Abstract
טכניקת הביופסיה מלעורית מאפשרת לחוקרים ולרופאים כדי לאסוף דגימות רקמת שריר שלד. הטכניקה היא בטוחה ויעילה ביותר. וידאו זה מתאר את טכניקת הביופסיה מלעורית באמצעות מחט Bergstrom שונה כדי להשיג דגימות רקמת שריר שלד מlateralis vastus של בני אדם. מחט Bergstrom מורכבת מצינורית חיצונית עם פתח קטן ('חלון') בצד של הקצה ונקז פנימי עם להב חיתוך בקצה הדיסטלי. בתנאי הרדמה וספטית מקומיים, המחט התקדמה לתוך שריר השלד באמצעות חתך בעור, הרקמה התת עורית, וfascia. בשלב הבא, היניקה מוחלת על הנקז הפנימי, הנקז החיצוני משוך לאחור, רקמת שריר שלד הוא נשאבה לתוך החלון של הצינורית החיצונית על ידי היניקה, והנקז הפנימי סגור במהירות, ובכך חיתוך או גזיר דגימת רקמת שריר השלד . המחט מסובבת 90 °60; וקיצוץ נוסף הוא עשה. תהליך זה ניתן לחזור עוד שלוש פעמים. טכניקת חיתוך מרובה זה בדרך כלל מייצרת מדגם של 100-200 מ"ג או יותר בנבדקים בריאים ויכולה להיעשות באופן מיידי לפני, במהלך, ואחרי התקף של פעילות גופנית או התערבות אחרת. בעקבות הלבשה לאחר ביופסיה של אתר החתך, נושאים בדרך כלל לחדש את פעילותם של חיים היום יום באופן מיידי ויכולים להשתתף באופן מלא בפעילות גופנית נמרצת בתוך 48-72 שעה. נושאים צריכים להימנע מפעילות גופני התנגדות כבדה ל48 שעות כדי להפחית את הסיכון של פריצת של השריר דרך החתך בfascia.
Introduction
טכניקת הביופסיה מלעורית או 'פתוחה למחצה "משמשת כדי להשיג דגימות רקמת שריר שלד מחולים אנושיים ונושאי מחקר. דושן (1806-1875) הוא זוכה כראשון לבניית מחט עם נקז כדי להשיג שרירי שלד מנושאים המתגוררים דרך הביופסיה מלעורית 1. בשנתי ה -1960, Bergstrom הציג מחט ביופסיה מלעורית דומה לזה שתואר על ידי דושן 2-4. עשרים שנה מאוחר יותר, אוונס et al. 5 הותאם על ידי יישום טכניקת יניקה דרך נקז החיתוך של מחט Bergstrom. שינוי זה יכול לשפר את התשואה של רקמה 3 עד 5 פי 6,7, והוא מועסק בהגדרות מחקר קליניות וביו. טכניקה זו יש ותמשיך לטפח את האבחנה של myopathies וההבנה של המבנה והתפקוד של שרירי שלד שלנו.
טכניקת הביופסיה של שריר מלעורית היא straightforward. כאשר נעשו בצורה נכונה, עם הקפדה על טכניקת ספטית, הסיכונים הכרוכים בכך הם מינימאליים. הליך הביופסיה של השריר נחשב ככלי מחקרי לפרויקטי מחקר. חלק מהמוסדות האקדמיים מאפשרים מאומנים חוקרי פקולטה עם תואר דוקטור, עם פיקוח רופא ישיר, כדי להשיג ביופסיות שריר ואחרים דורשים רופא מוסמך לוח כדי לבצע את הטכניקה. צוות הביופסיה ASU ביצע בהצלחה מעל 1,600 ביופסיות שריר במהלך 13 השנים האחרונות 8-15. המטרה של הווידאו הזה היא לתאר את טכניקת הביופסיה של שריר מלעורית מחט Bergstrom הותאם 5 להשיג דגימות רקמת שריר שלד מlateralis vastus של בני אדם.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
הליך שרירי השלד כמתואר להלן ההנחיות של אוניברסיטת מדינת Appalachian מוסדי המועצה לביקורת.
הערה: צוות מורכב ממפעיל (Ph.D. או MD שהוכשר בטכניקת הביופסיה), ולפחות אחד, אבל באופן אידיאלי, שלושה או יותר טכנאים. המפעיל אחראי לניהול ופיקוח על כל ההיבטים של הליך ביופסיה של שריר השלד. טכנאי אחד (טכנאי מס '1) הוא מייד אחראי על סיוע למפעיל עם כל ההיבטים של הפקת שריר. זה כולל להיות "הידיים שאינן סטרילי" והחלת שאיבה עם מזרק סטרילי. טכנאי שני (# טכנאי 2) עוסק בשיחה עם נושא ועיסויי הרגל הנגדית של הנבדק במהלך הליך כדי למזער את חרדתו של הנושא. הטכנאי השלישי (# 3 טכנאי) הוא אחראי לטיפול ועיבוד מדגם שרירי השלד. אמצעים אנליטיים במורד הזרם להכתיב כמה additטכנאי ional נדרשים לעיבוד / הכנת מדגם שרירי השלד.
