![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]-pyruvate CMR评估心脏代谢的区域量化在口服葡萄糖挑战中进行评估
Peder E Z Larson1,2, Shuyu Tang3,4,5, Xiaoxi Liu3
1Department of Radiology and Biomedical Imaging, University of CA-San Francisco, 1700 4th Street, Byers Hall Room 102C, San Francisco, CA, 94143, USA. peder.larson@ucsf.edu.
概括
这项研究引入全心超极化13C-pyruvateMRI,用于区域心脏新陈代谢量化. 它成功测量了新陈代谢转化,在摄入葡萄糖后显著增加,突出了其诊断心脏病的潜力.
科学领域:
- 心血管成像 - 心血管成像
- 代谢成像 - 代谢成像
- 磁共振成像是一种磁共振成像技术.
背景情况:
- 心脏新陈代谢适应于食状态,并受到心肌缺血和缩性心肌病变 (HCM) 等病理的影响.
- 超极化 (HP) 13C-pyruvate MRI 提供了对心肌糖分和克雷布斯循环流量的非侵入性评估.
- 以前的人类HP 13C-MRI研究缺乏区域代谢量化,这对于缺血和不对称的HCM等疾病至关重要.
研究的目的:
- 开发和应用全心成像方法来量化心脏代谢,使用HP 13C-pyruvate MRI.
- 评估心肌乳酸脱酶 (LDH) 和酸盐脱酶 (PDH) 介导的健康志愿者的代谢转化.
- 为了评估在被养状态和禁食状态中的代谢变化以及对口服葡萄糖挑战的反应.
主要方法:
- 在注射[1-13C]-pyruvate后开发了全心13C-pyruvate,13C-lactate和13C-bicarbonate成像的自主扫描方法.
- 利用螺栓追踪,实时磁场校准和代谢物特定成像来获取图像.
- 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活性,量化代谢.
主要成果:
- 通过对酸盐转化为乳酸盐 (LDH) 和酸盐转化为二碳酸盐 (PDH) 的动态测量,实现了全心覆盖.
- 在口服葡萄糖挑战后,观察到13C-酸盐,13C-乳酸盐和13C-二碳酸盐SNR和转化率 (kPL,kPB) 的显著增加.
- 发现kPB,反映PDH活性和克雷布斯周期流量,与血糖水平有很强的相关性.
结论:
- 通过使用HP 13C-pyruvateMRI证明了人类心脏代谢的第一个区域定量.
- 开发的方法反映了LDH和PDH活动,为评估心脏代谢功能提供了一个有前途的工具.
- HP 13C-pyruvateMRI有可能有助于诊断和管理各种心脏疾病.
