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目的：本项研究拟利用3T高场动态磁共振磷谱技术（phosphorus magneticresonance spectroscopy，31P-MRS），对正常人股四头肌进行动态磷谱采集，摸索动态磷谱的实验方法，对生理状态下骨骼肌运动过程中的能量代谢进行定量研究，从而实现对骨骼肌线粒体功能的定量评价。研究对象和方法：对47例正常志愿受试者骨骼肌进行静止期、运动末期及恢复各期的动态31P-MRS采集，根据各个化合物的化学位移确定磷酸单酯（PME）、无机磷（Pi）、磷酸二酯（PDE）、磷酸肌酸（PCr）、γ-ATP、α-ATP和β-ATP共7个波峰。后期利用Matlab软件确定无机磷（Pi）、磷酸肌酸（PCr）、三磷酸腺苷（ATP）等化合物的峰下面积，进行定量分析，分别计算在静止期，运动末期及恢复各期骨骼肌内高能磷酸化合物的含量，同时计算二磷酸腺苷（ADP）和细胞内PH值。结果：3T高场31P-MRS可清晰观察到PME、Pi、PDE、PCr、γ-、α-ATP和β-ATP共7个峰，且PCr峰和ATP峰较为显著。肌肉运动时PCr含量较静息期明显降低，Pi、Pi/PCr和ADP升高，运动末期PCr下降达到预期，Pi峰上升明显。在恢复中期PCr已恢复接近静息状态，各期ATP三个峰保持相对恒定。结论：三期动态磷谱较好地反映了健康成年人肌肉各含磷化合物的变化趋势，反映了肌肉的能量代谢的动态过程，能对骨骼肌线粒体功能进行无创性定量评价。磁共振磷谱是无创监测活体组织能量代谢的可靠方法，本研究提示动态磷谱采集方法的可行性，以及该方法在体评价线粒体功能与研究线粒体相关疾病方面具有独特的优势。同时也为本项目的第二部研究奠定了基础。目的：运用3T高场磁共振动态磷谱技术（31P-MRS）在体评价健康志愿者，2型糖尿病人（DM2）及糖耐量异常人群（impaired glucose tolerance，IGT）的骨骼肌线粒体功能，分析在糖尿病发生发展的各个阶段骨骼肌线粒体功能的差异。另外对DM2组和IGT组的血糖、空腹胰岛素水平和胰岛素抵抗指数进行研究，得出它们与线粒体功能变化之间的相关性。研究对象和方法：对18例2型糖尿病人、21例糖耐量异常患者及20例正常志愿者的股四头肌进行动态磷谱采集，利用Matlab软件对无机磷（Pi）、磷酸肌酸（PCr）、三磷酸腺苷（ATP）等化合物的峰下面积进行定量分析，在静止期、运动期及恢复期的高能磷酸化合物进行定量分析，同时计算二磷酸腺苷（ADP）和细胞内PH值，分析2型糖尿病人、IGT患者的骨骼肌能量代谢特点。并进行相关内分泌实验，测出三组受试者空腹血糖、餐后2h血糖水平和DM2组和IGT组的空腹胰岛素水平和胰岛素抵抗指数。结果：静息状态DM2组和IGT组的PCr和ATP的含量均低于正常对照组（P<0.05）；当运动停止后，DM2组和IGT组PCr、Pi、β-ATP含量低于对照组（P<0.05）；恢复期，DM2组和IGT组的PCr恢复速率明显低于正常组，且DM2组的PCr恢复速率低于IGT组（P<0.05）。DM2及IGT组的空腹血糖、餐后2h血糖与正常人组相比均显著升高(P<0.05)，IGT组的空腹胰岛素含量显著高于DM2组(P<0.05)，DM2组的胰岛素抵抗指数显著高于IGT组。结论：DM2组和IGT组骨骼肌能量代谢降低，DM2组和IGT组骨骼肌线粒体氧化磷酸化功能受损，且DM2组受损程度较IGT组严重；DM2组较IGT组有更高的胰岛素抵抗水平。本研究表明可以应用磁共振动态磷谱技术，研究骨骼肌线粒体氧化磷酸化功能降低与2型糖尿病的相关病理机制，为进一步明确2型糖尿病的病因及病理机制，奠定一定的理论基础。