在人脑中使用超极化[1-¹³ C]pyruvate脱酶的功能激活

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 生物化学 生物化学
• 医疗成像医学成像

背景情况:

• 酸盐是大脑氧化代谢的主要前体,为线粒体功能提供燃料.
• 酸盐脱酶 (PDH) 流量直接表明大脑中的线粒体活动和新陈代谢.
• 超极化碳-13 (C) 磁共振光谱 (MRS) 使用 [1-C] 酸盐可在体内评估PDH流量.

研究的目的:

• 为了评估大脑PDH流量的变化,以响应视觉刺激.
• 为了在体内使用C MRS与超极化[1-¹³ C]pyruvate进行这个评估.

主要方法:

• 在健康成年人大脑中测量时间解析的[C]二碳酸盐生产,使用高极化[1-C]酸.
• 通过测量具有和没有乳酸和度的[1-¹³ C]二碳酸盐产量,研究了[1-¹³ C]乳酸盐作为前体的作用.
• 使用质子血氧水平依赖 (BOLD) 功能性MRI (fMRI) 确认了区域大脑激活.

主要成果:

• 视觉刺激导致视觉皮层中正常化[¹³ C]二碳酸盐信号显著增加17.1% (p=0.017).
• 在刺激期间,没有观察到[1-¹³ C]乳酸盐信号的显著变化.
• 乳酸和降低了二碳酸盐与酸盐的比率44.4% (p<0.01),表明酸盐的主要作用.

结论:

• 用高极化[1-¹³ C]pyruvate进行的C MRS对于评估大脑PDH流动激活是有效的.
• 检测[¹³ C]二碳酸盐的产生可以作为神经元激活和代谢变化的可靠标记.