Menschlichen Skelettmuskelbiopsie Verfahren unter Verwendung der modifizierten Technik Bergström

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, mit der modifizierten Bergstrom-Technik eine Skelettmuskelbiopsieprobe aus dem Vastus laterals eines menschlichen Freiwilligen zu erstellen. Dies wird erreicht, indem zunächst die Haut und das Unterhautgewebe an der Biopsiestelle anästhesiert werden. Im zweiten Schritt wird ein Schnitt durch die Haut gemacht, das Unterhautgewebe und die Faszien, die den Skelettmuskel überlagern.

Anschließend wird die Biopsienadel durch die Schnitte in den Skelettmuskel vorgeschoben und im letzten Schritt die Biopsieprobe entnommen. Die Biopsienadel wird vorsichtig entfernt und der Schnitt mit chirurgischem Klebstoff verschlossen. Letztendlich können die Skelettmuskelbiopsieproben für histologische Analysen aufbereitet und auf biochemische Veränderungen und die Expression spezifischer Proteine und Gene unter verschiedenen Trainingsbedingungen analysiert werden.

Diese Methode kann helfen, wichtige Fragen auf dem Gebiet der Skelettmuskulatur zu beantworten, z. B. welche biochemischen, molekularen und zellulären Reaktionen auf anstrengendes Training bestehen. Das Verfahren wird von Dr. Gerald Ferris, dem Arzt unseres örtlichen Krankenhauses, und Maschi Tanaka, einem Techniker aus unserem Labor, demonstriert. Nach Einholung der Einverständniserklärung weisen Sie den Probanden an, sich mit freiem Oberschenkel in Rückenlage auf einen gepolsterten Tisch zu legen und das Bein entspannt mit einer kleinen Handtuchrolle unter der Ferse so zu positionieren, dass das Knie vollständig gestreckt und etwa einen Zentimeter angehoben ist.

Weisen Sie als Nächstes den Probanden an, den freiliegenden Oberschenkelmuskel kurzzeitig anzuspannen, so dass die riesige Lateralis-Biopsiestelle direkt vor der Faszie sichtbar gemacht werden kann. Lata etwa ein Drittel des Abstands zwischen der Oberseite der Kniescheibe und dem Trokanter major. Verwenden Sie dann eine Haarschneidemaschine, um die Haare aus einer etwa 15 x 15 Zentimeter großen Region um die Biopsiestelle herum zu entfernen, und sterilisieren Sie den Bereich mit Tupfern, die in einem topischen Antiseptikum getränkt sind, um die Biopsie mit geeigneter PSA und einer septischen Technik zu entnehmen.

Sprühen Sie zuerst Ethylchlorid auf die Inzisionsstelle, bis die Haut zu blanchieren scheint. Führen Sie als Nächstes eine 25-Gauge-Nadel horizontal in die Dermis ein, saugen Sie die Nadel an und geben Sie etwa 100 Mikroliter Lidocain ab, um eine Blase mit einem Durchmesser von zwei bis vier Millimetern unter der Hautoberfläche zu erzeugen. Dann schieben Sie die Nadel in das Unterhautgewebe vor, aspirieren erneut und geben etwa einen Milliliter Lidocain ab, um eine weitere Blase zu bilden.

Sobald die zweite Blase abgeklungen ist, führen Sie die Nadel in die Inzessionsstelle ein, halten Sie oberflächlich an der Faszie an, saugen Sie die Nadel ein letztes Mal ab und injizieren Sie dann langsam die restlichen vier Milliliter Lidocain, während Sie die Nadel aus dem Oberschenkel ziehen. Sondieren Sie nach zwei bis drei Minuten die Biopsiestelle leicht mit der Spitze eines sterilen Skalpells, um die Anästhesie zu bestätigen. Wenn die Stelle fertig ist, machen Sie einen geraden Schnitt von einem Zentimeter durch die Haut und das Unterhautgewebe in einem 45-Grad-Winkel in Bezug auf den Oberschenkelknochen.

