Cardiac magnetic resonance spectroscopy

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Abstract

The article reviews cardiac magnetic resonance spectroscopy (MRS) in Canada. 31P MRS has been used to study cardiac energetics and intracellular pH in hearts subjected to ischemia-reperfusion and to evaluate the effects of pharmacological interventions. 23Na, 87Rb, and 7Li MRS have provided unique probes to study ion balance and fluxes in intact tissue under normal and stressful physiological conditions. 1H MRS has been used to monitor the accumulation of lactate and lipids in hearts subjected to ischemia-reperfusion and follow the effects of diet on cardiac lipid levels and function. The isolated rat heart has been used most commonly to study the effects of pharmacological agents on energy balance, pH, ion fluxes, and contractile function of the heart subjected to ischemia-reperfusion. The pig heart has been developed as an alternative to the rodent heart because its metabolism is more similar to that of the human heart. Human atrial appendages have been useful in evaluating the effects of preservation strategies (temperature, composition of preservation solutions) on energy levels. The pig heart model has been useful in evaluating the effects of preservation solutions on cardiac function of hearts destined for transplantation. An isolated blood-perfused pig heart model has been developed to assess the effects of cardioplegic strategies on the preservation of contractile function of hearts following surgery on the heart. An in vivo canine model has been used to study myocardial infarction and the effects of therapies to reduce the infarct zones and areas of the heart at risk of infarction. Studies of human hearts in vivo have provided insight into the metabolic adaptations that occur in individuals living at high altitudes.

Cet article fait une revue des applications de la spectroscopie de résonance magnétique (SRM) à l'étude du coeur au Canada. La SRM du 31P a été utilisée pour étudier le métabolisme énergétique et le pH intracellulaire dans des coeurs soumis à une ischémie, puis reperfusés, et pour évaluer les effets de diverses interventions pharmacologiques. La SRM du 23Na, la SRM du 87Rb et la SRM du 7Li ont été des techniques exceptionnelles pour étudier les flux d'ions et l'équilibre ionique dans un tissu intact, dans des conditions physiologiques normales ou lors d'un stress. La SRM du 1H a permis d'observer l'accumulation du lactate et des lipides dans des coeurs soumis à une ischémie, puis reperfusés, et de déterminer les effets d'une diète sur le taux des lipides et la fonction cardiaque. Le coeur de rat isolé a été très fréquemment utilisé pour étudier les effets d'agents pharmacologiques sur l'équilibre énergétique, le pH, les flux ioniques et la contractilité de coeurs soumis à une ischémie, puis reperfusés. Le coeur de porc a remplacé le coeur de rongeur parce que son métabolisme est plus semblable à celui du coeur humain. Les auricules cardiaques humaines ont été utiles pour évaluer les effets de stratégies de préservation (température, composition des solutions de préservation) sur les taux d'énergie. Le modèle du coeur de porc a été utile pour évaluer les effets des solutions de préservation sur la fonction de coeurs à être transplantés. Un modèle de coeur de porc isolé et perfusé avec du sang a été mis au point pour évaluer les effets de stratégies cardioplégiques sur la préservation de la contractilité des coeurs après une chirurgie cardiaque. Un modèle canin in vivo a été utilisé pour étudier l'infarctus du myocarde et les effets de thérapies ayant pour but de réduire les foyers et les surfaces d'infarctus dans des coeurs à risque d'infarctus. Des études de coeurs humains in vivo ont permis de mieux comprendre les adaptations métaboliques se produisant chez les personnes qui vivent à haute altitude. [Traduit par la Rédaction]

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