Straling, zware metalen en de rol van melatonine

De verborgen risico’s van beeldvormende diagnostiek: straling, zware metalen en de rol van melatonine.

Wanneer we een hoogtechnologisch diagnostisch onderzoek ondergaan, zoals een MRI, CT-scan of PET-scan, wordt de procedure in het algemeen voorgesteld als een handeling die volledig vrij is van biologische kosten.

Hoewel deze hulpmiddelen essentieel zijn bij de diagnostische beoordeling wanneer er sprake is van duidelijke aandoeningen, is het essentieel om de biochemische en radiologische impact te begrijpen waaraan we het organisme blootstellen.

Laten we in detail bekijken wat een diagnostisch onderzoek met contrastmiddel of met hoge stralingsbelasting werkelijk inhoudt, waarbij we de verschillende technologieën, de daaraan verbonden biologische risico’s en de strategieën voor stralingsbescherming met elkaar vergelijken.

De MRI en het risico van gadolinium

In tegenstelling tot CT en PET maakt MRI geen gebruik van ioniserende straling, maar van magnetische velden met een hoge intensiteit. Om het detail van zachte weefsels te vergroten, wordt echter vaak een contrastmiddel op basis van gadolinium (Gd) toegediend.

Gadolinium is een zwaar metaal dat behoort tot de “zeldzame aardmetalen”. In vrije vorm is het zeer giftig; daarom wordt het bij de formulering van contrastmiddelen chemisch “gecheleerd”, oftewel gebonden aan een organisch molecuul dat het vrijkomen ervan in de weefsels zou moeten verhinderen en de snelle uitscheiding via de nieren zou moeten bevorderen.

Het biologische probleem van ophoping

Jarenlang werd beweerd dat gadoliniumchelaten binnen enkele uren volledig via de urine werden uitgescheiden.

Medisch-wetenschappelijke bewijzen, die ook door de FDA en de EMA (Europees Geneesmiddelenbureau) zijn bevestigd, hebben echter aangetoond dat delen van het gadolinium worden gedecheleerd (loskomen van de bindende stof) en zich blijvend in menselijke weefsels afzetten.

Afzetting in hersenen en botten:

Sporen van dit metaal zijn aangetroffen in de hersenen (met name in de basale kernen en de nucleus dentatus), in de botten en in de huid, zelfs bij personen met een volledig normale nierfunctie.

Nefrogene systemische fibrose (NSF):

Bij mensen met zelfs een lichte of matige nierinsufficiëntie kan het onvermogen om het middel snel uit te scheiden een ernstige en progressieve fibrotische aandoening veroorzaken die de huid en inwendige organen aantast.

Het idee dat een zwaar, giftig paramagnetisch metaal zich in het hersen- en botweefsel kan ophopen, roept vanuit het oogpunt van toxicologie op de lange termijn en cellulaire oxidatieve stress grote zorgen op.

CT en PET: de belasting door ioniserende straling

Terwijl MRI zijn chemische risico baseert op de ophoping van het metaal, maken CT (computertomografie) en PET (positronemissietomografie) gebruik van hoogenergetische ioniserende straling, die in staat is chemische bindingen van moleculen te verbreken en directe of indirecte schade aan het DNA te veroorzaken.

De vergelijking met de veiligheid van de nucleaire industrie

Om de omvang van de straling die tijdens deze diagnostische onderzoeken wordt uitgezonden te begrijpen, is het verhelderend om een vergelijking te maken met de stralingsbeschermingsprotocollen die in de nucleaire industrie worden toegepast.

Limiet voor werknemers in de nucleaire industrie:

De internationale normen voor stralingsbescherming (ICRP) bepalen dat een werknemer die in een kerncentrale aan hoge stralingsniveaus wordt blootgesteld, niet meer dan 20 millisievert (mSv) per jaar mag ontvangen (gelijk aan 2 rem/jaar).

Als een werknemer deze hoeveelheden absorbeert of er dicht bij komt, wordt hij uit zijn werkzaamheden in het primaire circuit gehaald en verwijderd van risicogebieden.

De belasting van een CT- of PET-scan:

Eén CT-scan van het hele lichaam of een combinatie van PET/CT kan de patiënt tijdens één onderzoek van enkele minuten blootstellen aan een dosis van tussen de 15 mSv en 25 mSv (oftewel 1,5 tot 2,5 rem).

In de praktijk betekent het ondergaan van een PET/CT-scan dat je in enkele minuten het equivalent van de stralingsdosis absorbeert die voor een heel werkjaar in een kerncentrale is toegestaan.

