Bagaimana Pentingnya Isotop dalam Mempelajari Tubuh Manusia?

Isotop adalah atom dari unsur yang sama yang memiliki jumlah neutron yang berbeda dalam intinya; ketika dimasukkan ke dalam tubuh manusia, mereka dapat dideteksi dengan radiasi atau cara lain. Isotop, yang digunakan bersama dengan peralatan canggih, memberi para profesional medis "jendela" yang kuat ke dalam tubuh, memungkinkan mereka untuk mendiagnosis penyakit, mempelajari proses biologis dan menyelidiki pergerakan dan metabolisme obat dalam kehidupan orang-orang.

Isotop mungkin stabil atau tidak stabil; yang tidak stabil memancarkan radiasi, dan yang stabil tidak. Misalnya, atom karbon-12 yang stabil membentuk 98,9 persen dari semua karbon di Bumi; karena isotop karbon-14 yang lebih langka bersifat radioaktif dan berubah seiring waktu, para ilmuwan menggunakannya untuk menentukan usia spesimen dan bahan biologis purba. Secara kimiawi, isotop stabil dan tidak stabil bertindak hampir sama, memungkinkan dokter mengganti atom radioaktif dengan atom stabil dalam obat yang digunakan untuk melacak aktivitas biologis. Isotop stabil, mudah diidentifikasi dengan alat yang disebut spektrometer massa, membantu peneliti menentukan kondisi dalam darah dan jaringan ketika radioaktivitas tidak diinginkan.

Isotop stabil membantu ilmuwan nutrisi memantau pergerakan mineral melalui tubuh. Misalnya, dari empat isotop stabil untuk besi, besi-56 secara alami menyumbang sekitar 92 persen, dan yang paling langka adalah besi-58 sebesar 0,3 persen. Seorang ilmuwan memberikan dosis subjek uji besi-58 dan memantau jumlah isotop besi yang berbeda dalam darah dan sampel biologis lainnya. Karena besi-58 lebih berat dari besi-56, spektrometer massa membedakannya dengan mudah. Sampel awal akan menunjukkan lebih banyak besi-56, tetapi seiring waktu, besi-58 akan ditemukan dalam jumlah yang signifikan di berbagai jaringan dan zat, memungkinkan ilmuwan untuk secara akurat mengukur bagaimana tubuh subjek memproses besi.

Positron Emission Tomography menghasilkan gambar tiga dimensi organ dan jaringan melalui penggunaan isotop radioaktif. Isotop, seperti fluor-18, mengeluarkan radiasi gamma -- suatu bentuk energi yang melewati tubuh dan masuk ke dalam detektor. Ketika dikombinasikan dengan gula dan diberikan kepada pasien, fluor bermigrasi ke jaringan yang secara aktif memetabolisme gula, seperti area otak pada orang yang mengerjakan soal matematika. Pemindaian PET menunjukkan bagian tubuh ini dengan detail yang jelas. Dengan mengamati tingkat metabolisme yang berbeda, dokter dapat mengidentifikasi tanda-tanda kelainan seperti tumor dan demensia.

Pemindaian Pencitraan Perfusi Miokard menggunakan isotop radioaktif untuk menghasilkan gambar dalam metode yang mirip dengan pemindaian PET, tetapi untuk memantau jantung secara real time. Menurut Rumah Sakit Universitas Stanford, teknik ini menggunakan isotop seperti teknesium-99 atau talium-201. Isotop ini disuntikkan ke pembuluh darah dan menemukan jalan mereka ke jantung. Sebuah kamera khusus mengambil sinar gamma yang dipancarkan dan menghasilkan gambar jantung yang berdetak dalam kondisi istirahat dan stres, memungkinkan dokter untuk mengevaluasi kesehatan organ.