.1 בכפוף הכנה
- לאסוף, להכין, ולארגן את החומרים שצוינו עבור הליך הביופסיה של שריר (טבלת 1). לטהר ולחטא את מחט Bergstrom (צינורית חיצונית ונקז פנימי) ואת הבוכנה על פי נוהג סטנדרטי 16.
- סקור את טופס ההסכמה בנושא. חלק הביופסיה של שריר השלד של ההסכמה להשתתפות טופס משמש באוניברסיטת מדינת Appalachian מסופק במוסף מקוון 1.
- לדבר לנושא על ההיבטים הכלליים של הליך הביופסיה של שריר עם דגש על סיכונים אפשריים של ההליך, הכנת עור, יישום של חומר ההרדמה, תחושות אופייניות. הדריכו את הנושא כדי לקרוא את ההסכמה להשתתף טופס ולחתום עליו כדי לוודא שעיצוב המחקר והנהלים הם הבינו היטב.
- ודא שהיםubject הוא לא אלרגי ל" ___ קיין "תרופות מסוג (למשל, לידוקאין).
- הדריכו את הנושא לשכב פרקדן על שולחן מרופד עם הירך החשופה. מניחים שני underpads סופג חד פעמי עם כיסוי פלסטי תחת רגלו של הנושא. מקם את הרגל בצורה רגועה עם לחמנייה קטנה מגבת מתחת לעקב, כגון (~ סנטימטר גבוה 1) שהברך פתוחה לגמרי, ובכך הצבת lateralis vastus במצב מקוצר.
- יש לי המפעיל להורות כפוף לחוזה לרגע את שריר הירך החשוף, כך שיכול להיות דמיין אתר הביופסיה. הערה: vastus lateralis אתר ביופסיה רק קדמי לאטה fascia (להקת illiotibial), כשליש מהמרחק בין החלק העליון של הפיקה וtrochanter הגדול יותר 7.
- יש לי סימן המפעיל ממש מתחת (~ 0.5 סנטימטר) אתר החתך עם סמן קבע נקודה עדינה.
- האם למפעיל לקבוע את עובי skinfold המשוער ידי Pincהינג skinfold.
- יש לי המפעיל וטכנאים לרחוץ את ידיהם בסבון ובמים חמים ודון כפפות חד פעמיות.
- יש לי המפעיל להסיר את השיער מאזור ~ 15 סנטימטר x 15 סנטימטר מסביב לאתר הביופסיה (באמצעות קוצץ). הערה: גזיר השיער מאתר הביופסיה מונעת שיער מלקבל לתוך החתך במהלך ההליך ובמהלך סגירה, והסרת שיער מאפשרת למגע טוב יותר בין הסגרים הקלטת והעור (ראה 3.4).
- יש לי המפעיל לחטא את האזור עם צמר מראש ספוגה אקטואלית חיטוי, (כגון povidone- יוד או gluconate chlorhexidine לנושאים אלרגיים ליוד / צדפות). תתחיל במרכז ולעבוד במעגלים קונצנטריים לכיוון הקצה החיצוני של האזור הגזום. לכל הפחות, לחזור פעמיים נוספות עם ספוגית מראש ספוגה חדשה בכל פעם.
.2 ביופסיה נוהל
- יש לי המפעיל להסיר כפפות חד פעמיות, לשטוף את הידיים עם סבון ומים חמים, ודון GL ניתוח סטריליoves באמצעות טכניקת ספטית.
- יש לי טכנאי הווה # 1 הווילון fenestrated סטרילי למפעיל. יש לי המפעיל, באמצעות טכניקת ספטית, למקם את הווילון מעל אתר הביופסיה כדי לשמור על שדה סטרילי.
- יש לי טכנאי הווה # 1 המפעיל מצויד במחט G 21 תוך שמירה על טכניקת ספטית מזרק 5 מ"ל. נקה את החלק העליון של הבקבוקון לידוקאין עם ספוגית אלכוהול.
- יש לי המפעיל לסגת באופן מיידי 5 מ"ל של לידוקאין. הסר 21 מחט G מהמזרק וזורקים את המחט לתוך מיכל חד.
- יש לי טכנאי הווה # 1 המפעיל עם 1 אינץ-½ 25 מחט G תוך שמירה על טכניקת ספטית. יש לי מקום מפעיל מחט 1 אינץ-½ על המזרק ולפנות את בועות האוויר מהמזרק.