Wanneer een patiënt binnen enkele maanden een controle-CT en een PET-scan ondergaat, kan de cumulatieve belasting gemakkelijk boven de 30–50 mSv (3–5 rem) uitkomen, een zeer hoge hoeveelheid straling voor het menselijk lichaam.

Contrastmiddelen bij CT en PET

Naast ioniserende straling maken zowel CT als PET gebruik van stoffen die intraveneus worden geïnjecteerd, met specifieke risico’s voor de stofwisseling en de werking van organen:

Gejodeerde contrastmiddelen (CT):

Deze moleculen, die rijk zijn aan jodium in hoge concentraties, veroorzaken een hoge osmotische en toxische belasting voor de nieren, met het risico op het veroorzaken van contrastgeïnduceerde nefropathie (CIN) of ernstige allergieachtige reacties.

Radioactieve tracers (PET):

Bij een PET-scan wordt een radiofarmaceuticum geïnjecteerd, meestal fluorodeoxyglucose (18F-FDG), oftewel een glucosemolecuul dat is gekoppeld aan radioactief fluor (isotoop Fluor-18).

Deze tracer verspreidt zich door het hele lichaam en zendt positronen uit in de weefsels totdat het vervalt en wordt uitgescheiden.

Beperking van de schade: de wetenschappelijke rol van melatonine

Geconfronteerd met de onvermijdelijke impact van ioniserende straling tijdens CT- en PET-onderzoek heeft onderzoek naar stralingsbescherming moleculen geïdentificeerd die in staat zijn het cellulaire DNA te beschermen tegen de acute oxidatieve stress die wordt veroorzaakt door röntgenfotonen en positronen.

Het merendeel van de mensen beschouwt melatonine ten onrechte als een eenvoudig “supplement om te slapen”.

Niets is minder waar.

Melatonine is in werkelijkheid het krachtigste endogene antioxidant waarover we beschikken, met een werkzaamheid bij het wegvangen van hydroxylradicalen die groter is dan die van glutathion zelf.

Stralingsbescherming en protocollen met hoge doseringen

Wanneer ioniserende straling door weefsels dringt, wordt meer dan 70% van de DNA-schade niet veroorzaakt door de directe inslag van fotonen, maar door de radiolyse van water, waardoor een onmiddellijke storm van vrije radicalen ontstaat.

Werkingsmechanisme:

Wanneer melatonine vóór de blootstelling wordt toegediend, verzadigt het de cellen en mitochondriën en vangt het de vrije radicalen op een fractie van een seconde voordat ze de dubbele DNA-strengen kunnen breken of de celmembranen kunnen beschadigen.

Bewijs en toepassingsprotocollen:

Talrijke wetenschappelijke onderzoeken tonen aan dat het innemen van een hoge dosis melatonine (tot 300 mg), ongeveer 2–3 uur vóór een diagnostisch onderzoek met ioniserende straling, in staat is chromosomale schade in lymfocyten en lipideperoxidatie aanzienlijk te verminderen.

Militair en nucleair gebruik:

Het is niet toevallig dat protocollen met hooggedoseerde melatonine worden bestudeerd en beschikbaar worden gesteld door de Amerikaanse strijdkrachten en andere landen als eerste verdedigingslinie tegen straling voor orale toepassing bij soldaten die worden blootgesteld aan het risico van radioactieve neerslag of nucleaire ongevallen, dankzij de zeer eenvoudige toepasbaarheid, het ontbreken van acute toxiciteit en de buitengewone snelheid waarmee het de cellen binnendringt.

Slotbeschouwingen

Geavanceerde diagnostische onderzoeken vormen een onmisbaar levensreddend hulpmiddel wanneer er een gegrond klinisch vermoeden bestaat of wanneer een ernstige aandoening moet worden gemonitord.

De neiging om CT, PET en MRI met contrastmiddel echter te veel te gebruiken voor routinematige controles of zonder een strikte medische indicatie, is een praktijk die de basiswetten van de fysiologie en de stralingsbescherming negeert.

Elk diagnostisch onderzoek brengt een specifieke biologische kost met zich mee: ophoping van zware metalen in het geval van gadolinium en toediening van aanzienlijke doses ioniserende straling in het geval van CT en PET.

Het zorgvuldig beoordelen van de risico-batenverhouding met de eigen arts, waarbij men zich afvraagt of het onderzoek strikt noodzakelijk is en passende maatregelen ter bescherming tegen straling neemt (zoals preventieve antioxidatieve ondersteuning met hooggedoseerde melatonine), is een fundamentele stap om de gezondheid en levensduur van het organisme te beschermen.