Human Skeletal Muscle Prov Använda Modified Bergström Technique
Summary
The purpose of this video is to present the modified Bergström skeletal muscle biopsy technique on human subjects.
Abstract
Den perkutan biopsi tekniken gör det möjligt för forskare och kliniker för att samla skelettmuskelvävnadsprover. Tekniken är säkert och mycket effektivt. Denna video beskriver perkutan biopsiteknik som använder en modifierad Bergström nål för att få skelettmuskelvävnadsprover från vastus lateralis av människor. Den Bergström nålen består av en yttre kanyl med en liten öppning ("fönster") vid sidan av spetsen och en inre trokaren med ett skärblad vid den distala änden. Under lokalbedövning och aseptiska förhållanden, är nålen framåt in i skelettmuskeln genom ett snitt i huden, subkutan vävnad och fascia. Härnäst sugning anbringas på inre trokaren är den yttre trokaren dras tillbaka, skelettmuskelvävnaden dras in i fönstret i den yttre kanylen genom sugning och den inre trokaren är snabbt stängd, således skärning eller klippning av vävnadsprov skelettmuskel . Nålen är roterad 90 °60, och en annan snitt görs. Denna process kan upprepas ytterligare tre gånger. Denna flersågningsteknik ger oftast ett urval av 100-200 mg eller mer hos friska försökspersoner och kan göras omedelbart före, under och efter en släng av motion eller annat ingripande. Efter post-biopsi dressing av snittstället, ämnen återupptas vanligtvis sina dagliga aktiviteter på en gång och kan delta fullt ut i kraftig fysisk aktivitet inom 48-72 timmar. Ämnen bör undvika tunga motstånd motion för 48 timmar för att minska risken för bråckbildning av muskeln genom incisionen i fascian.
Introduction
Den perkutan eller "halvöppna" biopsi teknik används för att få skelettmuskelvävnadsprover från mänskliga patienter och försökspersoner. Duchenne (1806-1875) krediteras som den första att konstruera en nål med en troakar att få skelettmuskel från levande individer genom perkutan biopsi 1. På 1960-talet introducerade Bergström en perkutan biopsi nål liknande det som beskrivs av Duchennes 2-4. Tjugo år senare, et al. Evans 5 ändrat tekniken genom att applicera sug genom skär troakar av Bergström nålen. Denna modifiering kan öka utbytet av vävnad 3 till 5 gånger 6,7 och är anställd i kliniska och biomedicinska forskningsmiljöer. Denna teknik har och kommer att fortsätta att främja diagnos av myopatier och vår förståelse av struktur och funktion i skelettmuskulaturen.
Den perkutana muskelbiopsi teknik är straightforward. När du gjort korrekt, med strikt följsamhet till aseptisk teknik, de associerade riskerna är minimala. Den muskelbiopsi förfarande betraktas som ett prövnings verktyg för forskningsprojekt. Vissa akademiska institutioner tillåter utbildade lärare forskare med doktorsexamen, med direkt läkare tillsyn, för att få muskelbiopsier och andra kräver en styrelse-certifierad läkare att utföra tekniken. ASU biopsi teamet har framgångsrikt utfört över 1.600 muskelbiopsier under de senaste 13 åren 8-15. Syftet med videon är att beskriva den modifierade Bergström nål perkutan muskelbiopsi teknik 5 för att få skelettmuskelvävnadsprover från vastus lateralis av människor.
Protocol
Representative Results
Discussion
Den här videon ger en steg-för-steg-sammanfattning av skelettmuskelbiopsi förfarande som används vid ASU Human Performance Laboratory. Detta förfarande, med små ändringar, har använts för att samla in cirka 1.600 muskelbiopsier under de senaste 13 åren. De muskelbiopsiprover har gett viktiga data i idrottare baserade undersökningar, vilket leder till viktiga forsknings upptäckter.
Det finns många viktiga tekniker för att vara medveten om när du utför den modifierade Bergströ…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ingen finansiering för att deklarera.
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).