- יש לי # 1 כלוריד טכנאי תרסיס אתיל באתר החתך (~ 0.5 סנטימטר מעל סימן דיו בלתי מחיק על העור) עד שהעור נראה "להלבין".
- חהve המפעיל להכניס את המחט כ אופקית לעור לתוך הדרמיס, לשאוב את המחט, ולאחר מכן לחדור עם ~ 100 μl של לידוקאין לייצר 2-4 מ"מ "בועה" בקוטר.
- יש לי לשאוב מפעיל המחט (מעט למשוך את הבוכנה של המזרק) כדי לוודא שהמחט לא הוצבה בכלי דם. אם דם מופיע במזרק, למשוך את המחט, להשליך במכל חד, ולהתחיל שוב ב2.3.
- יש לי מראש מפעיל המחט לתוך הרקמה התת עורית, לשאוב את המחט, ולאחר מכן לחדור את הרקמה עם ~ 1 מ"ל של לידוקאין ליצירת בועה. ברגע שהבועה שככה, להכניס את מחט 1-½ סנטימטר על המזרק טעון ידוקאין אנכי לתוך אתר החתך, לעצור שטחי לfascia. הערה: הנושא עלול להרגיש עקצוץ רגעי קל על ההזרקה הראשונית של לידוקאין (בדומה לעקיצת דבורה).
- ודא שoperatאו לא לחדור את השריר עם lidocoine כי זה myotoxic 17-19.
- יש לי לשאוב מפעיל המחט ולאחר מכן להזריק 4 מ"ל שנותר באיטיות של לידוקאין תוך הוצאת המחט מהירך. מניחים גזה סטרילית על אתר הזרקה ולאפשר את הנושא להירגע תוך ההרדמה המקומית תיכנס לתוקף.
- חהve המפעיל להכניס את המחט כ אופקית לעור לתוך הדרמיס, לשאוב את המחט, ולאחר מכן לחדור עם ~ 100 μl של לידוקאין לייצר 2-4 מ"מ "בועה" בקוטר.
- אחרי 2-3 דק ', יש לי טכנאי הווה # 1 מפעיל אזמל תוך שמירה על טכניקת ספטית.
- יש לי המפעיל קל לחקור את אתר הביופסיה עם הקצה של סכין המנתחים כדי לאשר שבאזור הוא הרדים. במידת צורך, להזריק עוד 3-4 מ"ל של לידוקאין לאתר החתך, לראות 2.4.1.2.
- יש לי המפעיל לעשות חתך 1 סנטימטר ישר דרך העור ורקמות תת עורי (~ 2-3 מ"מ מעל סימן הדיו) במקביל לעצם הירך.
- יש לי המפעיל להכניס את האזמל עמוק יותר לעשות חתך דרך fascia לתוך השריר. האם פעם זה לכל כיוון . הערה: הנושא עלול להרגיש צביטה או לחץ עם החתך העמוק יותר, אם קיצוץ להב אזמל לתוך השריר.
- יש לי טכנאי 2 # לעסוק בנושא בשיחה ולעסות את הרגל הנגדית.
- יש לי מקום מפעיל כמות ליברלית של גזה סטרילית על אתר החתך וביופסיה והפעיל לחץ ישיר לחתך כדי להפחית את הדימום.
- יש לי טכנאי המס '1 לחבר את ברזלים מתכת 3 כיוונים למזרק 60 מ"ל חד פעמי וצינורות 30 סנטימטר הארכה (איור 1).
- יש לי טכנאי # 1 חבר קצה אחד של connecter צינורות פלסטיק המחודד לקצה החופשי של צינור ההארכה ותקיפות להכניס את הקצה השני של connecter צינורות פלסטיק המחודד לסוף הגדול של פיפטה קצה 200 μl עם ~ 15-18 מ"מ של טיפ מנותק.
"Width =" .jpg 500 "/>
איור 1 מחט Bergstrom. מחט Bergstrom (5 מ"מ) (א) מורכב מ( א) הצינורית החיצונית ו( ב) הנקז פנימי, הרכיבים הנלווים כוללים בוכנה (ג), קצה פיפטה 200 μl עם ~ 15-18 מ"מ מנותק (ד) , מחבר פלסטיק (ה) מחודד, ברזלים מתכת 3 כיווני מחט Bergstrom (5 מ"מ) (ו), צינורות הארכת 30 סנטימטר (ז), ומזרק 60 מ"ל חד פעמי (h). (B) ורכיבים נלווים שנאסף. ( C) הנקז הפנימי של מחט Bergstrom (5 מ"מ) נסוגה כ 1 סנטימטר פותח את החלון של הצינורית החיצונית.
