Human Skeletal Muscle biopsie procedures met behulp van de Modified Bergström Techniek
Summary
The purpose of this video is to present the modified Bergström skeletal muscle biopsy technique on human subjects.
Abstract
De percutane biopsie techniek kunnen onderzoekers en clinici aan de skeletspieren weefsel monsters te verzamelen. De techniek is veilig en zeer effectief. Deze video beschrijft de percutane biopsie techniek met een aangepaste Bergström naald skeletspier weefselmonsters van de vastus lateralis van proefpersonen bekomen. Het Bergström naald bestaat uit een buitenste canule met een kleine opening ("window") aan de zijde van de punt en een binnenste trocar met een snijblad aan het distale einde. Onder plaatselijke verdoving en aseptische omstandigheden wordt de naald voortbewogen in de skeletspieren via een incisie in de huid, onderhuids weefsel en fascia. Vervolgens wordt zuiging aangebracht op de binnenste trocar, wordt de buitenste trocar teruggetrokken, skeletspier weefsel getrokken in het raam van de buitenste canule door afzuigen en de binnenste trocar snel gesloten, waardoor het snijden of knippen van de skeletspier weefselmonster . De naald is 90 ° gedraaid60 en een snede gemaakt. Dit proces kan drie keer herhaald. Deze meervoudige snijtechniek geeft gewoonlijk een monster van 100-200 mg of meer bij gezonde proefpersonen en kan direct voor worden gedaan, tijdens en na een aanval van de uitoefening of andere interventie. Volgende post-biopsie dressing van de incisie, onderwerpen hervatten typisch hun activiteiten van het dagelijks leven meteen en volledig kunnen deelnemen aan krachtige fysieke activiteit binnen 48-72 uur. Kunst moet zware weerstandsoefening vermijden gedurende 48 uur om het risico van een hernia van de spier verminderen door de incisie in de fascia.
Introduction
De percutane of "semi-open" biopsie gebruikte techniek skelet spierweefsel monsters uit menselijke patiënten en proefpersonen verkrijgen. Duchenne (1806-1875) wordt gecrediteerd als eerste een naald te construeren met een trocar naar skeletspieren van levende proefpersonen te verkrijgen via percutane biopsie 1. In de jaren 1960, Bergström introduceerde een percutane biopsie naald gelijk aan die beschreven door Duchenne 2-4. Twintig jaar later, Evans et al. 5 bewerkt de techniek door te zuigen door het snijden van de trocar Bergström naald. Deze wijziging kan de opbrengst van weefsel 3 te verbeteren tot 5-voudig 6,7 en wordt gebruikt in de klinische en biomedisch onderzoek instellingen. Deze techniek is en zal de diagnose van myopathieën en ons begrip van de structuur en functie van skeletspier stimuleren.
De percutane spierbiopsie techniek straightforward. Wanneer correct gedaan, met strikte naleving van aseptische techniek, de bijbehorende risico's zijn minimaal. De spier biopsie procedure wordt beschouwd als een experimenteel instrument voor onderzoeksprojecten. Sommige academische instellingen maken het mogelijk opgeleide docenten onderzoekers met een Ph.D., met directe arts toezicht, om spier biopsieën en anderen vereisen een board-gecertificeerde arts om de techniek uit te voeren. De ASU biopsie team heeft met succes uitgevoerd dan 1.600 spierbiopten tijdens de afgelopen 13 jaar 8-15. Het doel van deze video is de gewijzigde Bergström naald percutane spierbiopsie techniek 5 beschrijven skeletspierweefsel monsters uit de vastus lateralis van proefpersonen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Deze video wordt stap voor stap overzicht van de skeletspier biopsie procedure gebruikt de ASU Human Performance Laboratory. Deze procedure, met kleine aanpassingen, werd gebruikt om ongeveer 1.600 spierbiopten verzamelen gedurende de afgelopen 13 jaar. De spier biopsie monsters zijn belangrijke gegevens verstrekt in sportvoeding gebaseerde onderzoeken, wat leidt tot belangrijke onderzoek ontdekkingen.
Er zijn veel kritische technieken om bewust te zijn van bij het uitvoeren van de gewijzigd…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Geen financiering te verklaren.
