【儀器網 生物醫藥】糖類是人體的基礎營養物質，也是主要的能量來源。但是現代社會飲食過量的糖分攝入也造成了許多健康問題。有大量研究表明，高糖飲食會導致肥胖、糖尿病、齲齒、動脈硬化等諸多疾病。因此，血液中葡萄糖的濃度已經成為糖尿病、肥胖癥等疾病的診斷標準之一。
然而人體內的糖分并不是都以葡萄糖的形式存在。我們都知道身體內多余的葡萄糖可以轉化為脂質儲存起來，但是在葡萄糖和脂質之間還有一個中間過程——糖原。糖原是動物儲存糖類的主要形式，主要由肝臟細胞和骨骼肌細胞產生與儲存。糖原在動物體內的作用相當于植物體內的淀粉，可以隨時轉化為葡萄糖為身體各個部位提供能量。儲存在肝臟中的肝糖原是維持血糖濃度穩定的關鍵，與血糖相比，糖原檢測在診斷會造成身體能量代謝異常的疾病時更有參考意義。
目前，檢測糖原仍然需要從人體取下組織或細胞進行檢驗。由于肝臟取樣的創傷性很大，無法作為常規檢查，因此糖原檢測在臨床診斷中發揮的作用有限。如何實現無創化檢測并量化糖原含量成為糖原檢測技術重要的突破方向。
近，美國約翰斯霍普金斯大學的研究人員發明了一種磁共振檢測糖元的方法——glycoNOE MRI。這種方法不僅實現了無創檢測，還可以定位并成像體內的糖原，有望改變糖原檢測在臨床上的地位。
磁共振成像技術利用了磁共振現象，即在外加磁場中，特定頻率的射頻脈沖會激發原子核使其產生共振效應，當脈沖停止后，原子核從激化狀態回到平衡排列狀態，同時會產生射電信號。通過檢出信號并進行空間分辨，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子(1H)，它的信號強，絕大部分來源與人體內的水分。
雖然糖原中也有氫原子，但是信號太弱，無法通過傳統的磁共振成像技術形成圖像。有研究指出糖元中的氫原子核與水存在NOE耦合效應，約翰斯霍普金斯大學的研究人員在此基礎上設計了利用水放大糖原氫原子核信號的方法。當脈沖波降低糖元中氫原子核信號的時候，水的信號由于耦合效應存在，也會隨之降低。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糖元的分布圖像。
研究人員在體外實驗和小鼠實驗中都驗證了糖原濃度和glycoNOE MRI檢測信號之間確實存在線性關系，并且還展示了glycoNOE MRI在監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有希望在短時間內應用到人體研究中。
許多疾病都會造成糖原代謝異常，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志物。糖原檢測技術的無創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疾病提供了巨大的幫助。也許不久之后，我們就可以在醫院看到這種新技術的應用。
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