intrinsic(care sunt de fapt marcate) de cele cu deficit extrinsec.  Technitium 99-m, emite raze gamma si electroni cu energie mica , este foarte folosit in radiografii ale oaselor dar si ale muschilor inimii , dar in ultimii ani , acestui izotop i s-a atribuit o noua utilizare de catre cercetatorii Universitatii din Vermont . Prin injectarea de Technitium 99m in tesutul sanului in jurul tumorii , doctorii au putut identifica si localiza Nodulii Limfatici Infectati , fara a trebuii sa opereze in prealabil. Astfel se poate opera direct la sursa , fara a prezenta riscuri .

b) Tratamente:  Tumorile canceroase capteaza foarte mult Fosfor in raport cu tesuturile necanceroase , prin bombardare cu izotopi radioactivi de Fosfor se poate detecta cancerul , iar pentru tratarea tumorilor canceroase se folosesc radioizotopi Co60 , Iod 125(tratarea cancerului la creier ), aceste cellule tumoral-canceroase sunt extreme de sensibile la radiatii , spre deosebire de tesuturile non-canceroase inconjuratoare . Astfel bombardand cu acesti izotopi tesuturile canceroase tumora canceroasa va fi distrusa .

2

 Tehnica RNT ( Radionuclide Therapy ) : - Celulele cu o diviziune prolifica sunt foarte sensibile la iradieri externe , de aceea celulele canceroase pot fi inhibate si distrute prin iradiere . - Lu177si Y 90 sunt printer principalii izotopi folositi in aceasta terapie , puternic emitatoare de radiatii Betta , dar si de suficienta radiatie Gamma cat sa poata sustine imagistica zonei cercetate . Sunt utilizati in tratarea cancerului Limfatic dar si in tratarea Artritei . - De asemenea mai sunt utilizati si alti izotopi , in functie de substratul de cercetat , Iod 131 si P 32 in studiul tiroidei( prezentat anterior).  Dysposium 165 (Dy 165) si Erbium 169: - Dy165este des utilizat in studiul si tratarea Artritei . - De asemenea Erbiu 169 ( Er169) este utilizat in atenuarea durerilor de la articulatiile sinoviale .  Holmium 166(Ho166): - Folosit in diagnosticul si tratarea tumorilor canceroase la Ficat.  Natriu-25(Na25): - Utilizat in stidiul electrolitilor din organism .  Xenon 133( Xe133): - Folosit in studiul ventilatiei pulmonare.

4. Concluzii si observatii : 





Izotopii radioactivi au o importanta deosebita in medicina si nu numai , cu ajutorul lor sau facut numeroase descoperiri revolutionare si au putut fi diagnosticate si tratate boli care pana la descoperirea radioizotopilor poate pareau incurabile. Trebuie totusi precizat ca expunerea la anumite radiatii pe o perioada lunga de timp poate dauna , de aceea fiecare expunere trebuie controlata si facuta sub stricta supraveghere a cadrelor medicale de specialitate . Probabil ca in viitorul apropiat acesti radioizotopi vor fi folositi si in alte scopuri benefice medicinei, si poate ca vor fi descoperiti sau sintetizati noi izotopi cu alte aplicatii.

3

Bibliografie: 1. BrookHaven National Laboratory. , The technetium 99-m Generator .;http://www.bnl.gov/bnlweb/history/tc-99m.asp 2. Hedvig Hricak,colab., Advancing Nuclear Medicine Through Innovation, Chapter 2 “Complexities of nuclar medicine practice and research”, National Academies Press (US);2007 www.ncbi.nlm.nih.gov 3. Horea L.Banciu, Corneliu Tarba., Biofizica, Ed.RISOPRINT, Cluj-Napoca;2010, Cap.10, Subcap.10.2.6 Radiatii ionizante; pag.160-171; 4. Izotopi medicali ., http://www.chemgeneration.com/ro/milestones/izotopii-medicali.html

5. World Nuclear Association – Radioisotopes in medicine .; http://www.worldnuclear.org/info/inf55.html

4