Радиоактивные изотопы и их применение

В садоводстве. Куда лучше вносить удобрения под деревья? И этот вопрос помогают решить меченые атомы. Внесем удобрение вблизи одного из корней дерева, например яблони. В этом случае спустя некоторое время радиоактивным становится не все дерево, а лишь определенные ветки, плоды и листья, растущие на этой ветке, что легко можно проверить, поднося счетчик к различным частям дерева. Следовательно, питание разных частей дерева осуществляется за счет разных корней, и только при круговом внесении удобрения под все корни можно достигнуть положительного эффекта.

Какова связь между дичком и привитой к нему веткой яблони?

В решении этой задачи меченые атомы являются незаменимыми. Они показывают, что не только из корневой системы дичка питательные вещества направляются к привитой ветке, но привитая ветка начинает полностью функционировать и посылает вырабатываемые в ней вещества в тело и корни дичка.

11. Меченые атомы в медицине

Врачи давно используют радиоактивные элементы для лечебных целей. Излучение, например, радия или радона, а в настоящее, время и ряда искусственных радиоактивных элементов с успехом применяется для лечения рака, белокровия и других болезней.

Метод меченых атомов также начинает проникать во врачебную практику и практику исследований болезней и их лечения. Последние очень близко примыкают к исследованиям в области физиологии.

В поисках средств борьбы с болезнями. Радиоактивные элементы начинают в настоящее время использоваться при поисках средств для лечения болезней, например гипертонии — повышенного давления крови.

Скорость кровообращения может характеризовать состояние организма. При помощи радиоактивных элементов легко определить скорость кровотока (рис. 28). Если в вену вблизи кисти руки ввести раствор поваренной соли, содержащей в своем составе атомы радиоактивного натрия, то можно по гамма-лучам, испускаемым радиоактивным натрием, при помощи счетчика определить время, необходимое для переноса крови от кисти руки до ступни ноги (или другого места). У здоровых людей это время составляет приблизительно 43 секунды. У лиц, страдающих артериосклерозом, это время увеличивается и может дойти до 105 секунд, а у лиц с расширением вен уменьшается даже до 30 секунд.

Рис. 28. Определение скорости кровотока с помощью радиоактивного изотопа натрия

Тяжелое заболевание, гипертония, связана с повышением давления крови. Лекарства, помогающие больным гипертонией, должны расширять кровеносные сосуды, создавая таким образом более свободное и быстрое движение крови. Чтобы определить влияние того или другого лекарства, применяемого для лечения гипертонии, раньше необходимо было в течение длительного промежутка времени испытывать его действие.

При помощи меченых атомов задача подбора лекарств решается просто и быстро. Перед испытанием лекарства у больного определяют скорость движения крови с помощью радиоактивного натрия. Повторяют те же измерения после принятия больным лекарства. Если лекарство расширяет кровеносные сосуды, то скорость движения крови увеличивается и время прохождения натрия с кровью от кисти руки до локтей, колен и ступней уменьшается.

При определении болезней. Где и как найти в огромном мире атомов нашего тела атомы иода, которые мы поглощаем вместе с пищей и водой или в виде лекарства?

Эту задачу удается решить, используя меченые атомы. Человеку дают выпить раствор нескольких миллионных долей грамма иодистого калия, в состав которого входит радиоактивный иод. Радиоактивный иод испускает гамма-лучи. Если после введения иодистого калия подставить счетчик к горлу человека, где находится щитовидная железа, то уже через несколько минут счетчик обнаруживает, что атомы радиоактивного иода проникли в щитовидную железу (рис. 29). Иод постепенно в ней накапливается. Его количество сначала нарастает, а затем убывает. Накопление иода в щитовидной железе здоровых и больных людей происходит неодинаково. У здоровых людей наибольшее накопление радиоактивного иода в щитовидной железе происходит через сутки после приема иода. У людей, заболевших базедовой болезнью и при других заболеваниях, усиливающих работу щитовидной железы, иод скапливается в ней быстрее. Его максимальное количество можно обнаружить уже через несколько часов после введения. При угнетении деятельности щитовидной железы максимальное накопление иода происходит через несколько суток. Нарушение работы щитовидной железы происходит и при ряде других заболеваний, например при гипертонической болезни, заболевании сердца, туберкулезе легких. В этих случаях работа щитовидной железы замедляется. При заболевании кожи, наоборот, работа щитовидной железы убыстряется. При выздоровлении работа щитовидной железы становится нормальной и нормально происходит накопление в ней иода. Таким образом, радиоактивный иод помогает определить болезнь и в ходе ее лечения контролировать выздоровление.