Йод-131 (¹³¹I) является радиоактивным изотопом йода с периодом полураспада 8,02 суток. Он распадается с излучением β⁻-частиц средней энергии около 606 кэВ и γ-квантов с энергией 364 кэВ. Эти свойства определяют его биологическое и медицинское значение, поскольку β-излучение обеспечивает локальное повреждение тканей, а γ-излучение позволяет проводить диагностическую визуализацию.
¹³¹I относится к галогенам и проявляет химические свойства, характерные для йода. В водных растворах он существует преимущественно в виде йодид-ионов (I⁻), которые легко включаются в биохимические процессы щитовидной железы, аналогично стабильному йоду. Это свойство делает его уникальным инструментом для медицинской диагностики и терапии заболеваний щитовидной железы.
Йод-131 активно накапливается в щитовидной железе, где участвует в синтезе тиреоидных гормонов тироксина (T₄) и трийодтиронина (T₃). Биологическое распределение ¹³¹I определяется активным транспортом йодида через натрий-йодидный симпортёр (NIS) клеток тиреоцитов. После введения внутрь или внутривенно радиоактивный йод быстро абсорбируется, достигает максимальной концентрации в щитовидной железе через 12–24 часа и затем постепенно выводится с мочой, слюной и потом.
Поглощение йода-131 щитовидной железой зависит от массы железы, функционального состояния органа и введенной дозы. При нарушении функции железы (гипертиреоз или узловой зоб) биодоступность ¹³¹I может изменяться, что учитывается при планировании терапевтических процедур.
¹³¹I получают преимущественно двумя способами:
Ядерное реакторное облучение: облучение стабильно существующего изотопа ¹³⁰Te (теллур-130) нейтронами с последующим β⁻-распадом: [ ^{130} (n, ) ^{131} ^{131}] Этот метод позволяет получать высокочистый изотоп с минимальными примесями других радиоизотопов.
Циклотронные реакции: протонное облучение ¹³¹Xe или ¹³¹Ba с последующим β⁺/β⁻-распадом. Этот способ используется реже, поскольку он требует дорогостоящего оборудования и сложной химической переработки.
После синтеза ¹³¹I извлекается в виде водного раствора йодида натрия (Na¹³¹I), который стабилен, легко дозируется и может быть использован для медицинских целей.
Основное применение ¹³¹I связано с терапией тиреотоксикоза и диффузного токсического зоба. Радиоактивный йод разрушает гиперпластические ткани щитовидной железы за счет β-излучения, не повреждая соседние органы. Дозы подбираются индивидуально в зависимости от массы железы и степени гиперфункции.
В онкологии ¹³¹I используется для лечения дифференцированного рака щитовидной железы после хирургического удаления опухоли. Радиоактивный йод селективно накапливается в остаточной железистой ткани и метастазах, обеспечивая локализованное уничтожение опухолевых клеток.
¹³¹I применяется для сканирования щитовидной железы и определения функционального состояния органа. Благодаря γ-излучению его можно регистрировать с помощью гамма-камер, получая изображения распределения изотопа в ткани. Это позволяет оценивать размер, форму и активность железы, а также выявлять узловые образования.
Использование йода-131 требует строгого контроля дозы и соблюдения правил радиационной безопасности. Основные меры включают:
Длительное воздействие ¹³¹I может вызывать повреждение щитовидной железы и других органов, поэтому дозиметрический контроль является обязательным.
¹³¹I в форме йодида проявляет типичные свойства галогенов:
Химическая стабильность растворов Na¹³¹I определяется наличием стабилизаторов, обычно щелочных солей, и защитой от света, поскольку свободный йод быстро деградирует.
Точное дозирование йода-131 определяется активностью раствора, временем полураспада и планируемой биологической целью. Для терапии используется активность в диапазоне от нескольких десятков до сотен мегабеккерелей (МБк), что позволяет достичь эффективного облучения тканей при минимальном системном воздействии.
Биологическая эффективность изотопа напрямую зависит от химической формы и скорости включения в метаболические процессы. Поэтому для каждого клинического случая разрабатываются индивидуальные протоколы введения.