Les isotopes sont des atomes du même élément qui ont un nombre différent de neutrons dans leur noyau; lorsqu'ils sont introduits dans le corps humain, ils peuvent être détectés par rayonnement ou par d'autres moyens. Les isotopes, utilisés conjointement avec des équipements sophistiqués, offrent aux professionnels de la santé une puissante «fenêtre» dans le corps, leur permettant de diagnostiquer des maladies, d'étudier les processus biologiques et d'étudier le mouvement et le métabolisme des médicaments dans la vie gens.
Isotopes stables et instables
Les isotopes peuvent être stables ou instables; les instables émettent des radiations, et les stables n'en émettent pas. Par exemple, l'atome stable de carbone 12 représente 98,9 % de tout le carbone sur Terre; parce que l'isotope plus rare du carbone-14 est radioactif et change avec le temps, les scientifiques l'utilisent pour déterminer l'âge de spécimens et de matériaux biologiques parfois anciens. Chimiquement, les isotopes stables et instables agissent à peu près de la même manière, permettant aux médecins de substituer des atomes radioactifs à des atomes stables dans les médicaments utilisés pour tracer les activités biologiques. Les isotopes stables, facilement identifiables à l'aide d'un appareil appelé spectromètre de masse, aident les chercheurs à déterminer les conditions dans le sang et les tissus lorsque la radioactivité n'est pas souhaitable.
Recherche nutritionnelle
Les isotopes stables aident les scientifiques en nutrition à surveiller le mouvement des minéraux dans le corps. Par exemple, sur les quatre isotopes stables du fer, le fer-56 représente naturellement environ 92 pour cent, et le plus rare est le fer-58 à 0,3 pour cent. Un scientifique donne à un sujet de test des doses de fer-58 et surveille les quantités de différents isotopes de fer dans le sang et d'autres échantillons biologiques. Le fer 58 étant plus lourd que le fer 56, un spectromètre de masse les distingue facilement. Les premiers échantillons montreront plus de fer-56, mais au fil du temps, le fer-58 sera trouvé en quantités importantes dans divers tissus et substances, permettant au scientifique de mesurer avec précision comment le corps du sujet traite le fer.
TEP Scans
La tomographie par émission de positons produit des images tridimensionnelles d'organes et de tissus grâce à l'utilisation d'isotopes radioactifs. Les isotopes, tels que le fluor-18, émettent un rayonnement gamma, une forme d'énergie qui traverse le corps et pénètre dans un détecteur. Lorsqu'il est combiné avec du sucre et administré à un patient, le fluor migre vers les tissus qui métabolisent activement le sucre, tels que les zones du cerveau chez une personne travaillant sur des problèmes mathématiques. Les scanners TEP montrent ces parties du corps avec des détails clairs. En observant les différents niveaux de métabolisme, un médecin peut identifier les signes révélateurs d'anomalies telles que les tumeurs et la démence.
Analyses MPI
Une analyse d'imagerie de perfusion myocardique utilise des isotopes radioactifs pour produire des images selon une méthode similaire à une analyse TEP, mais pour surveiller le cœur en temps réel. Selon l'hôpital universitaire de Stanford, la technique utilise des isotopes tels que le technétium-99 ou le thallium-201. Ces isotopes sont injectés dans une veine et se dirigent vers le cœur. Une caméra spécialisée capte les rayons gamma émis et produit une image du cœur battant dans des conditions de repos et de stress, permettant à un médecin d'évaluer la santé de l'organe.
