რამდენად მნიშვნელოვანია იზოტოპები ადამიანის სხეულის შესწავლაში?

იზოტოპები იგივე ელემენტის ატომებია, რომელთაც ბირთვებში აქვთ სხვადასხვა რაოდენობის ნეიტრონები; ადამიანის ორგანიზმში შეყვანისას მათი გამოვლენა შესაძლებელია სხივებით ან სხვა საშუალებებით. იზოტოპები, რომლებიც გამოიყენება დახვეწილ აღჭურვილობასთან ერთად, სამედიცინო პროფესიონალებს აძლევს ძლიერ "ფანჯარას" სხეულში, მათ საშუალებას აძლევს დიაგნოზირონ დაავადებები, შეისწავლონ ბიოლოგიური პროცესები და გამოიკვლიონ წამლების გადაადგილება და მეტაბოლიზმი ცხოვრებაში ხალხი.

იზოტოპები შეიძლება იყოს სტაბილური ან არასტაბილური; არასტაბილური ასხივებს გამოსხივებას და სტაბილური კი არა. მაგალითად, ნახშირბადოვანი ნახშირბადის 12 ატომი მთელს ნახშირბადის 98,9 პროცენტს შეადგენს; რადგან უფრო იშვიათი ნახშირბადოვანი 14 იზოტოპია რადიოაქტიური და დროთა განმავლობაში იცვლება, მეცნიერები იყენებენ მას ზოგჯერ უძველესი ბიოლოგიური ნიმუშებისა და მასალების ასაკის დასადგენად. ქიმიურად, სტაბილური და არასტაბილური იზოტოპები დაახლოებით იგივე მოქმედებენ, რაც ექიმებს საშუალებას აძლევს რადიოაქტიური ატომები ჩაანაცვლონ სტაბილურით ნარკოტიკებში, რომლებიც გამოიყენება ბიოლოგიური საქმიანობის დასადგენად. სტაბილური იზოტოპები, ადვილად იდენტიფიცირებული მოწყობილობით, რომელსაც მასობრივი სპექტრომეტრი ეწოდება, მკვლევარებს ეხმარება სისხლში და ქსოვილებში იმ პირობების დადგენაში, როდესაც რადიოაქტიურობა არ არის სასურველი.

სტაბილური იზოტოპები ეხმარება კვების მეცნიერებს ორგანიზმში დააკვირდნენ მინერალების მოძრაობას. მაგალითად, რკინის ოთხი სტაბილური იზოტოპიდან, ბუნებრივია, რკინა-56 შეადგენს დაახლოებით 92 პროცენტს, ხოლო ყველაზე იშვიათია რკინა -58 0,3 პროცენტით. მეცნიერი საცდელ სუბიექტს აძლევს რკინის -58 დოზებს და აკონტროლებს სხვადასხვა რკინის იზოტოპების რაოდენობას სისხლში და სხვა ბიოლოგიურ ნიმუშებში. იმის გამო, რომ რკინა -58 უფრო მძიმეა, ვიდრე რკინა -56, მასის სპექტრომეტრი ადვილად განასხვავებს მათ. ადრეული ნიმუშები უფრო მეტ რკინას-56 აჩვენებს, მაგრამ დროთა განმავლობაში რკინის 58-ი მნიშვნელოვანი რაოდენობით გვხვდება სხვადასხვა ქსოვილები და ნივთიერებები, რაც მეცნიერს საშუალებას აძლევს ზუსტად შეაფასოს თუ როგორ ხდება საგნის სხეული ამუშავებს რკინას.

პოზიტრონული ემისიური ტომოგრაფია წარმოქმნის ორგანოებისა და ქსოვილების სამგანზომილებიან გამოსახულებებს რადიოაქტიური იზოტოპების გამოყენებით. იზოტოპები, მაგალითად, ფტორ -18, გამოყოფს გამა გამოსხივებას - ენერგიის ფორმას, რომელიც სხეულში გადის და დეტექტორში გადადის. შაქართან კომბინირებისას და პაციენტისთვის მიცემული ფტორი მიგრირდება იმ ქსოვილებში, რომლებიც აქტიურად მეტაბოლიზდება შაქარში, მაგალითად, თავის ტვინის უბნებზე, მათემატიკის პრობლემებზე. PET სკანირებით ნათლად ჩანს სხეულის ეს ნაწილები. მეტაბოლიზმის სხვადასხვა დონის დაკვირვებით ექიმს შეუძლია განსაზღვროს ისეთი დარღვევების ნიშნები, როგორიცაა სიმსივნეები და დემენცია.

მიოკარდიუმის პერფუზიული გამოსახულების სკანირება იყენებს რადიოაქტიურ იზოტოპებს გამოსახულების შესაქმნელად PET სკანირების მსგავსი მეთოდით, მაგრამ გულის რეალურ დროში მონიტორინგისთვის. სტენფორდის საუნივერსიტეტო საავადმყოფოს თანახმად, ტექნიკაში გამოყენებულია ისეთი იზოტოპები, როგორიცაა ტექნეციუმი -99 ან ტალიუმი -2013. ეს იზოტოპები შეჰყავთ ვენაში და გულისკენ მიდიან. სპეციალიზებული კამერა იღებს გამოსხივებულ გამა სხივებს და წარმოქმნის სცემეს გულის გამოსახულებას დასვენებისა და სტრესის პირობებში, რაც ექიმს საშუალებას აძლევს შეაფასოს ორგანოს ჯანმრთელობა.