探测人类心脏TCA循环代谢和对葡萄糖负载的反应,使用超极化[2-¹³ C]pyruvate MRS

科学领域:

• 心血管成像 - 心血管成像
• 代谢成像 - 代谢成像
• 心脏生理学 心脏生理学

背景情况:

• 健康的心脏表现出代谢灵活性,在葡萄糖和脂肪酸氧化之间切换以产生ATP.
• 代谢灵活性丧失与心肌病和收缩功能障碍有关.
• 超极化 (HP) [2-¹³ C]酸MRI可视化心脏代谢物和三碳酸 (TCA) 循环流量在实验模型中.

研究的目的:

• 开发和展示HP [2-13C]pyruvate MRI在人类心脏中的可行性.
• 非侵入性地评估心脏代谢灵活性.
• 评估关键的心脏代谢物和TCA循环中间体.

主要方法:

• 良好的制造实践 [2-¹³ C]酸被两极分化,并为安全性进行质量控制.
• 三名健康受试者接受了两次HP注射和MRI扫描:一个是禁食的,一个是口后葡萄糖负载.
• 在3T扫描仪上以3秒的间隔在左心室上获得5厘米的轴板选择性光谱.

主要成果:

• 该方案安全地执行,没有任何不良事件.
• 测量的主要代谢物包括[2-¹³ C]乳酸盐,[5-¹³ C]谷氨酸盐和[1-¹³ C]乙甲.
• 在葡萄糖负载之后,乳酸盐 (39.3%),谷氨酸酸 (29.5%) 和乙烯基 (114%) 的C标签显著增加,表明葡萄糖氧化增强.

结论:

• HP [2-¹³ C]酸MRI对于对心脏TCA循环中间体和乙卡尼丁的非侵入性评估是安全的.
• 这种方法通过测量禁食和食状态中的代谢物,提供了对心脏代谢灵活性的洞察.
• 与HP [1-¹³ C]pyruvate不同,HP [2-¹³ C]pyruvate成像可以评估乙甲酸池.