- לאחר הדימום שכך, יש לי טכנאי המס '1 לפתוח את כיס החיטוי העיקור ולהציג את מחט 5 מ"מ הביופסיה ונקז פנימי (איור 1) למפעיל תוך שמירה על טכניקת ספטית.
- האם המפעיל להרכיב את המחט (צינורית חיצונית ונקז פנימי), לבדוק יישור ופעולת הזזה. </ Ol>
- בתוקף יש לי המפעיל להחזיק את ההרכבה המחט (צינורית חיצונית ונקז פנימי) בשתי הידיים כדי למנוע את הנקז הפנימי מהסיבוב. האם טכנאי המס '1 בתוקף להכניס את קצה פיפטה לחתוך לתוך החלק העליון של חלק הנקז הפנימי של מחט הביופסיה עם תנועת פיתול קלה כלפי מטה. ודא שטכנאי 1 # לא נוגע במפעיל או מחט הביופסיה, רק קצה פיפטה.
- יש לי המפעיל להציג את מחט הביופסיה לרקמה דרך החתך. אתר את החתך בfascia ("תחושה" שנרכשה) עם קצה מחט הביופסיה. לקדם את המחט בעבר רק את זווית fascia ולאחר מכן את המחט כלפי מטה לכיוון הרצפה כמו המחט התקדמה לתוך השריר. הערה: נושאים אשר חווים חוסר נוחות קלה (למשל "לחץ עמוק,", או תחושת התכווצויות קלה) כחתך דרך fascia ממוקם בקצה מחט הביופסיה והמחט התקדמה לתוך השריר.
- <li> יש לי # 2 שמנחה טכנאי הנושא להישאר "רגוע" ולא להתכווץ שרירי הירך שלהם בזמן שמפעיל קידום המחט לתוך השריר.
- יש לי טכנאי המס '1 במהירות למשוך את מזרק 60 מ"ל חד פעמי פתוח לסימן 40-50 סמ"ק כדי ליצור יניקה בתוך מחט הביופסיה.
- יש לי המפעיל למשוך את הנקז הפנימי מתוך כ 1 סנטימטר כדי לפתוח את החלון של הצינורית החיצונית תוך שמירה על העמדה של הנקז החיצוני בתוך השריר. יש לי מפעיל מהירות לסגור את הנקז הפנימי לחתוך (קליפ) ולאסוף את דגימת השריר. יש לי הטכנאי # אות מפעיל 1 לשחרר יניקה.
- יש לי טכנאי המס '1 לפתוח את השסתום לחדר כדי לשחרר את היניקה.
- יש לי המפעיל לסובב את מחט הביופסיה 90 ° ולחזור על התהליך. במידת הצורך, יש לי repea המפעילt הליך הרוטציה עד פי 3 (עבור הסכום כולל של 4 סרטונים).
- יש לי מפעיל יד מחט הביופסיה לטכנאי מס '1. כדי לשמור על טכניקת ספטית להבטיח שטכנאי 1 # רק נוגע במחט, לא למפעיל. יש לי טכנאי יד # 1 מחט הביופסיה לטכנאי 3 #.
- יש לי שימוש טכנאי 3 # הבוכנה (איור 1) וזוג מלקחיים קצה קנסכדי להבטיח שכל רקמת השריר היא להסיר את הנקז הפנימי וצינורית חיצונית.
- יש לי טכנאי # 3 לשקול במהירות את הדגימה כדי לוודא שכמות מספקת של רקמת שריר נאספה ולמקם את הדגימות בבלוק נתיחה קרה כקרח.
.3 סגירה
- יש לי המפעיל להפעיל לחץ ישיר לאתר של ביופסיה עם גזה סטרילית ושקית קרח ל10-15 דקות.
- ברגע עצירת דימום מושגת, יש יחסי ציבור אלכוהול שימוש מפעילרפידות ep כדי להסיר דם מיובש מסביב חתך האזור.
- יש לי טכנאי הווה # 1 שפופרת של דבק אקטואלי כירורגית ומוליך למפעיל. יש לי המפעיל להרכיב את השפופרת של דבק ומוליך כירורגים בלי לגעת בקצה המוליך או החלק העליון של הצינור.
- יש לי המפעיל למשוך את החתך נסגר ביד אחת תוך יישום שכבה אחת של דבק כירורגים מעל החתך היבש ביד השנייה. לאחר המרפא דבק (~ 90 שניות), תחול closuresperpendicular קלטת לחתך. לחלופין, לסגור את החתך עם שני 4-0 תפרים סטריליים.
- יש לי המפעיל להפעיל לחץ ישיר על ידי הצבת 03-04 פבואר "x 2" פדה גזה לא סטרילי באתר החתך ובטוח עם לעטוף דבק דבקות עצמית.
