【儀器網(wǎng) 生物醫(yī)藥】糖類是人體的基礎(chǔ)營養(yǎng)物質(zhì)，也是主要的能量來源。但是現(xiàn)代社會(huì)飲食過量的糖分?jǐn)z入也造成了許多健康問題。有大量研究表明，高糖飲食會(huì)導(dǎo)致肥胖、糖尿病、齲齒、動(dòng)脈硬化等諸多疾病。因此，血液中葡萄糖的濃度已經(jīng)成為糖尿病、肥胖癥等疾病的診斷標(biāo)準(zhǔn)之一。
然而人體內(nèi)的糖分并不是都以葡萄糖的形式存在。我們都知道身體內(nèi)多余的葡萄糖可以轉(zhuǎn)化為脂質(zhì)儲(chǔ)存起來，但是在葡萄糖和脂質(zhì)之間還有一個(gè)中間過程——糖原。糖原是動(dòng)物儲(chǔ)存糖類的主要形式，主要由肝臟細(xì)胞和骨骼肌細(xì)胞產(chǎn)生與儲(chǔ)存。糖原在動(dòng)物體內(nèi)的作用相當(dāng)于植物體內(nèi)的淀粉，可以隨時(shí)轉(zhuǎn)化為葡萄糖為身體各個(gè)部位提供能量。儲(chǔ)存在肝臟中的肝糖原是維持血糖濃度穩(wěn)定的關(guān)鍵，與血糖相比，糖原檢測在診斷會(huì)造成身體能量代謝異常的疾病時(shí)更有參考意義。
目前，檢測糖原仍然需要從人體取下組織或細(xì)胞進(jìn)行檢驗(yàn)。由于肝臟取樣的創(chuàng)傷性很大，無法作為常規(guī)檢查，因此糖原檢測在臨床診斷中發(fā)揮的作用有限。如何實(shí)現(xiàn)無創(chuàng)化檢測并量化糖原含量成為糖原檢測技術(shù)重要的突破方向。
近，美國約翰斯霍普金斯大學(xué)的研究人員發(fā)明了一種磁共振檢測糖元的方法——glycoNOE MRI。這種方法不僅實(shí)現(xiàn)了無創(chuàng)檢測，還可以定位并成像體內(nèi)的糖原，有望改變糖原檢測在臨床上的地位。
磁共振成像技術(shù)利用了磁共振現(xiàn)象，即在外加磁場中，特定頻率的射頻脈沖會(huì)激發(fā)原子核使其產(chǎn)生共振效應(yīng)，當(dāng)脈沖停止后，原子核從激化狀態(tài)回到平衡排列狀態(tài)，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生射電信號。通過檢出信號并進(jìn)行空間分辨，就可以得到原子核分布圖像。臨床上常用的原子核是氫原子核質(zhì)子(1H)，它的信號強(qiáng)，絕大部分來源與人體內(nèi)的水分。
雖然糖原中也有氫原子，但是信號太弱，無法通過傳統(tǒng)的磁共振成像技術(shù)形成圖像。有研究指出糖元中的氫原子核與水存在NOE耦合效應(yīng)，約翰斯霍普金斯大學(xué)的研究人員在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了利用水放大糖原氫原子核信號的方法。當(dāng)脈沖波降低糖元中氫原子核信號的時(shí)候，水的信號由于耦合效應(yīng)存在，也會(huì)隨之降低。通過量化水的信號變化，就可以確定糖原信號的變化。人體水分中的氫原子核濃度是糖元的上千倍，磁共振成像只需要檢測水的信號就可以獲得體內(nèi)糖元的分布圖像。
研究人員在體外實(shí)驗(yàn)和小鼠實(shí)驗(yàn)中都驗(yàn)證了糖原濃度和glycoNOE MRI檢測信號之間確實(shí)存在線性關(guān)系，并且還展示了glycoNOE MRI在監(jiān)測饑餓和胰高血糖素影響小鼠肝糖原濃度變化的可行性。這意味著這種新的磁共振技術(shù)有希望在短時(shí)間內(nèi)應(yīng)用到人體研究中。
許多疾病都會(huì)造成糖原代謝異常，糖原也有可能像血糖之于糖尿病一樣成為這些疾病的重要標(biāo)志物。糖原檢測技術(shù)的無創(chuàng)化對推廣糖原檢測具有重要的意義，也為研究、診斷和治療人體能量代謝相關(guān)疾病提供了巨大的幫助。也許不久之后，我們就可以在醫(yī)院看到這種新技術(shù)的應(yīng)用。
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