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La semivida efectiva se calcula determinando la semivida biológica, de la que hablaremos más adelante. Pero, ¿qué significa realmente vida media?
¿Qué es la semivida?
Un átomo con un núcleo inestable sufre una desintegración radiactiva para alcanzar la estabilidad liberando radiación alfa, beta o gamma. Un nucleido con un núcleo inestable se denomina radionucleido o radioisótopo. El momento de la desintegración no puede predecirse con exactitud, ya que se trata de un proceso aleatorio, por lo que es imposible predecir cuándo se desintegrará un único núcleo inestable. Hay varios radioisótopos que existen de forma natural en la naturaleza, pero los demás se crean artificialmente en reactores nucleares.
Sin embargo, si tenemos un gran número de átomos, podemos predecir que la desintegración se producirá en algún lugar de la muestra. Por tanto, si podemos cronometrar de algún modo el tiempo que tarda en desintegrarse la mitad del número de átomos de la muestra, tendremos una medida de su semivida.
Trazando el tiempo que tarda nuestra muestra en reducirse a la mitad cada vez, obtenemos un gráfico similar al siguiente:
N es el número de núcleos que quedan en la muestra, mientras que T es el número de semividas. En el gráfico, hay un total de 5 semividas, siendo T1/2 el símbolo de semivida, y nT el número de semividas transcurridas. Por tanto, 2T significa después de dos semividas.
También es importante tener en cuenta que la velocidad de desintegración radiactiva no guarda relación con el estado físico del radionucleido, su composición química en la que está unido el núcleo y factores exteriores como la temperatura o la presión. El gráfico siguiente indica la cantidad de una muestra radiactiva de color rosa que queda después de transcurridas varias semividas.
¿Por qué es importante la semivida?
La semivida puede utilizarse para calcular el tiempo que tardaría en desintegrarse la mitad de los átomos que aún no han cambiado. Considera la siguiente ecuación
\N = N_0 (\frac{1}{2})^{\frac{t}{t_{1/2}}].
- N= nuevacantidad de sustancia radiactiva tras la descomposición.
- N0 = cantidad inicial.
- t = tiempo transcurrido para la descomposición.
- t1/2 = semivida.
La semivida efectiva de los radiofármacos en usos médicos
La elección de los radionucleidos para la imagen y la terapia médicas depende principalmente de sus propiedades químicas, biológicas y físicas.
Los radionucleidos deben ser químicamente adecuados para que puedan unirse a las moléculas como producto farmacéutico. Desde el punto de vista biológico, el radiofármaco debe ser aceptable para que no obstaculice las funciones cotidianas del organismo mientras se acumula en el órgano que se va a evaluar. Por último, el radionúclido debe tener las propiedades físicas correctas, como el tipo de radiación, la duración de la semivida y su energía.
Vida media física
En medicina, la semivida de un radionúclido T1/2 se denomina semivida física Tp. Los valores de la semivida de algunos radionucleidos médicos de uso común que pueden utilizarse se indican en la tabla siguiente.
| Radionucleido | Vida media físicaTP |
| Tecnecio-99 | 6,01 horas |
| Indio-111 | 2,81 días |
| Yodo-123 | 13,27 horas |
| Yodo-125 | 59,41 días |
| Tritio | 12,3 años |
| Radio-226 | 1600 años |
| Flúor-18 | 109,8 minutos |
| Itrio-90 | 2,69 días |
Vida media biológica
El radionúclido se fusiona con un compuesto químico que da lugar a un radiofármaco. Los radiofármacos son radioisótopos que se combinan con moléculas biológicas dirigidas a órganos, tejidos o células específicos del cuerpo. A través de los procesos cotidianos de respiración, micción o defecación, la concentración de un radiofármaco en el cuerpo disminuirá exponencialmente de forma natural con el tiempo, lo que se conoce comoTB vida media biológica.
Fórmula de la semivida efectiva
La semivida efectiva es la excreción biológica junto con la desintegración radiactiva tras la entrada de un radiofármaco en el organismo. La semivida efectiva puede representarse como
\[\frac{1}{T_E} = \frac{1}{T_B} + \frac{1}{T_P}].
- TE = Vida media efectiva.
- TB = Semivida biológica.
- TP = Semivida física.
Reordenando lo anterior se obtiene
\[T_E = \frac{T_P \cdot T_B}{T_P + T_B}\].
Cuando compares la semivida efectiva y la semivida física, ten en cuenta que la semivida efectiva está formada tanto por la semivida física como por la semivida biológica.
Factores que afectan a la semivida de los radionucleidos en usos médicos
La semivida efectiva puede cambiar en función de la semivida biológica, ya que depende de la salud de la persona y de su metabolismo general. Dicho esto, la semivida efectiva siempre será menor que la semivida física, porque el nucleido se elimina rápidamente del cuerpo debido a los procesos biológicos de respiración, micción y defecación.
Sin embargo, la semivida física de un radionúclido sigue siendo la misma y no se ve afectada.
La semivida biológica del Yodo-123 es de 5,5 horas, y la semivida física es de 13,27 horas. ¿Cuál es la semivida efectiva del Yodo-123 en el cuerpo?
Introduciendo los valores en la fórmula obtenemos
\(T_E = \frac{T_P \cdot T_B}{T_P + T_B}\)
\(T_E = \frac{5,5 \cdot 13,27}{5,5 + 13,27} = 3,89 \cdot horas\)
Vida media efectiva - Puntos clave
- Un nucleido con un núcleo inestable se denomina radionúclido o radioisótopo.
- Tenemos una medida de la semivida si podemos obtener una estimación global del tiempo que tarda en desintegrarse la mitad de los átomos de una muestra.
- El gráfico de la semivida es un gráfico de decaimiento exponencial.
- En medicina, la semivida de un radionúclido T1/2 se denomina semivida física Tp.
- La concentración de un radiofármaco en el organismo disminuye exponencialmente de forma natural con el tiempo, lo que se conoce como semivida biológicaTB.
- La semivida efectiva es la excreción biológica junto con la desintegración radiactiva tras la entrada de un radiofármaco en el organismo.
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