正常人骨骼肌運動狀態(tài)功能的磁共振動態(tài)磷譜研究.pdf_第1頁
已閱讀1頁,還剩51頁未讀 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權,請進行舉報或認領

文檔簡介

1、磷譜(31P-MRS)主要反映人體組織細胞的能量代謝改變,磷化物的濃度與能量代謝密切相關,測定磷代謝產(chǎn)物的濃度和分布可確定細胞的能量狀態(tài)。因此,磷譜能探測高能磷酸物質(zhì)和磷脂的含量,對研究活體組織的能量代謝具有不可替的作用,是研究肌肉病變的重要工具。動態(tài)磷譜能夠測量肌肉在靜息狀態(tài)、收縮期和恢復過程中細胞內(nèi)高能磷酸化合物的變化,評價骨骼肌做功時能量轉(zhuǎn)換的效率,是研究肌肉功能的有利工具。另外,由于動態(tài)磷譜可以在體探測細胞內(nèi)糖原分解代謝和氧化磷

2、酸化的異常,使其對線粒體功能的研究具有獨特的價值。 然而,在研究肌肉能量代謝中,以往國外均采用各代謝物波峰與PCr比值的方法進行間接評價,缺乏直接定量評價的方法與手段。國內(nèi)31P-MRS剛剛起步,還處于實驗研究階段,許多問題還需亟待解決。對31P-MRS的定量方法及正常肌肉的磁共振磷譜特點尚無系統(tǒng)研究,特別是有關動態(tài)磷譜分析的研究受評價指標所限目前尚屬空白。 本研究的創(chuàng)新之處在于通過對成年人和青少年大腿股四頭肌進行31P

3、-MRS定量研究,分析不同年齡組個體能量代謝特點,為進一步深入研究肌肉病變及全身疾病的病理生理學特征奠定基礎。通過對健康受試者的動態(tài)磷譜分析,對生理狀態(tài)骨骼肌運動過程中能量代謝進行定量研究,嘗試用活細胞影像學技術無創(chuàng)性在體評價骨骼肌的功能。 目的: 本研究分別對健康成年人和健康青少年兩個受試組進行靜息態(tài)磷譜的定量分析,旨在探討不同年齡組個體能量代謝特點,為進一步深入研究肌肉病變及全身疾病的病理生理學特征奠定基礎;同時,通

4、過對健康受試者的動態(tài)磷譜分析,對不同年齡組生理狀態(tài)骨骼肌運動過程中能量代謝進行定量研究,嘗試用活細胞影像學技術無創(chuàng)性在體評價骨骼肌的功能。 材料與方法: 研究對象包括10例健康成年人和6例健康青少年2個受試組,年齡分別為22~55歲(38歲±12歲)和7~16歲(11歲±3歲)。所有受試者未接受過系統(tǒng)體育訓練。在配有多核分析系統(tǒng)(MNS)的PhilipsAchieva1.5T磁共振成像系統(tǒng)上對16例受試者進行31P-MR

5、S采集及定量分析。選取具有發(fā)射和接收功能的表面線圈進行波譜采集。將表面線圈固定于大腿表面。先用質(zhì)子頻率進行成像,觀察磷譜所要采集的范圍,進行自動勻場,然后用磷譜線圈進一步勻場和采集譜線。選用容積采集序列。采集參數(shù):TR=2500ms,激勵64次,磷譜采集共需3min。通過指數(shù)函數(shù)擬合計算出TR為無窮大時各化合物的峰下面積,對含磷化合物的縱向弛豫差別進行了標準化。通過測量不同厚度皮下脂肪對肌肉內(nèi)化合物信號強弱的影響,計算出校正系數(shù),對表面

6、線圈場強不均勻性進行了標準化校正。本研究以健康成年人股四頭肌內(nèi)ATP含量5.5mmol/kg作為標準,對各含磷化合物進行半絕對定量分析。單位為每千克肌肉組織內(nèi)該化合物的毫摩爾量(mmol/kg)。 動態(tài)磷譜研究采集磷譜前先進行股四頭肌最大負荷(MVC)測試。采集運動期磷譜時分別用25%MVC(低負荷)和50%MVC(高負荷)。先采集靜息期波譜,觀察磷譜所要采集的范圍,并進行自動勻場,然后用磷譜線圈進一步勻場和采集譜線。選用自旋回