Materials
| Name of Material / Equipment | Company | Catalog Number | Comments / Description |
| Bergström biopsy needle, 5 x 100mm | Stille Surgical Inc. | 119-29187-50 | 1 ea |
| Durasorb blue pad | Fisher | 22-031-340 | case of 300 |
| Prep Razor Disposable | Moore Medical | 89760 | 1 ea |
| Shave Cream | Moore Medical | 92869 | 1 can |
| Alcohol Swab | Moore Medical | 98721 | box/200 |
| Povidone-iodine Swabsticks (3 pack) | Moore Medical | 90691 | pack of 50 |
| Face masks | Fisher | 19-039-690 | case of 50 |
| Sterile Gloves; sz 6.5 | Moore Medical | 68128 | box of 50 pairs |
| Sterile Gloves; sz 7.0 | Moore Medical | 68129 | box of 50 pairs |
| Sterile Gloves; sz 8.5 | Moore Medical | 68132 | box of 50 pairs |
| Fenestrated Towel Drape | Moore Medical | 92712 | case of 50 |
| Lidocaine (1% HCl, w/o Epi | Dealmed | 427902 | 30cc vial |
| Ethyl Chloride spray | Dealmed | 386020 | 3.5 fl. Oz. bottle |
| 5 mL syringe w/ 21G needle | Fisher | 14-827-48 | case of 100 |
| 25G 5/8" needle | Fisher | 14-826AA | case of 100 |
| 25G 1 1/2" needle | Fisher | 14-826-49 | case of 100 |
| Single-Use Scalpels w/ #11 blade | Fisher | 0-8927-5B | box of 20 |
| 60 mL Syringe | Fisher | 13-689-8 | case of 40 |
| ~30 inch extension tubing | Fisher | 14-169-7A | roll of 50ft |
| Metal stopcock | Fisher | 01-290-38 | each |
| Polypropylene tubing connector w/ tapered ends, 3.2 to 5.5 mm | Fisher | 15-315-28A | case of 100 |
| Yellow pipette tips (1-200 µL) | Fisher | 02-681-2 | cut off ~15-18 mm of the tip |
| Topical surgical adhesive | Medline | MSC091076 | case of 36 tubes |
| Topical surgical adhesive | Medline | MSC091076Z | box of 6 tubes |
| Butterfly stitches (adhesive strips) 1/2" x 4" (6 per pack) | Moore Medical | 93050 | box/300 |
| Bandadge, Strip, 3/4 x 3 in. | Fisher | 19-027-202 | pack of 100 |
| Adhesive bandage (5m rolls) | Fisher | 19-027-768 | case of 36 |
| 1" paper surgical tape | Fisher | 19-027-761 | case of 12 |
| Sutures (4-0 reverse cutting, FS2) | Moore Medical | 82926 | box of 36 |
| 4 x 4 sterile gauze pads | Moore Medical | 66949 | pkg/50 |
| 2 x 2 non-sterile gauze pads | Moore Medical | 37336 | pkg/200 |
| 3 x 4 Non-Adherent Pads | Moore Medical | 74389 | bx/100 |
| Autoclave bags 3.5 x 9 | Moore Medical | 40390 | box of 200 |
| Autoclave bags 5.25 x 10 | Moore Medical | 40391 | box of 200 |
| Autoclave indicator tape | Moore Medical | 31608 | box of 250 |
| Lab Coats—small | Fisher | 23-900-520A | 10/pk |
| Lab Coats—medium | Fisher | 23-900-520B | 10/pk |
| Lab Coats—large | Fisher | 23-900-520C | 10/pk |
| Germicidal Disposable Cloth Wipes | Moore Medical | 62879 | Can/160 |
Riferimenti
- Duchene, G. B. A. Recherches sur la paralysie musculaire pseudohypertrophique ou paralysie myo-sclerosique. Arch Gen Med. 11 (30), (1868).
- Bergstrom, J. Muscle electrolytes in man. Determined by neutron activation analysis on needle biopsy specimens. Scand J Clin Lab Invest (England). 14, (1962).
- Bergstrom, J. Percutaneous needle biopsy of skeletal muscle in physiological and clinical research). Scand J Clin Lab Invest. 35, 609-616 (1975).
- Bergstrom, J., Hultman, E. A study of the glycogen metabolism during exercise in man. Scand J Clin Lab Invest. 19, 218-228 (1967).
