Name: collection of skeletal muscle biopsies from the superior compartment of human musculus tibialis anterior for mechanical evaluation
Uploaded: 2020-09-27T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Collection of Skeletal Muscle Biopsies from the Superior Compartment of Human Musculus Tibialis Anterior for Mechanical Evaluation at JoVE.com

نشكر ميكايلا راو، وليا فيديا ريسمان، ومايكل مارش، وجانينا- صوفي تينلر، وكيليان كيميكامب، وفولفغانغ لينكه على مساعدتهم في المشروع. تم تمويل هذا المشروع من قبل مؤسسة ميركور (ID: An-2016-0050) إلى DH.

ملاحظة: فيما يلي، نحدد بروتوكولًا لحصاد الألياف غير التالفة ميكانيكيًا من TA من المتطوعين الذين تم تسجيلهم في دراسة مستمرة منفصلة. هذا البروتوكول مشابه لذلك الذي وصفه Shanely وآخرون3، الذين وصفوا تقنية Bergström المعدلة في vastus lateralis. تم صقل المعلومات المقدمة هنا من قبل مجموعتنا البحث?...

<ol>
	<li>Franchi, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Architectural,+functional+and+molecular+responses+to+concentric+and+eccentric+loading+in+human+skeletal+muscle.">Architectural, functional and molecular responses to concentric and eccentric loading in human skeletal muscle.</a> Acta Physiologica. 210 (3), 642-654 (2014).</li><li>Duchene, G. B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=De+la+paralysie+musculaire+pseudo-hypertrophique,+ou+paralysie+myo-scl&#233;rosique+/+par+le+Dr+Duchenne+(de+Boulogne).">De la paralysie musculaire pseudo-hypertrophique, ou paralysie myo-scl&#233;rosique / par le Dr Duchenne (de Boulogne).</a> Archives of General Internal Medicine. 11 (30), (1868).</li><li>Shanely, R. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+skeletal+muscle+biopsy+procedures+using+the+modified+Bergstr&#246;m+technique.">Human skeletal muscle biopsy procedures using the modified Bergstr&#246;m technique.</a> Journal of Visualized Experiments. (91), e51812 (2014).</li><li>Evans, W. J., Phinney, S. D., Young, V. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Suction+applied+to+a+muscle+biopsy+maximizes+sample+size.">Suction applied to a muscle biopsy maximizes sample size.</a> Medicine and Science in Sports and Exercise. 14 (1), 101-102 (1982).</li><li>Bergstrom, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Percutaneous+needle+biopsy+of+skeletal+muscle+in+physiological+and+clinical+research.">Percutaneous needle biopsy of skeletal muscle in physiological and clinical research.</a> Scandinavian Journal of Clinical and Laboratory Investigation. 35 (7), 609-616 (1975).</li><li>Baczynska, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+Vastus+Lateralis+Skeletal+Muscle+Biopsy+Using+the+Weil-Blakesley+Conchotome.">Human Vastus Lateralis Skeletal Muscle Biopsy Using the Weil-Blakesley Conchotome.</a> Journal of Visualized Experiments. (109), e53075 (2016).</li><li>Pesta, D., Gnaiger, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-resolution+respirometry:+OXPHOS+protocols+for+human+cells+and+permeabilized+fibers+from+small+biopsies+of+human+muscle.">High-resolution respirometry: OXPHOS protocols for human cells and permeabilized fibers from small biopsies of human muscle.</a> Methods in Molecular Biology. 810, 25-58 (2012).</li><li>Buck, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-resolution+respirometry+of+fine-needle+muscle+biopsies+in+pre-manifest+Huntington's+disease+expansion+mutation+carriers+shows+normal+mitochondrial+respiratory+function.">High-resolution respirometry of fine-needle muscle biopsies in pre-manifest Huntington's disease expansion mutation carriers shows normal mitochondrial respiratory function.</a> Plos One. 12 (4), 01175248 (2017).</li><li>Murgia, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single+Muscle+Fiber+Proteomics+Reveals+Fiber-Type-Specific+Features+of+Human+Muscle+Aging.">Single Muscle Fiber Proteomics Reveals Fiber-Type-Specific Features of Human Muscle Aging.</a> Cell Reports. 19 (11), 2396-2409 (2017).