- יש לי המפעיל לספק את הנושא מילולי והוראות בכתב על טיפול בפצע נכון, תגובות נורמליות ולא נורמליות, והנחיות פעילות ל1 עד 4 הימים הבאים (ראה su המקווןpplement 2).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
הליך הביופסיה של השריר כפי שתואר לעיל מאפשר לחוקר לאסוף במהירות ובאופן עקבי דגימות רקמת שריר שלד. התשואה האופיינית בנבדקים בריאים, אתלטי היא 200 מ"ג או יותר במעבר אחד עם 3-4 סרטונים. ההליך אורך 15-20 דקות, שרובו בילו בהכנה לחתך. במחקרים מבוססי תרגיל, דגימות שריר לעתים קרובות נלקחו לפני ואחרי אימון, עם אחד או שתי דגימות שנאספו במהלך התאוששות. עם העיצוב הזה, את השיער על שלאחר אימון ירך (הנגדית) נחתכה ואתר החתך הוא עם סמן קבע נקודה עדין מסומן מראש ואילו הירך לפני האימון היא להיות מוכנה להליך. פעולה זו מאפשרת הביופסיה של השריר שיש לנקוט ב8-10 דקות במהלך 20 או לאחר התקף של פעילות גופנית ממושכת. לחלופין, כאשר חוקרים תקופות קצרות יותר של פעילות גופנית (למשל, 30 דקות או פחות) חתך (ים) יכולות להתבצע לפני הפעילות הגופנית, מכוסים ברוטב סטרילי ולהדק עורך עם קלטת כירורגית, ובכך, המאפשר דגימת הביופסיה שנלקחה במהירות (10 שניות 21-4 דקות 22) לאחר שסיימה את התקף של פעילות גופנית. הזריזות היחסית של ההליך מאפשרת לחוקר ללכוד אירועים תאיים ומולקולריים לפני, במהלך, ואחרי התקף של פעילות גופנית, ועל מנת לבחון את השפעת האינטראקציה של התערבות תזונתית.
המעבדה ביצועי אדם ASU פרסמה כמה מאמרים מבוססים תזונת ספורט ניצול נתונים מדגימות ביופסיה רקמת שריר. תגליות מדעיות חשובות שנעשו מקבוצת המחקר של ASU כוללות:
ביטוי גנים של IL-1β, IL-6, IL-8, וTNF-α הוא גדלו ברקמת שריר שלד המתקבלת מספורטאי סיבולת מנוסים אחרי 3 שעות של ריצה. צריכת פחמימות (60 גרם / hr) נחלשה רמות IL-6 ו IL-8 mRNA למרות שאין השפעה על דלדול הגליקוגן בשריר שלד 8 (איור 2).
= "Jove_content"> התקף אימון התנגדות אינטנסיבי 2-HR מוגבר mRNA ציטוקינים רקמת השריר לIL-1β, IL-6, IL-8, וTNF-α ב30 מרימים משקולות מנוסים (כלומר, אותו ציטוקינים כמוגבהים ריצה הבאה) . העליות בביטוי שריר mRNA הרקמה היו גדולות מדי אך ללא מקביל עלייה ברמות ציטוקינים פלזמה. צריכת פחמימות לא השפיעה על הדפוס של שינוי ברקמת שריר ביטוי mRNA ציטוקינים 9.
בליעת פחמימות על ידי 15 רוכבי אופניים מאומנים נחלשו פלזמה IL-6 בהשוואה לפלצבו, אך לא הייתה כל השפעה על דלדול הגליקוגן רקמת שריר או IL-6, IL-8, ביטוי TNF-α mRNA הבא 2.5 שעות של רכיבה על אופניים 11.
קוורצטין (1,000 מ"ג / יום למשך 3 שבועות) בליעה על ידי 40 רוכבי אופניים מאומנים לא שינו עליות כתוצאה ממאמץ ברקמת שריר NF-κB, COX-2, IL-1β, IL-6, IL-8, או mRNA TNF-α ביטוי בהשוואה לפלצבו 15.
jove_content "> בניגוד למה שנמצא בעכברים 23, קוורצטין / יום מ"ג 1,000 ל2 שבועות היו השפעות צנועות, אך משמעותיות, בסמנים של biogenesis המיטוכונדריה ב26 בני אדם לא מאומנים 13.
