Procedimientos de biopsia de músculo esquelético humano utilizando la técnica de Bergström Modificado
Summary
The purpose of this video is to present the modified Bergström skeletal muscle biopsy technique on human subjects.
Abstract
La técnica de biopsia percutánea permite a los investigadores y los clínicos para recolectar muestras de tejido músculo esquelético. La técnica es segura y altamente eficaz. Este video describe la técnica de biopsia percutánea usando una aguja de Bergström modificado para obtener muestras de tejido de músculo esquelético de los vasto lateral de sujetos humanos. La aguja Bergström consiste en una cánula externa con una pequeña abertura ("ventana") en el lado de la punta y un trocar interior con una cuchilla de corte en el extremo distal. Bajo anestesia y asépticas condiciones locales, la aguja se hace avanzar en el músculo esquelético a través de una incisión en la piel, tejido subcutáneo, y fascia. A continuación, se aplica succión a la interno de trocar, el trocar exterior se tira hacia atrás, el tejido muscular esquelético se introduce en la ventana de la cánula exterior por la succión, y el trocar interior se cierra rápidamente, reduciendo así el recorte o la muestra de tejido del músculo esquelético . La aguja se gira 90 °60, y otro corte, se hace. Este proceso puede repetirse tres veces más. Esta técnica de corte múltiple típicamente produce una muestra de 100 a 200 mg o más en sujetos sanos y se puede hacer inmediatamente antes, durante, y después de una sesión de ejercicio u otra intervención. Después de vestirse post-biopsia de la zona de la incisión, los sujetos reanudan sus actividades de la vida diaria de inmediato y puedan participar plenamente en la actividad física vigorosa en 48-72 horas. Los sujetos deben evitar el ejercicio intenso durante 48 horas para reducir el riesgo de herniación del músculo a través de la incisión en la fascia.
Introduction
La técnica de biopsia percutánea o "semi-abierto" se utiliza para obtener muestras de tejido músculo esquelético de pacientes humanos y sujetos de investigación. Duchenne (1806-1875) es reconocido como el primero en construir una aguja con un trocar para obtener el músculo esquelético de sujetos que viven a través de la biopsia percutánea 1. En la década de 1960, Bergström introdujo una aguja de biopsia percutánea similar a la descrita por Duchenne 2-4. Veinte años más tarde, Evans et al. 5 modificado la técnica mediante la aplicación de succión a través del trocar de corte de la aguja Bergström. Esta modificación puede mejorar el rendimiento de tejido de 3 a 5 veces 6,7 y se emplea en entornos de investigación clínica y biomédica. Esta técnica tiene y seguirá fomentando el diagnóstico de las miopatías y nuestra comprensión de la estructura y función de los músculos esqueléticos.
La técnica de biopsia muscular percutánea es straightforward. Cuando se hace correctamente, con estricto apego a la técnica aséptica, los riesgos asociados son mínimos. El procedimiento de biopsia muscular se considera como una herramienta de investigación para proyectos de investigación. Algunas instituciones académicas permiten profesores investigadores entrenados con un doctorado, con la supervisión directa del médico, para obtener biopsias de músculo y otros requieren de un médico certificado por el consejo para realizar la técnica. El equipo de biopsia ASU ha realizado con éxito más de 1.600 biopsias musculares durante los últimos 13 años 8-15. El propósito de este video es para describir la aguja Bergström modificado muscular percutánea técnica de biopsia 5 para obtener muestras de tejido de músculo esquelético de las vasto lateral de sujetos humanos.
Protocol
Representative Results
Discussion
Este video ofrece un resumen paso a paso del procedimiento de biopsia de músculo esquelético utilizado en el Laboratorio de Rendimiento Humano de la ASU. Este procedimiento, con pequeñas modificaciones, se ha utilizado para recoger aproximadamente 1.600 biopsias musculares durante los últimos 13 años. Las muestras de biopsia muscular han proporcionado datos importantes en las investigaciones basadas en nutrición deportiva, dando lugar a importantes descubrimientos de la investigación.
…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
No hay fondos para declarar.
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 |
References
- 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).