</li><li>Friedmann-Bette, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+strength+training+with+eccentric+overload+on+muscle+adaptation+in+male+athletes.">Effects of strength training with eccentric overload on muscle adaptation in male athletes.</a> European Journal of Applied Physiology. 108 (4), 821-836 (2010).</li><li>McPhee, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+contributions+of+fibre+atrophy,+fibre+loss,+in+situ+specific+force+and+voluntary+activation+to+weakness+in+sarcopenia.">The contributions of fibre atrophy, fibre loss, in situ specific force and voluntary activation to weakness in sarcopenia.</a> The Journals of Gerontology. Series A, Biological Sciences and Medical Sciences. 73 (10), 1287-1294 (2018).</li><li>Nocella, M., Cecchi, G., Bagni, M. A., Colombini, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Force+enhancement+after+stretch+in+mammalian+muscle+fiber:+no+evidence+of+cross-bridge+involvement.">Force enhancement after stretch in mammalian muscle fiber: no evidence of cross-bridge involvement.</a> American Journal of Physiology. Cell Physiology. 307 (12), 1123-1129 (2014).</li><li>Patel, J. R., McDonald, K. S., Wolff, M. R., Moss, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ca2++binding+to+troponin+C+in+skinned+skeletal+muscle+fibers+assessed+with+caged+Ca2++and+a+Ca2++fluorophore.+Invariance+of+Ca2++binding+as+a+function+of+sarcomere+length.">Ca2+ binding to troponin C in skinned skeletal muscle fibers assessed with caged Ca2+ and a Ca2+ fluorophore. Invariance of Ca2+ binding as a function of sarcomere length.</a> The Journal of Biological Chemistry. 272 (9), 6018-6027 (1997).</li><li>Hessel, A. L., Joumaa, V., Eck, S., Herzog, W., Nishikawa, K. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimal+length,+calcium+sensitivity+and+twitch+characteristics+of+skeletal+muscles+from+mdm+mice+with+a+deletion+in+N2A+titin.">Optimal length, calcium sensitivity and twitch characteristics of skeletal muscles from mdm mice with a deletion in N2A titin.</a> The Journal of Experimental Biology. 222, (2019).</li><li>Joumaa, V., Herzog, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calcium+sensitivity+of+residual+force+enhancement+in+rabbit+skinned+fibers.">Calcium sensitivity of residual force enhancement in rabbit skinned fibers.</a> American Journal of Physiology. Cell Physiology. 307 (4), 395-401 (2014).</li><li>Joumaa, V., Rassier, D. E., Leonard, T. R., Herzog, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+origin+of+passive+force+enhancement+in+skeletal+muscle.">The origin of passive force enhancement in skeletal muscle.</a> American Journal of Physiology. Cell Physiology. 294 (1), 74-78 (2008).</li><li>Hilber, K., Galler, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+properties+and+myosin+heavy+chain+isoform+composition+of+skinned+skeletal+muscle+fibres+from+a+human+biopsy+sample.">Mechanical properties and myosin heavy chain isoform composition of skinned skeletal muscle fibres from a human biopsy sample.</a> Pflugers Archiv: European Journal of Physiology. 434 (5), 551-558 (1997).</li><li>Miller, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronic+heart+failure+decreases+cross-bridge+kinetics+in+single+skeletal+muscle+fibres+from+humans.">Chronic heart failure decreases cross-bridge kinetics in single skeletal muscle fibres from humans.</a> The Journal of Physiology. 588, 4039-4053 (2010).</li><li>Pinnell, R. A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Residual+force+enhancement+and+force+depression+in+human+single+muscle+fibres.">Residual force enhancement and force depression in human single muscle fibres.</a> Journal of Biomechanics. 91, 164-169 (2019).</li><li>Einarsson, F., Runesson, E., Frid&#233;n, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Passive+mechanical+features+of+single+fibers+from+human+muscle+biopsies--effects+of+storage.">Passive mechanical features of single fibers from human muscle biopsies--effects of storage.</a> Journal of Orthopaedic Surgery and Research. 3, 22 (2008).