נתונים איור 2 המתקבלים מביופסיות רקמות שריר שלד אנושיות. באקראי, מבוקר פלסבו, ספורטאי סיבולת זכר מחקר מוצלב (n = 16) רצו על הליכונים ל3 שעות ב70% 2max VO וצרכו משקאות פחמימות 6% או פלצבו משקאות בשיעור של 1 ליטר / שעה 8. ביופסיות רקמות שריר השלד נלקחו לפני ואחרי אימון, ממוקם מייד בבלוק נתיחה קר כקרח, ורקמת חיבור גלויה ושומן הוסרו בזהירות. דגימת הביופסיה שלאחר מכן הניחה בcryovial, הוקפא בחנקן נוזלי, ומאוחסן ב -8 0 ° C עד לניתוח. () בליעת פחמימות לא השפיע דלדול הגליקוגן בשריר שלד (p = 0.246, אפקט אינטראקציה). עם זאת, צריכת פחמימות נטתה להחליש את העלייה באינטרלוקין רקמת שריר שלד (IL) -6 רמות mRNA, ו (ג) רמות IL-8 mRNA רקמת שריר שלד (p = 0.071 וp = 0.063, אפקט אינטראקציה, (ב) בהתאמה ) 8.
| פריט | כמות לביופסיה |
| כפפות, לא סטרילי | 3 |
| פנקס כחול Durasorb | 2 |
| 1 | |
| תער Prep, חד פעמי | 1 |
| גילוח קרם | פחית חלקית |
| סמן קבוע / סמן בלתי מחיק | לשימוש חוזר |
| Swabsticks פולידין (3 חבילה) | 1 |
| כפפות מנתחים סטרילית (גודל תלוי) | 1 |
| וילון מגבת Fenestrated | 1 |
| תרסיס כלוריד אתיל | 0.1 |
| לידוקאין (1% w / o Epi) | 5 סמ"ק |
| 1 | |
| 25 G 5/8 "מחט | 1 |
| 25 G 1 1/2 "מחט | 1 |
| אזמלים שימוש יחיד w / 11 # להב | 1 |
| 4 x 4 פדה גזת סטרילי | 4 |
| ארוז מחט הביופסיה Bergstrom מעוקרת | 1 |
| 60 מ"ל מזרק | 1 |
| צינורות הארכה | ~ 75 סנטימטר |
| ברזלים מתכת | 1 |
| 1 | |
| טיפ לחתוך צהוב (1-200 μl) פיפטה | 1 |
| מטליות אלכוהול | 5-10 |
| Octylseal, תפרים נוזליים | 1 |
| Steri-רצועת 1/2 "x 4" | 1 |
| תחבושת | 1 |
| 2 x 2 (או 4 x 4) פדה גזה לא סטרילי | 2 (או 1) |
| תחבושת הדבקה (5 מ 'רול) | 0.25 |
| קלטת נייר כדי לאבטח תחבושת הדבקה | ~ 30 סנטימטר |
טבלת 1 שריר ביופסיה חומרי רשימה.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
וידאו זה מספק סיכום צעד אחר צעד של הליך ביופסיה של שריר השלד המשמש במעבדה ביצועי אדם ASU. הליך זה, עם שינויים קטנים, נעשה שימוש כדי לאסוף כ 1,600 ביופסיות שריר במהלך 13 השנים האחרונות. דגימות הביופסיה של השריר סיפקו נתונים חשובים בחקירות מבוססות תזונת ספורט, שהובילו לתגליות מחקר חשובות.
יש הרבה טכניקות קריטיות כדי להיות מודע בעת ביצוע טכניקת הביופסיה של שריר שלד שונה Bergstrom. בראש ובראשונה, צוות הביופסיה חייב לשמור על טכניקת aseptic קפדנית במהלך כל שלבי ההליך. כאשר איתור אתר החתך [1.4] חשוב לציין כי lateralis vastus, כאשר חוזה, הוא יותר קדמי והפרוקסימלי יותר יהיה במצב רגוע במהלך הביופסיה. אם נהלי המחקר דורשים ביופסיות נוספות מאותו הירך, אתר החתך הראשוני צריך להיות מעט דיסטל של נקודת השליש [1.4]; כל ביופסיה שלאחר מכן היא 2-3 הפרוקסימלי סנטימטר לקודם אחד. העובי מודד המשוער skinfold [1.6] מסייע למפעיל להעריך את כמות הרקמה השטחית לfascia, נחישות חשובה לצעדים 2.3.2, 2.4.1, 2.6, 2.6.1, ומפעיל 2.11.The חייב ללמוד לחוש את השינוי בהתנגדות בין הרקמה התת עורית וfascia [2.4.1]. בעת