Scintigraphie, infarctus du myocarde, Analyse de biologie m�dicale 20168

Partie A : Scintigraphie du myocarde :
1. Production du techn�tium 99m.
Le traceur radioactif appel� techn�tium-99m (99^mTc) correspond � un noyau de techn�tium-99 pris dans un �tat excit�. C’est un isotope du techn�tium 98. Le techn�tium 99^mTc est produit peu de temps avant l’intervention m�dicale � partir d’un noyau p�re
radioactif �^-.
Q1. Rappeler la d�finition de deux isotopes.
Deux isotopes ne diff�rent que par leur nombre de neutrons. Ils ont le m�me num�ro atomique.
Q2. Donner la composition du noyau de techn�tium-99. ⁹⁹₄₃Tc.
43 protons et 99-43 = 56 neutrons.
Q3. Ecrire l’�quation de la d�sint�gration radioactive conduisant au techn�tium-99m en pr�cisant les r�gles utilis�es et en identifiant, par son symbole et son nom le noyau p�re.
⁹⁹₄₂Mo --->₄₃⁹⁹Tc +⁰_-1e.
Conservation du nombre de nucl�ons : 99 = 99 +0 ; conservation de la charge : 42 = 43-1.
2. La d�sint�gration du techn�tium 99m
Normalement, les �tats excit�s retournent � l'�tat normal au bout d'une fraction de seconde. Il arrive exceptionnellement que la transition soit tr�s ralentie. Le techn�tium 99^mTc (�tat excit� du ⁹⁹Tc) �met alors un rayonnement pour se d�sexciter et se trouve sous la forme de techn�tium 99 (⁹⁹Tc). La r�action de d�sexcitation est donn�e par l’�quation :
^99mTc ---> ⁹⁹Tc + rayonnement.
Le noyau de techn�tium ⁹⁹Tc est lui-m�me radioactif et conduit � un noyau de ruth�nium stable.
Q4. En s’aidant des donn�es, justifier que la r�action de d�sint�gration en ruth�nium du noyau de techn�tium ⁹⁹ Tc ne perturbe pas la mesure au cours de l’examen.
La demi-vie du techn�tium ⁹⁹ Tc ( 212 000 ans) est tr�s sup�rieure � la demi-vie (p�riode radioactive) du techn�tium excit� ^99m Tc : 6 heures
Lors de la d�sint�gration du techn�tium 99m le rayonnement �mis poss�de une �nergie E de 140 keV (kilo �lectronvolts).
Q5. Calculer la longueur d’onde l de ce rayonnement dans le vide.
140 keV = 140 10³ x1,6 10^-19 =2,24 10^-14 J.
l = hc / E = 6,63 10^-34x3,00 10⁸ / (2,24 10^-14) =8,88 10^-12 m.
Q6. A partir du spectre �lectromagn�tique repr�sent� ci-dessous, indiquer � quel domaine des ondes �lectromagn�tiques ce type de rayonnement appartient. Ce dernier est-il en accord avec l’extrait du texte de la f�d�ration fran�aise de cardiologie ?

accord avec le texte " un d�tecteur enregistre, via des rayons gamma..."
3. Scintigraphie myocardique.
Lors d’une scintigraphie myocardique, une solution de sel de techn�tium 99m est utilis�e. Cet examen n�cessite l’injection par voie intraveineuse d’une solution d’activit� A de 150 MBq. On visualise les premi�res images du coeur quelques minutes seulement apr�s
l’injection.
Q7. Au bout de combien de temps l’activit� aura-t-elle diminu� de 80% dans le corps du patient ?
l = ln(2) / 6 =0,1155.
A = A₀ exp(-lt) ; ln(A₀ /A = lt ; t = ln (1/0,8) / 0,1155 = 1,93 h = 1 h 56 min.