</li><li>Flann, K. L., LaStayo, P. C., McClain, D. A., Hazel, M., Lindstedt, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Muscle+damage+and+muscle+remodeling:+no+pain,+no+gain.">Muscle damage and muscle remodeling: no pain, no gain.</a> The Journal of Experimental Biology. 214, 674-679 (2011).</li><li>Commission for Hospital Hygiene and Infection Prevention (KRINKO), Federal Institute for Drugs and Medical Devices (BfArM). <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anforderungen+an+die+Hygiene+bei+der+Aufbereitung+von+Medizinprodukten+[Hygiene+requirements+for+the+reprocessing+of+medical+devices].">Anforderungen an die Hygiene bei der Aufbereitung von Medizinprodukten [Hygiene requirements for the reprocessing of medical devices].</a> Bundesgesundheitsblatt, Gesundheitsforschung, Gesundheitsschutz. 55 (10), 1244-1310 (2012).</li><li>Koch-Institut, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Erg&#228;nzung+zur+Empfehlung+Anforderungen+an+die+Hygiene+bei+der+Aufbereitung+von+Medizinprodukten.">Erg&#228;nzung zur Empfehlung Anforderungen an die Hygiene bei der Aufbereitung von Medizinprodukten.</a> RKI-Bib1. , (2018).</li><li>Rutala, W. A., Weber, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Disinfection+and+sterilization+in+healthcare+facilities.">Disinfection and sterilization in healthcare facilities.</a> Practical Healthcare Epidemiology. , 58-81 (2018).</li><li>Rassier, D. E., MacIntosh, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sarcomere+length-dependence+of+activity-dependent+twitch+potentiation+in+mouse+skeletal+muscle.">Sarcomere length-dependence of activity-dependent twitch potentiation in mouse skeletal muscle.</a> BMC Physiology. 2, 19 (2002).</li><li>Mounier, Y., Holy, X., Stevens, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Compared+properties+of+the+contractile+system+of+skinned+slow+and+fast+rat+muscle+fibres.">Compared properties of the contractile system of skinned slow and fast rat muscle fibres.</a> Pflugers Archiv: European Journal of Physiology. 415 (2), 136-141 (1989).</li><li>Henriksson, K. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Semi-open+muscle+biopsy+technique.+A+simple+outpatient+procedure.">Semi-open muscle biopsy technique. A simple outpatient procedure.</a> Acta Neurologica Scandinavica. 59 (6), 317-323 (1979).</li><li>Dietrichson, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conchotome+and+needle+percutaneous+biopsy+of+skeletal+muscle.">Conchotome and needle percutaneous biopsy of skeletal muscle.</a> Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry. 50 (11), 1461-1467 (1987).</li><li>Iachettini, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tibialis+anterior+muscle+needle+biopsy+and+sensitive+biomolecular+methods:+a+useful+tool+in+myotonic+dystrophy+type+1.">Tibialis anterior muscle needle biopsy and sensitive biomolecular methods: a useful tool in myotonic dystrophy type 1.</a> European Journal of Histochemistry. 59 (4), 2562 (2015).</li><li>Cotter, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Suction-modified+needle+biopsy+technique+for+the+human+soleus+muscle.">Suction-modified needle biopsy technique for the human soleus muscle.</a> Aviation, Space, and Environmental Medicine. 84 (10), 1066-1073 (2013).</li><li>Edwards, R. H., Round, J. M., Jones, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Needle+biopsy+of+skeletal+muscle:+a+review+of+10+years+experience.">Needle biopsy of skeletal muscle: a review of 10 years experience.</a> Muscle &amp; Nerve. 6 (9), 676-683 (1983).</li><li>Gibreel, W. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Safety+and+yield+of+muscle+biopsy+in+pediatric+patients+in+the+modern+era.">Safety and yield of muscle biopsy in pediatric patients in the modern era.</a> Journal of Pediatric Surgery. 49 (9), 1429-1432 (2014).</li><li>Cuisset, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Muscle+biopsy+in+children:+Usefulness+in+2012.">Muscle biopsy in children: Usefulness in 2012.</a> Revue Neurologique. 169 (8-9), 632-639 (2013).