Die dynamische ³¹ Phosphor-Magnetresonanz-Spektroskopie des M. quadriceps: Metabolische Veränderungen unter zwei verschiedenen Belastungsformen

Zusammenfassung

Ziel: Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, den Stoffwechsel des M. quadriceps junger gesunder Probanden mit der dynamischen ³¹Phosphor-Magnetresonanz-Spektroskopie zu untersuchen. Methoden: 22 gesunde Probanden wurden in einem 1,5T-Magnetresonanztomographen mit einer 6 cm-Oberflächenspule untersucht. Die metabolischen Veränderungen des M. quadriceps wurden unter Ruhe-, Belastungs- (isometrische und isotonische Übung) sowie Erholungsbedingungen mit einer zeitlichen Auflösung von 36 s/Phosphorspektrum erfaßt. Ergebnisse: Der Quotient P_i/PCr stieg nach Beginn der Belastung von seinem Ruhewert (0,11 ± 0,02) auf Maximalwerte von 0,83 ± 0,47 (isometrische Übung) bzw. 1,40 ± 0,59 (isotonische Übung) an (p = 0,0001). Die Halberholungszeit von P_i/PCr betrug 35 ±11 s bzw. 31 ± 10 s (p = 0,13). In der Erholungsphase unterschritt P_i/PCr vorübergehend den Ruhewert deutlich. Der pH-Wert fiel nach einer „initialen Alkalisierung” kontinuierlich ab. Das Minimum des pH-Wertes (6,68 ± 0,21 vs. 6,53 ± 0,27; p = 0,01) wurde erst in der frühen Erholungsphase registriert. Der Erholungsprozeß des pH-Wertes dauerte nach der isotonischen Übung länger als nach der isometrischen (Halberholungszeit: 229 ± 72 s vs. 146 ± 55 s; p = 0,001). Schlußfolgerungen: Die isotonische Belastungsform ist im Vergleich zur isometrischen die metabolisch aufwendigere. Die dynamische ³¹Phosphor-Magnetresonanz-Spektroskopie ist geeignet, Veränderungen des Muskelstoffwechsels unter verschiedenen Belastungsformen voneinander zu differenzieren.

Summary

Purpose: The aim of the present investigation was to examine the metabolism of the quadriceps muscles of normal young individuals using dynamic ³¹ phosphorus magnetic resonance spectroscopy. Methods: 22 normal individuals were examined in a 1.5T-MRTusing a 6 cm surface coil. The metabolic changes in the quadriceps muscle as shown by the phosphorus spectrum were evaluated during rest, exercise (isometric and isotonic exercise) and during a 36-second period of recovery. Results: The P_i/PCr quotient rose from its resting value of 0.11 ± 0.02 following exercise to a maximum of 0.83 ±0.47 (isometric) or 1.40 ±0.59 (isotonic) (difference p = 0.0001). Half-time recovery of P_i/PCr was 35±11 s or 31 ± 10 s, respectively (p = 0.13). During the recovery phase P_i/PCr fell briefly but significantly below its rest value. Following an initial rise in pH, there was a continual fall. Minimum pH (6.68 ±0.21 and 6.53 ± 0.27 respectively; p = 0.01) occurred in the early recovery phase. The recovery process of pH values lasted longer following isotonic than after isometric exercise (half-value recovery time 229 ± 72 s and 146 ± 55 s, respectively; p = 0.001). Conclusion: Compared with isometric exercise, isotonic stress is more expensive in terms of metabolism. Dynamic ³¹ phosphorus MRT spectroscopy can differentiate changes in muscle metabolism during different forms of exercise.

Schlüsselwörter:

³¹Phosphor - Magnetresonanz - Spektroskopie - Muskelstoffwechsel - M. quadriceps

Key words:

MR - Phosphorus studies - Spectroscopy - Muscle metabolism