Oxígeno 15

Qué es el oxígeno-15

Como el resto de isótopos, comparte con el oxígeno común -el oxígeno-16- el número de protones, ocho, pero no el de neutrones: el núcleo del oxígeno-15 solo contiene siete, un desequilibrio que lo vuelve inestable. Para corregirlo, el núcleo se desintegra emitiendo un positrón, la antipartícula del electrón, y se transforma en nitrógeno-15, un isótopo estable. Esa desintegración ocurre deprisa: la semivida, el tiempo que tarda en desintegrarse la mitad de una muestra, es de 122 segundos, poco más de dos minutos.

Producción

Su brevedad obliga a fabricarlo en el mismo lugar donde va a emplearse, normalmente mediante un ciclotrón instalado en el propio centro hospitalario. La reacción más habitual bombardea nitrógeno-14 con deuterones, lo que da lugar a oxígeno-15 y un neutrón libre. El isótopo resultante se convierte de inmediato en la molécula que se necesite -agua marcada, dióxido de carbono o el propio gas O2-, porque cualquier demora de varios minutos ya supondría perder buena parte de la dosis por desintegración. No hay margen para esperar.

Uso en tomografía por emisión de positrones

En neurología y cardiología nuclear, el oxígeno-15 permite cuantificar parámetros distintos según la molécula en la que se incorpore: el monóxido de carbono marcado mide el volumen sanguíneo cerebral, el agua marcada o el dióxido de carbono marcado miden el flujo sanguíneo regional, y el propio O2 marcado permite calcular la tasa metabólica de oxígeno y la fracción de extracción del mismo. La combinación de estos estudios, conocida como método de los tres trazadores, ofrece una imagen bastante completa de cómo respira cada región del tejido explorado.

Diferenciación con otros radioisótopos PET

No es el único emisor de positrones de vida corta empleado en imagen molecular. El flúor-18, con una semivida de casi dos horas, resulta mucho más manejable y es el que se usa en la mayoría de los estudios con fluorodesoxiglucosa. El carbono-11 y el nitrógeno-13 ocupan un término medio, con semividas de varios minutos. El oxígeno-15 es, de los cuatro, el más fugaz, lo que limita su uso a centros que cuentan con ciclotrón propio.

Preguntas frecuentes

¿Por qué debe producirse en el mismo hospital donde se usa?

Por su semivida, extremadamente corta. En apenas diez minutos ha perdido más del 90 % de su radiactividad, así que transportarlo desde un centro externo lo dejaría prácticamente inutilizable antes de llegar al paciente.

¿Es peligroso para el paciente?

No. La radiación absorbida es baja, y el propio isótopo se elimina del organismo por desintegración en cuestión de minutos.

¿Qué diferencia hay entre el oxígeno-15 y el oxígeno que respiramos?

El que respiramos es, en su inmensa mayoría, oxígeno-16, estable y no radiactivo, con un núcleo que contiene ocho neutrones en lugar de siete. El oxígeno-15 solo se fabrica artificialmente, en cantidades mínimas, con fines diagnósticos. Nunca se administra fuera del entorno controlado de una sala de tomografía por emisión de positrones.

¿Qué mide la fracción de extracción de oxígeno?

La proporción de oxígeno que el tejido retira de la sangre que lo atraviesa, frente al que sigue circulando sin haberse consumido. Cuanto mayor es esa proporción, más está esforzándose el tejido por mantener su metabolismo con el aporte sanguíneo disponible.

Referencias

1. Gómez-Vallejo, V.; Rejc, L.; López-Gallego, F.; Llop, J. Springer. The Radiopharmaceutical Chemistry of Nitrogen-13 and Oxygen-15.
2. Iida, H. et al. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. Cuantificación de CMRO2 mediante oxígeno-15 y PET.
3. Macaisa, C.M. et al. Brain Sciences. Metabolismo cerebral de oxígeno mediante PET con gas de oxígeno-15.
4. Indian Journal of Nuclear Medicine (2006). Materiales diana en la producción de radionúclidos emisores de positrones.