ניהול הרדמה מקומית, מובן זה יבטיח את האיכות של הביופסיה של השריר על ידי הפעלת המפעיל לחדור הרקמה התת עורית כראוי תוך מזעור חשיפה ישירה של רקמת שריר השלד לmyotoxic 17-19 הרדמה מקומית [2.4.2]. כאשר חיתוך דרך הרקמה התת עורית, תחושה של שינוי זה בהתנגדות תספק למפעיל עם אינדיקציה לעומק של fascia [2.6]. המפעיל צריך לרשום נפשי של כמה עמוק האזמל הוא יחסית לעור ואת המיקום היחסי של החתךבfascia [2.6.1]. זה יקטין את כמות הזמן מושקעת על ידי מפעיל חיטוט לחתך fascial ולסייע למפעיל בקביעה אם החלון של מחט הביופסיה הוא לגמרי בשריר. החלון השלם של הצינורית החיצונית (איור 1) חייב להיות בתוך fascia השריר. בנושאים מאוד רזים זה אישר בקלות על ידי בדיקה ויזואלית, לעומת זאת, זה קשה יותר כדי להבטיח בנבדקים עם רקמה התת עורית ניכרת. טכנאי מס '1 חייב ללמוד כדי לאמוד את מידת היניקה מיושמת כאשר המזרק משך פתוח [2.12.1]. יניקה נמוכה יכולה להצביע על איחוד חלש בצומת פיפטה קצה-הביופסיה המחט או החדירה חלקית של מחט הביופסיה לתוך השריר. שני התרחישים להגדיל את הסיכוי שביופסיה חוזרת תהיה צורך להשיג כמות מספקת של רקמת שריר. עם ניסיון, טכנאי מס '1 צריך גם להעריך את כמות הרקמה מקוטעת המבוסס על המידה של התנגדות הרגיש כאשר יניקה היא בeing מיושם. מידע זה צריך להיות מועבר למפעיל. בדומה לכך, המפעיל יכול להעריך את כמות הרקמה מקוטעת המבוססת על "התחושה" של החתך שנעשה בעת סגירת הנקז הפנימי [2.12.2]. המפעיל חייב במהירות קליפ השריר לאחר טכנאי # 1 יוצר יניקה עם המזרק [2.12.2]. גזיר רקמת השריר בנקודת יניקה מקסימלי ישפר תשואת רקמה. השיטה של מספר קליפים עם מעבר אחד של מחט הביופסיה מסייעת להבטיח כי כמות מספקת של רקמות מתקבלת ללימודים וממזערת אי נוחות נושא על ידי הפחתת מספר פעמים את מחט הביופסיה מוכנסת לתוך השריר דרך חתך fascial [ 2.12.4]. המפעיל צריך להוציא את מחט הביופסיה מהחתך עם הילוך איטי, מתפתל תוך שימוש ביד החופשית שלהם כדי להפעיל לחץ נגדי עם גזה סטרילית [2.13]. זה יעזור למנוע את החלון של מחט הביופסיה מלקבל "ניתק" בfascial והעור בcisions. תחושה של התנגדות בעת משיכת המחט עשויה להצביע על קיצוץ חלקי באמצעות השרירים. אם חתך שלם חשוד, המפעיל צריך להפסיק הסרת מחט הביופסיה וחתך מחדש את הסיבים שנותרו על ידי פתיחת מ"מ הנקז 4-5 הפנימי ולהחיל תנועת פיתול קלה כנקז הפנימי סגור. לבסוף, לאחר הסרת מחט הביופסיה, להחיל רטייה קרה לאתר חתך ל10-15 דקות, כמה נושאים עשויים לדרוש פרק זמן ארוך יותר כדי להשיג עצירת דימום [3.1]. לאחר עצירת הדימום הושג, לנקות בזהירות סביב החתך עם רפידות הכנת אלכוהול האזור, ולתת לעור היבש לפני מריחת דבק כירורגים [3.2-3.4]. טכניקות אלו יהיו למקסם את היתרונות של שימוש בדבק כירורגים כדי לסגור את חתך עורי ואת האפקטיביות של התחבושות הדבקה להיצמד לעור. יש דבק כירורגי מספר יתרונות על פני סגרים קלטת ותפרים. נושאים יכולים לממש במרץ במשך שעות מייד לאחר proceדורה ללא דימום מהחתך. דבק כירורגים מספק מכשול פיזי נגד זיהום פוטנציאלי, אינו דורש ההסרה, וממזער את הצלקות.