Partie B : Diagnostic (Dosage de la cr�atine kinase CK).
La cr�atine kinase (CK) est une enzyme impliqu�e dans l’apport de l’�nergie de diff�rents tissus en catalysant de fa�on r�versible la production d’ATP et de cr�atine � partir d’ADP et de cr�atine phosphate. Elle existe sous trois formes appel�es CPK-BB dans le cerveau, CPK-MB dans le coeur et CPK-MM dans les muscles. Sa d�termination pr�sente un int�r�t dans le diagnostic d'infarctus du myocarde (augmentation de la fraction MB). En cas d’infarctus du myocarde, la concentration d’activit� catalytique de la CK s’�l�ve d�s la quatri�me heure, atteignant son maximum vers la vingt-quatri�me heure (10 fois la normale en moyenne) pour revenir � la normale d�s la quarante-huiti�me heure. La concentration d’activit� catalytique de la CK est d�termin�e par une technique
cin�tique lin�aire. Cette m�thode utilise trois r�actions successives et met en jeu un suivi photom�trique � 340 nm :
cr�atine phosphate + ADP = ATP + cr�atine (1)
ATP + glucose = glucose-6-P + ADP (2)
glucose-6-P + NADP⁺ = gluconate-6-P +NADPH +H⁺(3).
(1) : r�action qui fait intervenir l’enzyme CK que l’on �tudie
(2) : r�action auxiliaire qui permet de doser la production d’ADP
(3) : r�action indicatrice avec formation de NADPH
Le compos� NADPH est le seul compos� qui absorbe dans les conditions du dosage. Le biotechnologue montre que la vitesse de formation initiale de NADPH est proportionnelle � l’activit� enzymatique de la cr�atinine kinase CK et connait le coefficient
de proportionnalit� pour d�terminer l’activit� correspondante.
Q8. Le spectre d’absorbance des esp�ces NADP⁺ et NADPH �tant donn�s ci-dessous, justifier le choix de la longueur d’onde de 340 nm.

Seul NADPH pr�sente un maximum d'absorption � 340 nm.
Dans cette �tude, la vitesse volumique de la r�action (3) s’exprime par v =d [ NADPH] / dt.,
[NADPH] �tant la concentration molaire volumique de NADPH.
Q9. Enoncer la loi de Beer-Lambert en pr�cisant les termes utilis�s et un syst�me d’unit�s coh�rent.
A= elc ( A est l'absorbance ou densit� optique)
o� e est un coefficient caract�ristique de la substance appel� coefficient d'absorbance (L mol^-1 cm^-1), l est l'�paisseur de la cuve (cm) et c la concentration de la solution (mol/L).
La vitesse volumique de la r�action (3) peut �galement s’�crire v= k [NADP⁺]^a, a �tant l’ordre de la r�action. On cherche � d�terminer l’ordre de cette r�action. Pour cela, on extrait quelques mesures exp�rimentales, reprises ci-dessous.

temps ( min )	absorbance A	ln(A)	1/ A
1,5	0,424	-0,86	2,36
2,5	0,594	-0,52	1,68
3,5	0,765	-0,27	1,31
4,5	0,935	-0,067	1,07

Q10. En s’aidant des mesures exp�rimentales du tableau ci-dessus, et en utilisant une m�thode au choix, donner l’ordre de la r�action (3). Justifier la r�ponse.
[NADPH] est proportionnelle � l'absorbance A.
v = - d[ NADPH] /dt =- k [NADPH]^a ; dA /dt = k 'A^a ;
Dans l'hypoth�se d'un ordre 1 : ln(A ) -ln (A₀)= k ' t .
Dans l'hypoth�se d'un ordre 2 : 1 / A -1/A₀= k' t .

Ces courbes ne sont pas des droites. Les deux hypoth�ses ci dessus sont rejet�es.
Dt = 2,5-1,5 = 1 min ; DA = 0,594-0,424 = 0,17.
Dt = 3,5-1,5 = 2 min ; DA = 0,765-0,424 = 0,341.
Dt = 4,5-1,5 = 3 min ; DA = 0,935-0,424 = 0,511.
La variation de concentration est proportionnelle au temps ; on retient l'ordre z�ro.