![Investigating Cardiac Metabolism in the Isolated Perfused Mouse Heart with Hyperpolarized [1-13C]Pyruvate and 13C/31P NMR Spectroscopy](/_next/image?url=https%3A%2F%2Fcloudfront.jove.com%2FCDNSource%2Fteasers%2F63188.jpg&w=3840&q=50)
用高极化[1-13C]-pyruvateMRI对心脏新陈代谢的区域定量,在口服葡萄糖挑战中进行评估
Peder E Z Larson1,2, Shuyu Tang1,2,3, Xiaoxi Liu1
1Department of Radiology and Biomedical Imaging, University of California - San Francisco, San Francisco, California, USA.
medRxiv : the preprint server for health sciences
|October 31, 2023
概括
超极化C-酸盐MRI能够对心脏新陈代谢进行区域定量,评估乳酸脱酶 (LDH) 和酸盐脱酶 (PDH) 的活性. 在健康的志愿者中,这种技术在葡萄糖负载后显示出显著的代谢变化.
科学领域:
- 心血管成像 - 心血管成像
- 代谢成像 - 代谢成像
- 医学物理 医学物理
背景情况:
- 心脏表现出代谢灵活性,对其功能至关重要,但在肌肉心脏缺血症和缩性心肌病 (HCM) 等疾病中会发生变化.
- 超极化 (HP) 13C-pyruvate磁共振成像 (MRI) 提供了一种非侵入性的方法来评估心肌糖溶和克雷布斯循环流量.
- 目前的HP13C-MRI研究缺乏区域代谢量化,这对于理解局部或不对称的代谢变化条件至关重要.
研究的目的:
- 为区域代谢量化开发和应用全心HP13C-pyruvateMRI技术.
- 在体内评估心肌乳酸脱酶 (LDH) 和酸盐脱酶 (PDH) 的活性.
- 为了评估健康志愿者的新陈代谢变化在和禁食条件下.
主要方法:
- 在静脉注射C1-pyruvate后,对C-pyruvate,C-lactate和C-bicarbonate进行全心成像.
- 采用了自主扫描与螺栓追踪,实时磁场校准和代谢物特定成像.
- 使用代谢物图像,比率指标和药理动力学建模来确定LDH和PDH介导转化量的量化代谢.
主要成果:
- 证明了全心动态测量高分辨率的酸盐到乳酸盐 (LDH) 和酸盐到二碳酸盐 (PDH) 的转化.
- 在血液池中检测到同时的C-pyruvate和C-lactate,反映了LDH活动.
- 在口服葡萄糖挑战后,观察到心肌C-酸盐,C-乳酸盐,C-二碳酸盐SNR和转化率 (kPL,kPB) 的统计学上显著增加. kPB,表示PDH活性,显示与血糖水平的最强相关性.
结论:
- 通过使用HP13C-pyruvateMRI,首次在人体内实现心脏代谢的区域定量.
- 该方法成功地反映了体内心肌的LDH和PDH活性.
- 这种技术为评估心脏代谢灵活性和疾病状态提供了一个新的工具.