</li><li>Nilipor, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+one+hundred+pediatric+muscle+biopsies+during+a+2-year+period+in+mofid+children+and+toos+hospitals.">Evaluation of one hundred pediatric muscle biopsies during a 2-year period in mofid children and toos hospitals.</a> Iranian Journal of Child Neurology. 7 (2), 17-21 (2013).</li><li>Schiaffino, S., Reggiani, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fiber+types+in+mammalian+skeletal+muscles.">Fiber types in mammalian skeletal muscles.</a> Physiological Reviews. 91 (4), 1447-1531 (2011).</li><li>Wang, K., Wright, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Architecture+of+the+sarcomere+matrix+of+skeletal+muscle:+immunoelectron+microscopic+evidence+that+suggests+a+set+of+parallel+inextensible+nebulin+filaments+anchored+at+the+Z+line.">Architecture of the sarcomere matrix of skeletal muscle: immunoelectron microscopic evidence that suggests a set of parallel inextensible nebulin filaments anchored at the Z line.</a> The Journal of Cell Biology. 107 (6), 2199-2212 (1988).</li><li>Ma, W., Gong, H., Irving, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Myosin+head+configurations+in+resting+and+contracting+murine+skeletal+muscle.">Myosin head configurations in resting and contracting murine skeletal muscle.</a> International Journal of Molecular Sciences. 19 (9), (2018).</li><li>Ma, W., Gong, H., Kiss, B., Lee, E. J., Granzier, H., Irving, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thick-Filament+Extensibility+in+Intact+Skeletal+Muscle.">Thick-Filament Extensibility in Intact Skeletal Muscle.</a> Biophysical Journal. 115 (8), 1580-1588 (2018).</li><li>Bonafiglia, J. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comparison+of+pain+responses,+hemodynamic+reactivity+and+fibre+type+composition+between+Bergstr&#246;m+and+microbiopsy+skeletal+muscle+biopsies.">A comparison of pain responses, hemodynamic reactivity and fibre type composition between Bergstr&#246;m and microbiopsy skeletal muscle biopsies.</a> Current Research in Physiology. 3, 1-10 (2020).</li><li>Wickiewicz, T. L., Roy, R. R., Powell, P. L., Edgerton, V. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Muscle+architecture+of+the+human+lower+limb.">Muscle architecture of the human lower limb.</a> Clinical Orthopaedics and Related Research. (179), 275-283 (1983).</li></ol>

في هذا التقرير، وصفنا تقنية لخزعة الأنسجة العضلية غير التالفة هيكليا من TA. وجدنا أن هذا الإجراء ينتج محتوى مقبول من ألياف العضلات القابلة للاستخدام (5-10 الألياف حزمة الاستعدادات لكل 50 ملغ من الأنسجة التي تم جمعها) للاختبار الميكانيكية. علاوة على ذلك، كان لدينا ما يكفي من الأنسجة لمتابعة ال?...

دراسة فسيولوجيا العضلات البشرية لأغراض سريرية أو بحثية غالبا ما يتطلب خزعات العضلات. على سبيل المثال، أحد التحديات الرئيسية في علم وظائف الأعضاء في العضلات البشرية والميكانيكا الحيوية هو التمييز بين وفهم مختلف التعديلات من أداء العضلات لممارسة الرياضة. لا تشمل تعديلات الأداء فقط التعديلات الهيكلية (على سبيل المثال، التغيرات في البروتينات المتقلصة، والهندسة العضلية) ولكنها تشمل أيضًا التعديلات العصبية1، والتي يصعب جدًا ، إن لم يكن من المستحيل ، تقييمها بشكل منفصل عند اختبار عضلات الإنسان سليمة في الموقع. تجارب على مستوى الألياف إزالة هذه المكونات أعلى من أجل وتسمح لتقييم أكثر مباشرة من تقلص العضلات ويمكن جمعها عن طريق تقنيات خزعة. وقد تم جمع خزعات العضلات منذ ما لا يقل عن 18682. اليوم، تقنية السائدة لجمع خزعات العضلات هو تعديل تقنية Bergström3،4،5، على الرغم من أن التقنيات الأخرى المتاحة بما في ذلك استخدام conchotome ويل- بليكسلي6 أو ما يسمى غرامة إبرة7،8. كل هذه التقنيات استخدام أدوات خاصة مثل إبرة التي تم تصميمها لتمرير في العضلات وقطع قطعة من الأنسجة. على وجه التحديد، تستخدم تقنية Bergström المعدلة إبرة كبيرة معدلة (حجم إبرة 5 مم هنا؛ الشكل 1) التي لديها نافذة قريبة من طرف إبرة وtrocar الداخلية أصغر التي تتحرك صعودا وهبوطا الإبرة، وقطع العضلات عند تمرير عبر نافذة إبرة. داخل هذا trocar هالو هو ramrod الذي يتحرك صعودا وهبوطا في رمح trocar ويدفع خزعة نحو نافذة إبرة. لسحب العضلات في نافذة إبرة، يتم إرفاق خرطوم شفط، الذي تمتص الهواء من الإبرة ويسحب العضلات في نافذة إبرة عن طريق الضغط السلبي.