- Evans, W. J., Phinney, S. D., Young, V. R. Suction applied to a muscle biopsy maximizes sample size. Med Sci Sports Exerc. 14, 101-102 (1982).
- Hennessey, J. V., Chromiak, J. A., Della Ventura, S., Guertin, J., MacLean, D. B. Increase in percutaneous muscle biopsy yield with a suction-enhancement technique. J Appl Phys. 82, 1739-1742 (1997).
- Tarnopolsky, M. A., Pearce, E., Smith, K., Lach, B. Suction-modified Bergstrom muscle biopsy technique: experience with 13,500 procedures. Muscl., & Nerve. 43, 717-725 (2011).
- Nieman, D. C., et al. Carbohydrate ingestion influences skeletal muscle cytokine mRNA and plasma cytokine levels after a 3-h run. J Appl Physiol. 94, 1917-1925 (2003).
- Nieman, D. C., et al. Influence of carbohydrate ingestion on immune changes after 2 h of intensive resistance training. J Appl Physiol. 96, 1292-1298 (2004).
- Utter, A. C., et al. Carbohydrate supplementation and perceived exertion during prolonged running. Med Sci Sports Exerc. 36, 1036-1041 (2004).
- Nieman, D. C., et al. Muscle cytokine mRNA changes after 2.5 h of cycling: influence of carbohydrate. Med Sci Sports Exerc. 37, 1283-1290 (2005).
- Nieman, D. C., et al. Effects of quercetin and EGCG on mitochondrial biogenesis and immunity. Med Sci Sports Exerc. 41, 1467-1475 (2009).
- Nieman, D. C., et al. Quercetin’s Influence on Exercise Performance and Muscle Mitochondrial Biogenesis. Med Sci Sports Exerc. 42, 338-345 (2010).
- Dumke, C. L., et al. Quercetin’s effect on cycling efficiency and substrate utilization. Appl Physiol Nut Metab. 34, 993-1000 (2009).
- Nieman, D. C., et al. Quercetin’s influence on exercise-induced changes in plasma cytokines and muscle and leukocyte cytokine mRNA. J Appl Physiol. 103, 1728-1735 (2007).
- . Guideline for Disinfection and Sterilization in Healthcare Facilities. http://www.cdc.gov/hicpac/Disinfection_Sterilization/toc.html. , (2008).
- Faria, F. E., et al. The onset and duration of mobilization affect the regeneration in the rat muscle. Histol Histopath. 23, 565-571 (2008).
- Carlson, B. M., Shepard, B., Komorowski, T. E. A histological study of local anesthetic-induced muscle degeneration and regeneration in the monkey. J Ortho Res. 8, 485-494 (1990).
- Yagiela, J. A., Benoit, P. W., Buoncristiani, R. D., Peters, M. P., Fort, N. F. Comparison of myotoxic effects of lidocaine with epinephrine in rats and humans. Anesth Analg. 60, 471-480 (1981).
- Coyle, E. F., Coggan, A. R., Hemmert, M. K., Ivy, J. L. Muscle glycogen utilization during prolonged strenuous exercise when fed carbohydrate. J Appl Physiol. 61, 165-172 (1986).
- Gibala, M. J., et al. Brief intense interval exercise activates AMPK and p38 MAPK signaling and increases the expression of PGC-1alpha in human skeletal muscle. J Appl Physiol. 106, 929-934 (1985).
- Phillips, S. M., Tipton, K. D., Ferrando, A. A., Wolfe, R. R. Resistance training reduces the acute exercise-induced increase in muscle protein turnover. Am J Physiol. 276, 118-124 (1999).
- Davis, J. M., Murphy, E. A., Carmichael, M. D., Davis, B. Quercetin increases brain and muscle mitochondrial biogenesis and exercise tolerance. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 296, 1071-1077 (2009).
- Vissing, K., Andersen, J. L., Schjerling, P. Are exercise-induced genes induced by exercise. FASEB J. 19, 94-96 (2005).
- Lundby, C., et al. Gene expression in human skeletal muscle: alternative normalization method and effect of repeated biopsies. Eur J Appl Physiol. 95, 351-360 (2005).
- Coyle, E. F., Coggan, A. R., Hemmert, M. K., Ivy, J. L. Muscle glycogen utilization during prolonged strenuous exercise when fed carbohydrate. J Appl Physiol. 61, 165-172 (1985).
