Los isótopos son átomos del mismo elemento que tienen diferentes números de neutrones en sus núcleos; cuando se introducen en el cuerpo humano, pueden detectarse mediante radiación u otros medios. Los isótopos, utilizados junto con equipos sofisticados, brindan a los profesionales médicos una poderosa "ventana" al cuerpo, permitiéndoles diagnosticar enfermedades, estudiar procesos biológicos e investigar el movimiento y el metabolismo de las drogas en la vida personas.
Isótopos estables e inestables
Los isótopos pueden ser estables o inestables; los inestables emiten radiación y los estables no. Por ejemplo, el átomo estable de carbono 12 constituye el 98,9 por ciento de todo el carbono de la Tierra; Debido a que el isótopo de carbono-14, más raro, es radiactivo y cambia con el tiempo, los científicos lo utilizan para determinar la edad de materiales y especímenes biológicos a veces antiguos. Químicamente, los isótopos estables e inestables actúan de manera muy similar, lo que permite a los médicos sustituir átomos radiactivos por átomos estables en los medicamentos utilizados para rastrear actividades biológicas. Los isótopos estables, que se identifican fácilmente con un dispositivo llamado espectrómetro de masas, ayudan a los investigadores a determinar las condiciones en la sangre y los tejidos cuando la radiactividad no es deseable.
Investigación nutricional
Los isótopos estables ayudan a los científicos de la nutrición a controlar el movimiento de los minerales a través del cuerpo. Por ejemplo, de los cuatro isótopos estables del hierro, el hierro-56 representa naturalmente alrededor del 92 por ciento, y el más raro es el hierro-58 al 0,3 por ciento. Un científico le da a un sujeto de prueba dosis de hierro-58 y monitorea las cantidades de diferentes isótopos de hierro en sangre y otras muestras biológicas. Debido a que el hierro-58 es más pesado que el hierro-56, un espectrómetro de masas los distingue fácilmente. Las primeras muestras mostrarán más hierro-56, pero con el tiempo, el hierro-58 se encontrará en cantidades significativas en varios tejidos y sustancias, lo que permite al científico medir con precisión cómo el cuerpo del sujeto procesa el hierro.
Escaneos PET
La tomografía por emisión de positrones produce imágenes tridimensionales de órganos y tejidos mediante el uso de isótopos radiactivos. Los isótopos, como el flúor-18, emiten radiación gamma, una forma de energía que atraviesa el cuerpo y entra en un detector. Cuando se combina con azúcar y se administra a un paciente, el flúor migra a los tejidos que metabolizan activamente el azúcar, como áreas del cerebro en una persona que trabaja en problemas matemáticos. Las tomografías por emisión de positrones muestran estas partes del cuerpo con gran detalle. Al observar los diferentes niveles de metabolismo, un médico puede identificar signos reveladores de anomalías como tumores y demencia.
Escaneos MPI
Una exploración por imágenes de perfusión miocárdica utiliza isótopos radiactivos para producir imágenes en un método similar a una exploración por PET, pero para monitorizar el corazón en tiempo real. Según el Hospital de la Universidad de Stanford, la técnica emplea isótopos como el tecnecio-99 o el talio-201. Estos isótopos se inyectan en una vena y llegan al corazón. Una cámara especializada capta los rayos gamma emitidos y produce una imagen del corazón que late en condiciones de reposo y estrés, lo que permite al médico evaluar la salud del órgano.