غالبًا ما يتم الحصول على خزعات العضلات لدراسة التغيرات في محتوى البروتين أو التعبير الجيني أو المورفولوجيا الناجمة عن المرض أو في استجابة لبرنامج ممارسة1،9،10،11. آخر الاستخدام الحرج للخزعات العضلات هو التجارب الميكانيكية مثل قياس قوة الألياف المتقلصة، وتصلب الألياف العضلية، وخصائص العضلات التي تعتمد على التاريخ12،13،14،15،16. يتم قياس الألياف واحدة أو الألياف الميكانيكا حزمة من خلال ربط الألياف بين محرك طول وقوة محول على الحفارات المتخصصة التي تتحكم في طول الألياف في حين قياس القوة في وقت واحد. من خلال الألياف التميزيم (على سبيل المثال، سلخ) الألياف، يصبح غشاء ساركلوما نفاذية للمواد الكيميائية في محلول الحمام، مما يسمح للتحكم في التنشيط عن طريق تركيز الكالسيوم متفاوتة. وعلاوة على ذلك، يمكن بسهولة تقييم تأثير خصائص التقلص على المواد الكيميائية/ المستحضرات الصيدلانية/البروتينات الأخرى عن طريق إضافة الكاشف المعني إلى محلول الحمام. ومع ذلك، في حين أن هذه التقنية تستخدم بشكل كبير في نماذج حيوانية أخرى، فقد أجريت دراسات أقل بشكل ملحوظ اختبارات ميكانيكية على الألياف الجلدية من خزعات العضلات البشرية17،18،19. أحد الأسباب هو أن أدوات الخزعة والبروتوكولات مصممة لإزالة الأنسجة العضلية قدر الإمكان مع مراعاة أقل لمستوى الضرر الهيكلي الذي لحقت به أثناء استخراج الأنسجة. في الواقع، يشير بروتوكول خزعة الأخيرة لدفع إبرة الخزعة في العضلات وجمع 2-4 قطع من العضلات3. العملية نفسها لا تضر كثيراً بالحمض النووي أو مادة البروتين، ولكنها غالباً ما تدمر الألياف والهياكل الساركية بطريقة يصبح فيها تنشيط ألياف العضلات غير مستقر أو مستحيلاً. وعلاوة على ذلك، الطول النسبي للألياف داخل خزعة عادة قصيرة (<2 مم) وليس من السهل التعامل معها للاختبارات الميكانيكية. بالنسبة للاختبارات الميكانيكية، تكون الألياف المثالية طويلة (3-5 مم) وليست تالفة هيكلياً.
ويمكن استخدام تقنيات استخراج الأنسجة أكثر تقدما للحد من تلف الألياف. فعلى سبيل المثال، استفادت إحدى المجموعات20 من "العمليات الجراحية المفتوحة" المخطط لها من قبل للساعدين (مثل إصلاح كسر العظام)، حيث تعرضت العضلات بالكامل وتمكن الجراح من تصور بنية العضلات وتشريح العينات الكبيرة نسبياً وغير التالفة هيكلياً (15 مم × 5 مم × 5 مم). ويفضل هذا الأسلوب "خزعة مفتوحة" عندما يخضع المشاركون لإجراء المخطط له سابقا، وبالتالي يحد من مجموعة من المشاركين المحتملين، وخاصة بالنسبة للبالغين الأصحاء، حيث لا تجري عمليات جراحية خلاف ذلك. وهكذا، يتم إجراء العديد من الخزعات لأغراض البحث كإجراء خارجي ويتم الاحتفاظ بموقع الشق الصغير قدر الإمكان للحد من خطر العدوى، والندوب، ووقت الشفاء. لذلك ، يتم جمع معظم الخزعات بشكل أعمى (أي ، المشغل غير قادر على رؤية إبرة التجميع أثناء مرورها من خلال اللفافة في العضلات). وهذا يعني أن نوعية الخزعة تعتمد بشكل كامل تقريبا على مهارة وخبرة المشغل. كل عضلة لها صعوباتها الخاصة عند جمع الأنسجة، مثل مخاطر انتهاك الأعصاب والأوعية الدموية، واختيار عمق المجموعة المثالي والموقع، واتخاذ قرار بشأن موقف الجسم المناسب للحفاظ على العضلات كما الركود ممكن. لسوء الحظ، لا يتم كتابة معظم skillsets العضلات محددة أسفل وهكذا يجب على كل طبيب "إعادة اختراع العجلة" عند إجراء الخزعات على العضلات الجديدة لهم. هذا النقص في الخبرة يؤدي عادة إلى عدة مجموعات ذات جودة منخفضة حتى يحدد الطبيب أفضل الممارسات للخزعات على تلك العضلات. غالبًا ما يتعلم الأطباء المبتدئون المهارة من خلال المحادثات مع زملائهم الأكثر خبرة ، ولكن هناك عدد قليل نسبيًا من النصوص المفيدة والمراجعة من الأقران حول هذه المسألة ، خاصة بالنسبة للعضلات التي لا تستخدم تقليديًا لجمع الخزعة. وإذا نظرنا إلى المعلومات المذكورة أعلاه، إلى جانب صعوبة توظيف متطوعين بشريين من أجل الخزعات، فمن الواضح أن هناك حاجة إلى مزيد من المعلومات التعليمية التي تزيد من فرص النجاح لكل مشارك.
