Medycyna nuklearna pełni istotną funkcję w dzisiejszych czasach, zwłaszcza w kontekście wykrywania i leczenia chorób nowotworowych. Należy zatem wyjaśnić podstawowe definicje z nią związane:

• Radiofarmaceutyk oznacza substancję, która zawiera jeden lub więcej radionuklidów (izotopów promieniotwórczych) przeznaczonych do stosowania u ludzi zarówno w celach diagnostycznych, jak i terapeutycznych.
• Nuklid jest pierwiastkiem, który jest opisywany za pomocą liczby masowej „A” (sumy liczby protonów i neutronów w jądrze), liczby atomowej „Z” (liczby protonów, która jest równa liczbie elektronów w jądrze), a także jego stanu energii jądrowej.
• Izotopy pierwiastka to nuklidy o tej samej liczbie atomowej „Z”, ale różnej liczbie masowej „A”. Znajdują się w tym samym miejscu w układzie okresowym i mają analogiczne właściwości chemiczne.
• Radionuklidy to nuklidy o niestabilnym układzie protonów i neutronów, które nieoczekiwanie zmieniają się w stabilną lub inną niestabilną mieszaninę protonów i neutronów poprzez uwalnianie promieniowania. Uważa się, że są one radioaktywne.
• Radioaktywność to emisja promieniowania w wyniku spontanicznej transformacji lub rozpadu radionuklidu. Jednostką radioaktywności jest bekerel (Bq). Starą jednostką radioaktywności była Curie (Ci). Przy wszystkich stwierdzeniach dotyczących promieniotwórczości należy podać referencyjną datę pomiaru w przypadku radionuklidów o okresie półtrwania krótszym niż 30 dni. Czas normalizacji należy podawać z dokładnością do godziny. Dla radionuklidów o okresie półtrwania krótszym niż jeden dzień należy podać dokładniejsze określenie czasu odniesienia.
• Okres półtrwania to czas, w którym dana ilość radionuklidu rozpada się do połowy swojej wartości początkowej (T1/2).

Medycyna nuklearna i radiofarmaceutyki

Medycyna nuklearna to dział medycyny, który zajmuje się wykorzystaniem radioizotopów w terapii i diagnostyce. Jedną z najczęściej używanych metod jest scyntygrafia, czyli technika obrazowania molekularnego wykorzystująca zjawisko scyntylacji. Jest to, mówiąc w skrócie, efekt oddziaływania promieniowania jonizującego na jeden z elementów aparatu scyntygraficznego. Co ciekawe, techniki wykorzystywane w medycynie nuklearnej dostarczają informacji nie tylko na temat budowy danego narządu, ale również funkcji. Jedną z kluczowych kwestii w scyntygrafii jest użycie radiofarmaceutyków – substancji chemicznych posiadających w swojej budowie izotopy promieniotwórcze, które powinny wykazywać się powinowactwem biologicznym oraz chemicznym do badanej tkanki. Warto podkreślić, że każdy obszar badany naszego organizmu wymaga konkretnego radioznacznika. Według literatury pierwsze farmaceutyki były wykorzystywane w leczeniu chorób tarczycy dzięki zastosowaniu jodu-131. Jod zresztą jest kojarzony głównie z płynem lugola, czyli roztworem jodu, który po katastrofie w Czarnobylu miał za zadanie „nasycać” tarczycę jodem, aby nie wchłonęła ona jodu radioaktywnego.

Zastosowanie radiofarmaceutyków

Radiofarmaceutyki okazują się bardzo przydatne w onkologii, a radioizotop 18F-FDG – najczęściej stosowany w badaniach PET (pozytonowej tomografii emisyjnej). Ważnym elementem w onkologii są także badania przerzutów nowotworów, martwiczych obszarów czy też lokalizacji guza i jego wielkości przed operacją za pomocą aparatu do scyntygrafii. Metoda ta umożliwia też określenie postępów terapii. Substancje te można ponadto zastosować w przypadku innych bardzo ważnych badań, jak np. obrazowania mózgu. Na tym etapie warto wspomnieć o tzw. barierze krew-mózg, która jest niezwykle istotna właśnie w obrazowaniu. Uniemożliwia ona bowiem przedostanie się wielu substancji poprzez krew do mózgu, chroniąc przy tym nasz organizm. Jest ona jednak selektywna i podczas gdy niektóre substancje takie jak woda, glukoza czy chlorek sodu nie mają szans przedostać się do mózgu, inne jak np. azotyn sodu, jodek sodu czy wiele stosowanych radiofarmaceutyków – jak najbardziej tak. W oparciu o barierę krew-mózg radiofarmaceutyki służące do obrazowania mózgu można podzielić na dwie kategorie – dyfuzyjne i niedyfuzyjne. Te pierwsze mają zazwyczaj charakter lipofilowy i z łatwością przenikają przez barierę krew-mózg. Przykładami mogą być: 99mTc-HMPAO, 99mTc-ECD czy 18F-FDG. Druga grupa ma charakter hydrofilowy i polarny, a więc nie mogą przenikać przez barierę, z wyjątkiem kiedy bariera i tkanki są uszkodzone. Przykładami w tym przypadku są 9mTcO4- 4 oraz 99mTc-DTPA. Techniki wykorzystywane w medycynie nuklearnej mogą także pomóc w: badaniu mózgu, płuc, układu krążenia, wykrywaniu chorób kości i nerek, a także lokalizacji guza. Mówi się również o tzw. nuklearnej gastroenterologii, która pozwala na wykrycie nieprawidłowości w wątrobie, trzustce, śledzionie, a także śliniankach, przełyku i żołądku.