הליך הביופסיה של השריר הוא פולשנית, בטוח יחסית, וניתן לבצע בהגדרות מחקר ביו בתור הליך ללא אשפוז. רוב הנבדקים לדווח שינוי קטן ביכולתם לנהל את הפעילות יומית רגילה של חיים. כאב ונפיחות מההליך נפתר באופן מלא בתוך 5 עד 7 ימים. תופעות לוואי כמה כבר דיווחו מנושאים המעורבים במחקרים שנערכו באדם ביצועי המעבדה ASU (כ 2 מתוך 1,600, שניהם היו זיהומי עור מקומיים). שיעור ההיארעות זה דומה לדיווחים שפורסמו אחרים. Bergstrom דיווח 3 שכיחות נמוכה מאוד של haematomas תוך שרירית, שresorbed באופן ספונטני, ורק במקרה אחד מתוך יותר מ 5,000 ביופסיות הדורשות התערבות כירורגית כדי לעצור את דימום עורקים. Hennessey et al., באמצעות יניקה הותאם טכניקת Bergstrom, דיווח כי 2 ביופסיות מ83 הביאו שיבוש הפעילויות היומיומיות של הנושא בשל כאב ואי נוחות. אחד מהאירועים אלה היה בשל ecchymosis, ושני האירועים נפתרו בתוך 7 ימים 6. טרנופולסקי et al. לדווח שיעור נמוך מאוד סיבוך עם טכניקת Bergstrom יניקה שונה (22 סיבוכים מ13,914 ביופסיות במבוגרים וילדים 7). סיבוכים כללו דלקת מקומית בעור (8 מקרים), דימום עורקים (2 מקרים), ecchymosis / המטומה (2 מקרים), כאב נמשכת ל> 3 ימים (5 מקרים), ודיסטלי חוסר תחושה המקומית קטן לביופסיה (5 מקרים) 7.
טכניקת הביופסיה של שריר Bergstrom שונה מעלה את איכות הנתונים שנאספו במהלך מחקר תוך הטלת מגבלות זמן מינימאלית. ההליך יכול להסתיים במהירות כאשר אתר החתך מוכן מבעוד מועד, pas בודדים של 3-4 קליפים בדרך כלל תשואות 100 עד 200 מ"ג של רקמה, וניתן לקחת ביופסיות מרובות מנושא במהלך פגישה אחת. דגימות שריר שנאספו עם טכניקה זו יכולה לשמש למגוון רחב של מדדי תוצאה, לרבות הקלדת סיבים, נזק לשרירים, חנויות מצע דלק, קיום חיים של המיטוכונדריה ונשימה, פעילות אנזים, משמרות במטבוליטים, סינתזת חלבון, ביטוי גנים לדלקת ועקה חמצונית , ועוד רבים אחרים.
קבלת דגימת הביופסיה השריר מlateralis vastus מציעה יתרונות על פני שרירים אחרים מועמד (לדוגמא, brachii שריר הזרוע, deltoid, הגסטרוקנמיוס, עצם השוקה הקדמית, יד האחורית brachii, ושרירי soleus). Lateralis vastus הוא השריר הנפוץ ביותר שנדגם, וכמות נרחבת של היסטולוגית נורמטיבי, ביוכימי, ונתונים ביולוגיה מולקולריים קיימים לחוקר והקלינאי כדי להשוות הממצאים והתצפיות שלהם. שנית, השטח של vastus lateralis בי INCIsions נעשים הוא גדול יחסית ואין לו כלי דם גדולים או עצבים שכיסה את האזור. כך, במהלך מבחן ניתנו חתכים מרובים באותו השריר צריכים להיעשות, כל 2-3 סנטימטר זו מזו, כדי למנוע שינויים מושרה טראומה בביטוי גנים 24. קבלת ביופסיות מרובות מאותה השריר דרך חתכים נפרדים אינו, ככל הנראה, לשנות את תגובת תעתיק של גנים מגיבים ללחץ של תרגיל 24,25. עם זאת, הביטוי של גנים מסוימים עשוי להיות מושפע כאשר ביופסיה שנייה נלקחה דרך אותו החתך כמה שעות מאוחר יותר 24. לבסוף, נבדקים יכולים לעסוק ב2-3 שעות של פעילות גופנית עם חוסר נוחות קטן כאשר הביופסיה של השריר מתקבלת מlateralis vastus. נושאים רבים להשוות את אי הנוחות שלאחר הביופסיה לחבלה קלה. זה מאפשר למראש לדגימות שלאחר אימון כדי להתקבל עם נטל נושא קצת 3,8,11,26.
לסיכום, שיטה לחילוץ דגימות ביופסיה של שריר שלד אנושית באמצעות טכניקת Bergstrom שונה תואר. הליך ביופסיה של שריר זה הוא בטוח יחסית ומספק את החוקר עם רקמת שריר שלד בשפע למבחנים תאיים ומולקולריים במורד הזרם מרובים. ההליך יכול להסתיים במהירות, המאפשר לחוקר לקבל מראש, באמצע, ולאחר פעילות גופנית (או התערבות אחרת) דגימות ביופסיה.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Acknowledgments
אין מימון להכריז.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Bergström biopsy needle, 5 x 100 mm | 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 | 30 cc vial |
| Ethyl chloride spray | Dealmed | 386020 | 3.5 fl. Oz. bottle |
| 5 ml syringe w/ 21 G needle | Fisher | 14-827-48 | case of 100 |
| 25 G 5/8" needle | Fisher | 14-826AA | case of 100 |
| 25 G 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 50 ft |
| 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 (5 m 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. , Centers for Disease Control and Prevention. (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).