وهكذا، كان الغرض من هذه الورقة لتقديم تقنية خزعة العضلات التي توفر بروتوكولات لجمع ناجحة من خزعات العضلات مع طويلة، شظايا الألياف التالفة للاختبارات الميكانيكية. وعادة ما يتم إجراء خزعات العضلات البشرية على, والجزء الأكبر من مواد التدريب خزعة على, وsulus vastus lateralis. حجمها العضلي الكبير نسبيا وموقع سطحي بالنسبة للبشرة يسمح لجمع الأنسجة العضلية الكافية، مع تقليل عدم الراحة المريض والصدمات الجسدية1،21. ومع ذلك ، هناك بعض القيود على استخدام lateralis vastus لدراسات التدريب الطولي. على سبيل المثال، خلال البروتوكولات التجريبية التي تتضمن برنامجًا تدريبيًا، يجب على المشاركين الامتناع عن التدريب الإضافي خارج الدراسة لفترة تمتد في كثير من الأحيان من شهرين إلى ستة أشهر. للرياضيين، وهذا غالبا ما يكون غير ممكن، كما يتم تدريب عادة في لالييس vastus خلال التمارين النموذجية (على سبيل المثال، القرفصاء، يقفز)، أو يستخدم عموما لهذه الرياضة (على سبيل المثال، الجري، وركوب الدراجات). يمكن أن تسبب هذه التجارب التدريبية المنفصلة بعيدًا عن هدف الدراسة تعديلات عضلية تغير ميكانيكا العضلات والهندسة المعمارية وعلم وظائف الأعضاء بطريقة يصعب أو يستحيل معها معرفة التأثير الحقيقي للبروتوكول التجريبي للدراسة على خصائص العضلات. لهذه الأنواع من الدراسات، سيكون من المثالي لتحديد العضلات المستهدفة التي غالبا ما تكون ليست محور أفواج التدريب. وmusculus tibialis الأمامي (TA) هو العضلات الهدف المثالي الذي يلبي المتطلبات المذكورة أعلاه. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن توجيه التدخلات التدريبية نحو المساعدة الفنية باستخدام نُهج يمكن التحكم فيها، مثل استخدام مقياس دينامومتر. هناك تقريبا أي مواد تدريبية تتعلق خزعة العضلات TA. لذلك، قمنا بتطوير بروتوكول معدل لجمع خزعات العضلات غير التالفة نسبيا من TA.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>26 guage subcutaneous needle with 2 ml glass syringe</td>
			<td>B. Braun Melsungen AG 
			Carl-Braun-Stra&#223;e 1 
			34212 Melsungen, Hessen 
			Germany 
			&#160;</td>
			<td>4606027V</td>
			<td>Drug administration</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5mm Berst&#246;m needle</td>
			<td>homemade</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Tissue collection. Similar to other Berst&#246;m needles</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acrylastic</td>
			<td>BSN medical GmbH 
			22771 Hamburg</td>
			<td>269700</td>
			<td>elastic compression bandage</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Complete protease inhibitor cocktail</td>
			<td>Roche Diagnostics, Mannheim, Germany</td>
			<td>11836145001</td>
			<td>Protease inhibitor tabeletes added to all solutions that hold muscle tissue.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cutasept</td>
			<td>PAUL HARTMANN AG 
			Paul-Hartmann-Stra&#223;e 12 
			89522 Heidenheim 
			Germany</td>
			<td>9805630</td>
			<td>Disenfectant spray for the skin</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Leucomed T plus</td>
			<td>BSN medical GmbH 
			22771 Hamburg</td>
			<td>7238201</td>
			<td>Transparent wound dressing with wound pad to seal the wound and protect against infection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Leukostrip</td>
			<td>Smith and Nephew medical Limitied 101 Hessle road, 
			Hull 
			Great Britain</td>
			<td>66002876</td>
			<td>wound closure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical disposable scalpels</td>
			<td>Aesculap AG 
			Am Aesculap-Platz 
			78532 Tuttlingen 
			Germany</td>
			<td>BA200 series</td>
