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RADIOISOTOPOS EN BIOQUIMICA Y
MEDICINADr. Benjamín Paz Aliaga M.D., MSci. DMS
Profesor Principal de Bioquímica y Biología Molecular de la UCSM
Profesor Emérito de la UNSA
2009
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TEMARIO(1)• Antecedentes
– Rayos X– Descubrimiento de la radioactividad– Radioactividad artificial
• Isótopos estables e isótopos radioactivos
• Tipos de radiación• Producción de compuestos
radioactivos
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TEMARIO(2)• Desintegración radioactiva. Ecuación
y Cálculos• Actividad de un radioisótopo.
Unidades• Aplicaciones de los radioisótopos en
Bioquímica.• Aplicaciones de los radioisótopos en
medicina
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EL DESCUBRIMIENTO DE LOS RAYOS X INICIO EL ESTUDIO DE LOS
FENÓMENOS RADIOACTIVOS
• En 1895 el físico alemán Wilhelm Roentgen descubre los rayos X.
• Roentgen recibe en 1901 el primer Premio Nóbel que se otorgó en Física
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SE DESCUBRE LA RADIOACTIVIDAD
• En 1896 el físico francés Henri Becquerel descubrió que las sales de uranio emitían una radiación espontáneamente,
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SE ACUÑA EL TERMINO DE RADIOACTIVIDAD
• Pierre Curie y Marie Curie descubrieron el polonio y el radio que también emitía radiaciones penetrantes como el uranio en forma espontánea, en 1898
• Introdujeron el termino radioactividad para la capacidad de emitir radiaciones
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EL PREMIO NOBEL DE FISICAEN 1903 FUE OTORGADO A LOS ESPOSOS CURIE Y
A BECQUEREL
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QUIÉN ACOMPAÑA A MADAM CURIE ?
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LA HIPOTESIS DE RUTHERFORD RESPECTO A LA RADIOACTIVIDAD
(1903)• Los elementos
radioactivos sufren transformaciones a otro elemento y al mismo tiempo emiten su radiación
• El proceso radioactivo ocurre a nivel subatómico
(PREMIO NOBEL DE QUIMICA EN 1908)
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EN 1933 IRENE CURIE Y FREDERIC JOLIOT DESCUBRIERON LA RADIOACTIVIDAD
ARTIFICIAL
• En base al descubrimiento de la transmutación del nitrógeno y del ciclotrón, los esposos Curie-Joliot consiguieron hacer radioactivo al aluminio
(Premio Nóbel de Química en1935)
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PRINCIPALES ISOTOPOS USADOS EN BIOQUIMICA
• Isótopo Condición EmisiónVida media física (mev )• 2H Estable• 3H Radioactivo Beta 12.1 años 0.018• 13C Estable• 14C Radioactivo Beta 5586 años 0.155• 15N Estable• 18O Estable• 24Na Radioactivo Beta y Gamma 15 horas 1.39• 32P Radioactivo Beta 14.2 días 1.71• 35S Radioactivo Beta 87 días 0.167• 45Ca Radioactivo Beta 64 días 0.254• 59Fe Radioactivo Beta y Gamma 45 días 0,46• 131I Radioactivo Beta y Gamma 8.1 día 0.335• mev = millón de electrón-volts
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TIPOS DE RADIACION
Los isótopos radioactivos emiten 3 tipos de radiación:- Radiación alfa, constituida de núcleos de helio.
- Radiación beta , constituida de electrones o positrones
- Radiación gamma, es de naturaleza electromagnética
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CAPACIDAD DE PENETRACION DE LAS PARTICULAS ALFA, BETA Y GAMMA
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CAPACIDAD DE IONIZAR DE LAS RADIACIONES
• Radiación alfa : 10,000
• Radiación beta : 100
• Radiación gamma : 1
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EMISION ALFA
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Ra226
88Rn
222
86+ He + energía4
2
Po218
84
(α)
+ He + energía4
2
EMISIÓN ALFA
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EMISION BETA (NEGATRÓN)
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EMISION BETA (POSITRON)
P30
15 Si + e + energía30
14
+
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REPRESENTACION GRAFICA DE LA ECUACION DEL DECAIMIENTO RADIOACTIVO
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UNIDADES DE LA DESINTEGRACION RADIOACTIVA
• Curie : La cantidad de radioactividad que emite un gramo de radio
• 1 Ci = 3,7 X 10 dps
• 1 Ci = 2,22 X 10 dpm
• 1 mCi = 2,22 X 10 dpm
• 1 uCi = 2,22 X 10 dpm
10
12
9
6
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FORMAS DE EXPRESAR LA ACTIVIDAD ESPECIFICA DE UNA MUESTRA RADIOACTIVA
• curies/ gramo ( Ci/g)• milicuries por miligramo ( mCi/mg)• milicuries por milimol (mCi/mmol)• microcuries por micromol (uCi/umol)• desintegraciones por minuto por milimol (dpm/mmol). Cuentas por minuto por micromol (cpm/umol)
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TABLA DE DECAIMIENTO PORCENTUAL DEL I-131
día factor día factor– 0 1.00 11 0.39– 1 0.92 12 0.36– 2 0.84 13 0.33– 3 0.77 14 0.30– 4 0.71 15 0.28– 5 0.65 16 0.26– 6 0.60 17 0.24– 7 0.55 18 0.22– 8 0.51 19 0.20– 9 0.46 20 0.18– 10 0.43 21 0.17
