Vplyv kontrastných látok na relaxačné vlastnosti energetických metabolitov obsahujúcich 31P, a rozdiely v energetickom metabolizme kostrového svalstva a srdca medzi mladými a seniormi
Investigators: Valkovič L., Frollo, I.- Ústav merania SAV
Fosforová MR spektroskopia (31P-MRS) tvorí silný, neinvazívny výskumný nástroj na kvantifikáciu energetického metabolizmu srdca a kostrového svalstva v rôznych populáciách pacientov. V tejto práci sme najskôr kvantitatívne hodnotil vplyv kontrastných látok, používaných v rádiológii, na relaxačné parametre 31P metabolitov. Okrem kontrastných látok na báze Gadolínia, často používaných pri MR, sme skúmali i nízko osmolárnu látku na báze jódu, ktorá sa často používa pri CT vyšetreniach. Naše výsledky ukazujú, že na rozdiel od konvenčného MR zobrazovania na báze vodíka, 31P-MRS nie je ovplyvnená týmito kontrastnými látkami a teda poskytuje verné meranie i u pacientov, ktorí mali predchádzajúce MRI alebo CT vyšetrenie.
Ďalej sme skúmali zmeny v metabolizme svalov spôsobené starnutím. Protónová (1H) a fosforová (31P) MRS bola úspešne aplikovaná na vyšetrenie metabolizmu kostrového svalstva v pokoji i počas cvičenia. Starším dobrovoľníkom sa fosfokreatín (PCr) po cvičení obnovoval oveľa pomalšie ako mladým dobrovoľníkom, čo malo úzky súvis s nižšiou koncentráciou karnozínu vo svaloch u seniorou.
MRS sa použila aj na detekciu zmien v metabolizme srdca u pacientov so zlyhávajúcim srdcom. 31P MRS preukázala slabšiu produkciu adenozín-tri-fosfátu a kvantifikovala znížené hladiny transportnej molekuly PCr, zatiaľ čo karbónová (13C) MRS umožnila sledovať metabolizmus glukózy v reálnom čase. Tieto techniky umožňujú testovať metabolické deficity srdcového zlyhania, a majú teda veľký klinický potenciál.
Obr. 1: Reprezentatívne spektrá získané z ľudskej krvi pred a po pridaní kontrastných látok.
(A) Údaje 31P-MRS ukazujú, že veľkosti 2,3-DPG, PDE, γ-ATP a α-ATP nie sú ovplyvnené akoukoľvek kontrastnou látkou.
(B) Údaje 1H-MRS ukazujú, že vodíkový signál sa významne zvyšuje po pridaní kontrastných látok na báze Gadolínia ako aj po ferumoxytole.
Projekty:
VEGA 2/0003/20 – Zobrazovacie metódy na báze magnetickej rezonancie pre medicínsku diagnostiku a materiálový výskum.
APVV-19-0032 – Vývoj a realizácia etalónu statického magnetického poľa na báze magnetickej rezonancie
Publikácie 2020:
- VALKOVIČ, Ladislav – LAU, J.Y.C. – ABDESSELAM, I. – RIDER, O.J. – FROLLO, Ivan – TYLER, D.J. – RODGERS, C.T. – MILLER, J.J.J. Effects of contrast agents on relaxation properties of 31P metabolites. In Magnetic Resonance in Medicine, 2020, ISSN 0740-3194. (3.635-IF2019) https://doi.org/10.1002/mrm.28541. Q1
- KRUMPOLEC, P. – KLEPOCHOVÁ, R. – JUST, I. – TUŠEK JELENC, M. – FROLLO, Ivan – UKROPEC, J. – UKROPCOVÁ, B. – TRATTNIG, S. – KRŠŠÁK, M. – VALKOVIČ, Ladislav. Multinuclear MRS at 7T uncovers exercise driven differences in skeletal muscle energy metabolism between young and seniors. In Frontiers in Physiology, 2020, vol. 11, art. no. 644. ISSN 1664-042X. (3.367-IF2019) Q1
- WATSON, W.D. – MILLER, J.J.J. – LEWIS, A. – NEUBAUER, S. – TYLER, D. – RIDER, O.J. – VALKOVIČ, Ladislav. Use of cardiac magnetic resonance to detect changes in metabolism in heart failure. In Cardiovascular Diagnosis and Therapy, 2020, vol. 10, no. 3, p. 583-597. ISSN 2223-3652. (2.615-IF2019) Q2