			<td>Incision</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Unihaft cohesive elastic bandage</td>
			<td>BSN medical GmbH 
			22771 Hamburg</td>
			<td>4589600</td>
			<td>cohesive elastic bandage that protects against mechanical impact</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylocitin 2% with Epinephrin</td>
			<td>Milbe GmbH 
			M&#252;nchner Stra&#223;e 15 
			06796 Brehna 
			Germany</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Controlled substance anesthesia, vasoconstriction</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

collection of skeletal muscle biopsies from the superior compartment of human musculus tibialis anterior for mechanical evaluation

الخصائص الميكانيكية للألياف الهيكل العظمي التعاقد هي مؤشرات حاسمة من صحة العضلات العامة, وظيفة, والأداء. غالبًا ما يتم جمع خزعات العضلات الهيكلية البشرية لهذه المساعي. ومع ذلك، هناك عدد قليل نسبيا من الأوصاف التقنية لإجراءات خزعة، خارج العضلات الأكثر استخداما vastus lateralis، وتتوفر. على الرغم من أن تقنيات الخزعة غالبا ما يتم تعديلها لاستيعاب خصائص كل عضلة قيد الدراسة، إلا أن القليل من التقارير الفنية تشارك هذه التغييرات في المجتمع الأكبر. وهكذا، غالبا ما يضيع الأنسجة العضلية من المشاركين الإنسان كما المشغل إعادة اختراع العجلة. توسيع المواد المتاحة على الخزعات من مجموعة متنوعة من العضلات يمكن أن تقلل من حادث الخزعات الفاشلة. يصف هذا التقرير الفني اختلافًا في تقنية Bergström المعدلة على الـ musculus tibialis الأمامي الذي يحد من تلف الألياف ويوفر أطوال الألياف الكافية للتقييم الميكانيكي. الجراحة هي عملية خارجية يمكن الانتهاء منها في غضون ساعة. فترة الشفاء من هذا الإجراء فورية للنشاط الخفيف (أي المشي)، تصل إلى ثلاثة أيام لاستئناف النشاط البدني العادي، وحوالي أسبوع واحد لرعاية الجروح. يمكن استخدام الأنسجة المستخرجة لتجارب القوة الميكانيكية وهنا نقدم بيانات التنشيط التمثيلية. هذا البروتوكول هو مناسبة لمعظم أغراض جمع، يحتمل أن تتكيف مع العضلات الهيكلية الأخرى، ويمكن تحسينها عن طريق إدخال تعديلات على إبرة جمع.

وكان الالتزام كامل الوقت للمشارك حوالي ساعة واحدة (10 دقيقة التشاور، 10 دقيقة الموجات فوق الصوتية، 20 دقيقة إعداد عملية جراحية وإدارة التخدير، 10 دقيقة الجراحة، و 10 دقيقة الانتعاش). في كثير من الأحيان ، قام المشاركون بتنشيط TA دون وعي ويحتاجون إلى تذكيرات متسقة للحفاظ على العضلات مريحة قدر الإ?...

Watch this Scientific Journal Video about Collection of Skeletal Muscle Biopsies from the Superior Compartment of Human Musculus Tibialis Anterior for Mechanical Evaluation at JoVE.com

Collection of Skeletal Muscle Biopsies from the Superior Compartment of Human Musculus Tibialis Anterior for Mechanical Evaluation

يصف هذا التقرير الفني الاختلاف في تقنية Bergström المعدلة لخزعة من العضلة المُوسة في الزولو الأمامي الذي يحد من تلف الألياف.

جمع خزعات العضلات الهيكل العظمى من المقصورة العليا من الإنسان Musculus Tibialis الأمامي للتقييم الميكانيكي

The mechanical properties of contracting skeletal fibers are crucial indicators of overall muscle health, function, and performance. Human skeletal muscle ...