Wspomniana scyntygrafia również okazuje się bardzo pomocna w obrazowaniu ślinianek, tarczycy, nerek, serca czy kości. W tym ostatnim przypadku wykorzystuje się przede wszystkim difosfoniany, które wraz z 99Tc wbudowują się w kości, dzięki czemu łatwo uzyskuje się ich obraz. Oprócz tego równie popularne są także takie radiofarmaceutyki, jak: cytrynian galu-67, In-111, a także Er-169, który znajduje zastosowanie w leczeniu stawów rąk i stóp. Ostatnio mówi się także o tzw. celowanej terapii radionuklidowej, mogącej wykorzystywać m.in. nanocząstki, które związane z radionuklidem, docierają do chorego miejsca w organizmie.

Rodzaje promieniowania

W literaturze można spotkać się ze wzmiankami o leczeniu za pomocą różnego rodzaju promieniowania. Jednym z nich jest leczenie emiterami beta, które wywołują pożądany efekt terapeutyczny, a przykładem radioizotopu może być 90Y. Radionuklidy, emitując promieniowanie beta, czyli wysokoenergetyczne, takie jak właśnie 90Y czy 188Re, okazują się najbardziej przydatne w leczeniu guzów. Wspomniany jod-131 wykorzystywany w leczeniu chorób tarczycy, w tym raka, emituje np. promieniowanie gamma oraz beta. To pierwsze jednak może powodować problemy w zapewnieniu ochrony radiologicznej. Emitery beta są źródłem np. we wspomnianym badaniu PET. Są to konkretnie emitery beta+, czyli pozytony. Innym przykładem są emitery alfa, jak np. 223Ra, który został użyty w leczeniu bólu spowodowanego jednym z rodzajów nowotworu. Kolejnym powszechnie stosowanym rodzajem promieniowania jest promieniowanie X, czyli rentgenowskie, lub jonizujące elektromagnetyczne. Rentgen jest powszechnie stosowany przy prześwietleniach oraz tomografii komputerowej, a jego obecność jest wywołana wyhamowaniem elektronów. Na tego rodzaju promieniowaniu oraz promieniowaniu gamma opiera się także radioterapia, która wykorzystuje promieniowanie jonizujące do niszczenia chorych komórek. Ostatnim i równie ważnym przykładem promieniowania jest rezonans magnetyczny. MRI jest podobne do skanera topografii komputerowej, ponieważ generuje przekrojowe obrazy ciała. W przeciwieństwie jednak do tomografii komputerowej rezonans nie wykorzystuje promieni rentgenowskich, a silne pole magnetyczne i fale radiowe, aby uzyskać bardzo wyraźne i szczegółowe komputerowe obrazy wnętrza ciała. Co ciekawe, specjalny rodzaj badania MRI, zwany angiografią rezonansu magnetycznego (MRA), pozwala na diagnozę zmian w obszarze naczyń krwionośnych.

Podsumowanie

Rodzajów radiofarmaceutyków i przykładów ich wykorzystania jest niezwykle dużo, jednak oprócz pozytywnego wpływu, jaki wywiera obecnie medycyna nuklearna w diagnostyce i leczeniu kluczowych chorób, należy również brać pod uwagę, że radiofarmaceutyki ze względu na swoje właściwości powinny być poddawane dogłębnej analizie pod kątem wpływu na ludzki organizm. Pojawiają się także kwestie dotyczące bezpieczeństwa radiacyjnego czy ochrony radiologicznej. Najistotniejszym czynnikiem wydaje się bowiem znalezienie sposobów redukcji narażenia na promieniowanie, a parametrami, które są najczęściej brane w tym aspekcie pod uwagę, są czas ekspozycji i odległość od źródła promieniowania.