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DETECTORES DE RADIOACTIVIDAD
• Detector Geiger– Tienen una cámara de ionización– Detectan radiación gamma– Poca eficiencia para radiación beta
• Detectores de centelleo– Pueden ser de centelleo líquido y planos– Eficientes para radiación beta y gamma– Pueden detectar simultáneamente 2 radioisótopos– Su eficiencia es muy superior al Geiger
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APLICACIONES DE LOS RADIOISÓTOPOS EN BIOQUIMICA
• Como trazadores y los experimentos que los usan, se pueden clasificar en:
– Marcaje de equilibrio– Marcaje de pulso– Marcaje de pulso-caza
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FUNDAMENTO DEL RADIOINMUNOENSAYO
• H* + Anticuerpo > H*-Anticuerpo
• H*-Anticuerpo + H > H-Anticuerpo + H*
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EL PREMIO NÓBEL DE MEDICINA DE 1977 FUE PARA LA DESCUBRIDORA DEL RIA
• Rosalyn Yalow recibió el Premio Nóbel de Medicina en1977 por haber descubierto el radioinmunoensayo
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ALGUNAS APLICACIONES DE LOS
RADIOSOTOPOS EN EL DIAGNOSTICO DE ALGUNAS ENFERMEDADES
• Arsénico-74 : Localización de tumores cerebrales.• Cobalto-58 : Determinación de las cobalaminas• Fósforo-32 : Determinación del cáncer de piel• Hierro-59 : Velocidad de formación de hematies• Tecnesio-99: Diversas exploraciones diagnósticas• Yodo-131 : Diagnóstico de los estados funcionales de la
glándula tiroides• Sodio-24 : Detección de las obstrucciones circulatorias
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USADOS EN MEDICINA TIPOS DE
TRAZADORES USADOS EN MEDICINA NUCLEAR
• A) Isótopos radioactivos
• B) Un isótopo radioactivo unido a un compuesto no radioactivo y que forma parte de la misma molécula
• C) Un isótopo radioactivo que se une a células del propio paciente
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GENERADOR DE TECNESIO-99
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ESQUEMA DE UN GENERADOR
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ACTIVIMETRO
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Caso Clínico
• IEP es una paciente de 38 años de edad, que meses después de su último embarazo, hace como 10 años, comenzó a presentar nerviosismo, palpitaciones y pérdida de peso, intolerancia al calor y temblor fino en sus extremidades.
• Al examen clínico se encontró una paciente delgada, de piel fina, sudorosa y caliente. Sus globos oculares estaban protruídos y la frecuencia del pulso estaba aumentada.
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Caso Clínico ( II)
• Al examen de cuello se encontró un aumento en el tamaño de la glándula tiroides.
• Con estos datos, se le solicitó un estudio de captación tiroidea de yodo radioactivo a las 24 horas. El resultado obtenido demostró que el 92% del radioisótopo administrado por la boca era captado por el tiroides a las 24 hrs. Esta prueba se hizo utilizando 5 uCi de I-131.
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Caso Clínico ( III)
• Diagnosticada como hipertiroidea, se le propuso a la paciente darle I-31 para el tratamiento, accediendo la paciente.
• Después de estimar el tamaño del tiroides por palpación y gamagrafía, se consideró 6 mCi de I-131 como dosis para el tratamiento.
• A los seis meses de administrado el tratamiento, la paciente mejoró notablemente tanto clínicamente como en sus exámenes de laboratorio.
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TUBO DE DETECCION EXTERNA
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CAMARA GAMMA
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CAMARA GAMMA
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SPECT DE PERFUSION CEREBRAL
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GAMAGRAFIA TIROIDEA
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CASO CLINICO
• Paciente de 58 años de edad de sexo masculino que desde hace algunos meses se quejaba de dolor en la espalda y que de pronto presentó un episodio de hematuria.
• El examen clínico resultó normal excepto que al tacto rectal se encontró la próstata dura y presentando masa nodulares.
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CASO CLINICO (CONTINUACIÓN)
• Se le indicó una gamagrafía osea y dio las imágenes que fueron interpretadas como metástasis múltiples en huesos del cáncer de próstata.
• Con este diagnóstico el paciente fue tratado con radioterapia en forma externa y además se le implantó quirúgicamente material radioactivo el la próstata.
• El paciente mejoró de sus molestias y pudo vivir por algunos años más.
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GAMMAGRAFIA OSEA
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RENOGRAMA
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