7、波頻譜容積采集序列。每幀譜線的完成共需1min。靜息期采集6幀磷譜;然后將相當于25%MVC的重量系于腳踝,讓受試者在膝關節(jié)固定的情況下每5s踢1次小腿,收縮股四頭肌,共采集6幀波譜,然后快速將腳踝負荷增加到50%MVC,重復上述過程,再采集6幀波譜。最后去除腳踝負荷,在恢復期采集6~10幀波譜。譜線的處理在Matlab編寫的軟件包上進行,經(jīng)過傅立葉轉(zhuǎn)換、基線調(diào)整和相位校正等過程,得到頻率域的譜線。在每個時期的6幀磷譜里選取后4幀疊加在

8、一起,得到該時期的譜線。根據(jù)各化合物的位移,確定磷酸單酯(PME)、無機磷(Pi)、磷酸二酯(PDE)、磷酸肌酸(CP)、γ-ATP、α-ATP和β-ATP共7個波峰,并對峰下面積進行定量。通過肌酸激酶催化的平衡反應,可以計算出ADP的含量;肌肉運動時的做功效率由運動負荷與Pi/CP的比值決定。 結果: 一、31P-MRS可直接測量的化合物的濃度 肌肉內(nèi)未與大分子結合而且含量高于1mmol的代謝物質(zhì)能夠直接被31

9、P-MRS探測到。正常人的磁共振磷譜能清楚觀察到7個代謝產(chǎn)物的共振波峰,由左向右依次是磷酸單酯(PME)、無機磷(Pi)、磷酸二酯(PDE)、磷酸肌酸(CP)、γ-ATP、α-ATP和β-ATP。通過計算各自的峰下面積可直接定量分析,青少年PDE含量明顯低于成人,而ATP含量明顯高于成人。其他化合物組間無顯著性差異。 二、31P-MRS可間接測量的與能量代謝相關的化合物濃度 大部分ADP與肌原纖維結合,細胞漿內(nèi)游離的可溶

10、ADP很少,不能夠直接探測到。但是通過肌酸激酶催化的平衡反應,可以計算出ADP的含量。其中青少年組的pH值,鎂合ATP及總鎂離子含量均明顯高于成人,ADP、PP、自由鎂離子和游離ATP的含量組間無顯著性差異。 三、青少年組與成人組動態(tài)31P-MRS的比較 低負荷(25%MVC)運動時,可觀察到Pi峰升高,CP峰降低;高負荷(50%MVC)運動時,Pi峰繼續(xù)升高,CP峰明顯降低;恢復期Pi峰降低,CP峰基本恢復到靜息水平,

11、而ATP峰在靜息期、運動期和恢復期基本保持穩(wěn)定。定量觀察成人組和青少年組Pi、CP和β-ATP運動期的動態(tài)變化顯示,兩組受試者運動時Pi升高、CP降低,運動停止后基本恢復到靜息期水平,其中高負荷運動期成人組Pi升高幅度較大。兩組ATP相對保持恒定,青少年組的ATP值在各期均高于成人組。兩組受試者細胞內(nèi)總含磷量維持恒定。 成人組和青少年組肌肉靜息期、運動期、恢復期各含磷化合物含量的比較:PME和PDE含量動態(tài)四期縱向變化不明顯。兩

12、組間橫向比較PME值無明顯差別,僅在高負荷運動期,青少年組均值低于成年組。 成人及青少年股四頭肌內(nèi)ADP、PP、含鎂離子化合物及肌肉做功效率在靜止期、運動期和恢復期的比較:運動期ADP含量升高,PP含量降低,運動停止后恢復到靜止期水平,兩組間橫向比較差異無統(tǒng)計學意義。Mg-ATP和總Mg2+含量與ATP相似,動態(tài)四期保持恒定,青少年組含量高于成人組。自由Mg2+和自由ATP兩組間差異無統(tǒng)計學意義。肌肉功效由負荷的重量/(Pi/C

13、P)決定,高負荷時肌肉功效增加,雖然成人組負荷較高,但兩組肌肉做功效率差異無統(tǒng)計學意義。 結論: 1、磷譜可以對多種參與能量代謝的化合物進行定量研究,并能夠無創(chuàng)性探測細胞內(nèi)的微環(huán)境,是在體能量代謝的重要工具。 2、本研究通過對肌肉磷譜的定量分析,明確成人和青少年組的能量代謝特點,為客觀分析肌肉系統(tǒng)的疾病奠定了良好的基礎。 3、骨骼肌細胞內(nèi)可直接利用的能量較高,但儲備能量物質(zhì)和運動時肌肉做功效率與成人相似;

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 眾賞文庫僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論