Führen Sie dann das Skalpell einmal in jede Richtung tief genug ein, um einen Schnitt durch die Faszie in den Muskel zu machen. In der Regel müssen Personen, die neu in dieser Methode sind, geduldig sein, da sie lernen, die Veränderung des Widerstands zwischen dem Unterhautgewebe und den Faszien bei der Verabreichung des Lokalanästhetikums und beim Durchtrennen der Haut, des Unterhautgewebes und der Faszien zu spüren. Führen Sie nun die Biopsienadel im gleichen Winkel in das Gewebe ein, in dem der Schnitt gemacht wurde, bis die Spitze in die Faszie eintritt.

Schieben Sie die Nadel in einem Abwärtswinkel knapp an der Faszie vorbei, während sie in den Muskel vorgeschoben wird. Weisen Sie den Probanden an, entspannt zu bleiben und den Oberschenkelmuskel nicht anzuspannen, während die Nadel vorgeschoben wird. Sobald die Biopsienadel in Position ist, öffnen Sie eine 60-Milliliter-Einwegspritze bis zur 40- bis 50-Milliliter-Markierung, um einen Sog in der Biopsienadel zu erzeugen.

Ziehen Sie den inneren Trokar etwa einen Zentimeter heraus, um das Fenster der äußeren Kanüle zu öffnen, während Sie die Position der äußeren Kanüle innerhalb des Muskels beibehalten. Schließen Sie dann schnell den inneren Trokar, um die Muskelprobe zu schneiden und zu entnehmen. Öffnen Sie anschließend den Absperrhahn, um die Absaugung zu lösen, und drehen Sie die Biopsienadel um 90 Grad, wobei Sie den Vorgang bis zu dreimal wiederholen, um insgesamt vier Clips zu erhalten.

Entfernen Sie dann die Biopsienadel aus dem Oberschenkel, wenn Sie die Nadel entfernen. Ziehen Sie den inneren Trokar einen Zentimeter zurück und inspizieren Sie das Lumen der äußeren Kanüle, um abzuschätzen, ob eine ausreichende Menge an Gewebe entnommen wurde. Üben Sie 10 bis 15 Minuten lang direkten Druck mit steriler Gaze und einem Eisbeutel auf die Biopsiestelle aus.

Entfernen Sie während dieser Zeit das Gewebe von der Biopsienadel Ziehen Sie nach dem Vereisen den Schnitt mit einer Hand zu, während Sie mit der anderen Hand eine einzelne Schicht chirurgischen Klebstoff über den trockenen Schnitt auftragen. Nachdem der Klebstoff etwa 90 Sekunden lang ausgehärtet ist, bringen Sie Klebebandverschlüsse senkrecht zum Einschnitt an, platzieren Sie dann drei bis vier zwei mal zwei Zoll große unsterile Mullpads über der Inzisionsstelle und befestigen Sie sie mit selbstklebender Klebefolie, um direkten Druck auf das Gewebe auszuüben. Geben Sie dem Probanden schließlich mündliche und schriftliche Anweisungen zur richtigen Wundversorgung, zu normalen und abnormalen Reaktionen und Aktivitätsrichtlinien für die folgenden ein bis vier Tage.

In einer randomisierten, placebokontrollierten Crossover-Studie liefen männliche Ausdauersportler drei Stunden lang auf Laufbändern mit 70 % VO O2 max und konsumierten ein 6 % Kohlenhydrat- oder Placebo-Getränk mit einer Rate von einem Liter pro Stunde. Biopsien des Skelettmuskelgewebes wurden vor und nach dem Training entnommen, und es wurde beobachtet, dass die Genexpression verschiedener Zytokine im Skelettmuskelgewebe, das von erfahrenen Ausdauersportlern gewonnen wurde, nach drei Stunden Laufen erhöht war. Interessanterweise wurde beobachtet, dass die Kohlenhydrataufnahme trotz fehlender Auswirkungen auf die Skelettmuskulatur den Glykogenmangel nach seiner Entwicklung abschwächte. Diese Technik ebnete Forschern auf dem Gebiet der Muskelphysiologie den Weg, um unter anderem Prinzipien wie die Nutzung des Kraftstoffsubstrats bei unterschiedlichen Trainingsintensitäten, trainingsinduzierte Muskelschäden und interzelluläre Signalübertragung zu erforschen.