مرحبا بكم في جامعة الرور بوخوم، كلية العلوم الرياضية. اليوم، سوف نبرهن على جمع خزعات العضلات الهيكلية من المقصورة العليا للعضلات البشرية في الزولو الأمامي. في حين أن تقنيات الخزعة فعالة في جمع أنسجة العضلات ، وغالبا ما تتضرر الألياف هيكليا في مثل هذه الطريقة التي يصعب فيها تقييم ميكانيكا الألياف.نقدم تبايناً في تقنية Bergstrom المعدلة التي تحد من تلف الألياف وتزيد من طول الألياف بحيث يمكن إجراء التقييم الميكانيكي للألياف البشرية. سيتم إجراء المظاهرة من قبل طبيب الفريق، الدكتور ماركوس دي ماريس وعلماء الأبحاث، الدكتور دانيال هان وأنتوني هيسل. يجتمع المشارك والطبيب أولاً لمراجعة ومناقشة الإجراء.وإذا اقتنع المشارك، يوقع على عقد الموافقة الطوعية المستنيرة. تعليمات الموضوع لوضع سوبين والحفاظ على أطرافهم استرخاء قدر الإمكان. Dorsiflex قدم المشارك بحيث أن الأمامي tibialis هو الركود.استخدم مسبار الموجات فوق الصوتية لتصور الطائرة العرضية من المقصورة السطحية داخل بطن العضلات الأمامية، وتحديد منطقة خزعة مع عدم وجود الشرايين الرئيسية أو الأعصاب. وأخيرا، سجل عمق aponeurosis المركزية بحيث يتم أبدا مدفوعة إبرة جمع الماضي هذه النقطة. قم بتدوير مسبار الموجات فوق الصوتية للوصول إلى مستوى القوس في المنطقة المستهدفة المحددة.حفظ صورة لحجم العضلات مع كراسات مرئية. يتم تعقيم أدوات الجراحة وإعدادها قبل العملية ويتم وصفها بالكامل في البروتوكول المكتوب. إبرة بيرغستروم لديها نافذة قريبة من الطرف.داخل هذه الإبرة هو trocar أصغر جوفاء، الذي يتحرك صعودا وهبوطا في رمح ويقطع العضلات عند تمريرها فوق نافذة إبرة. داخل trocar هو ramrod أصغر التي تستخدم لدفع خزعة من trocar. لسحب العضلات في نافذة الإبرة ، يتم توصيل خرطوم شفط إلى الجزء العلوي من الإبرة التي تمتص الهواء من الإبرة وتسحب العضلات من خلال نافذة الإبرة عن طريق الضغط السلبي.إرشاد المشارك لوضع سوبين على طاولة الإجراءات والاسترخاء عضلات الساق. تكرار dorsiflexion الكاحل طفيفة المستخدمة أثناء التصوير بالموجات فوق الصوتية، ومن ثم إصلاح مفصل الكاحل للحد من التناوب أثناء العملية. حلاقة وتطهير منطقة الشق الهدف.التالي إدارة حقن سطحية من 1.5 CCs من 2٪ xylocitin مع الإبينيفرين. هذا يعمل كمخدر موضعي و انقباض السفينة. الوقت تؤثر 20 إلى 30 دقيقة.إزالة خط البصر للمريض إلى موقع الخزعة مع شاشة. في موقع الخزعة الذي تم تمييزه سابقًا، قم بعمل فتحة قريبة سنتيمتر واحد لشق مع مشرط معقمة تخترق الجلد والفصالة، مما يعرض الأنسجة العضلية الكامنة. ضع إبرة الخزعة فوق الشق واوجهها عموديًا على الجلد.ادفع إبرة الخزعة من نصف إلى سنتيمتر واحد في العضلات. قد يكون هناك بعض المقاومة الخفيفة لحركة إبرة، ولكن أي مقاومة إضافية غير طبيعية وغالبا ما يشير إلى شق غير كفؤ. المقبل توجيه الإبرة إلى وضعية إلى وضعية قريبة، ودفع الإبرة آخر واحد إلى اثنين من سنتيمتر في العضلات.التوجه الدقيق وعمق السفر من الإبرة سيكون مشارك محدد. وهكذا تستند إلى فحص الموجات فوق الصوتية. نعلق خرطوم حقنة لإبرة الخزعة وخلق ضغط سلبي في الإبرة.هذا سوف يوجه الأنسجة العضلية من خلال نافذة إبرة. دفع بقوة trocar على نافذة إبرة لمعالجة العضلات. إزالة الإبرة من الساق وتمريرها إلى فني لتجهيز الأنسجة.استخدم شريط إغلاق الجرح أو لاصق لإغلاق الجرح في المقام الأول وتطبيق الضمادات لحماية الجرح من العدوى أو التآكل الميكانيكي. تعليمات المشارك للوقوف والتجول. سوف تكون قرحة، ولكن قادرة على المشي حولها على الفور.لإزالة الأنسجة من نافذة الخزعة ، وفضح الأنسجة أولا ، ثم غمرت طرف الإبرة في خسيس مليئة العازلة الفسيولوجية ونقل بقوة الإبرة حتى تطفو العضلات من الإبرة في المحلول. معالجة أنسجة العضلات للتقييم الميكانيكي باستخدام الأساليب القياسية. وقد جمعنا مؤخراً 22 خزعات من المشاركين باستخدام هذا البروتوكول.وكان متوسط العائد جمع 100 إلى 200 ملليغرام من الأنسجة العضلية القابلة للاستخدام. كل خزعة أسفرت عن 150 إلى 300 ألياف غير التالفة من ثلاثة إلى خمسة ملليمترات في الطول. حزم الألياف كانت منزوعة كيميائيا مع الجلسرين ومن ثم تنشيطها في محلول الكالسيوم عالية في متوسط طول ساركومير 2.7 ميكرون.الخزعات التي يتم تخزينها بشكل صحيح قابلة للتطبيق للاختبار الميكانيكي لعدة أشهر. هذا الإجراء خزعة يستغرق ساعة واحدة. مضاعفات الخزعات نادرة جدا، ولكن على الأرجح هو عدوى في موقع شق.تحد كبير في فسيولوجيا العضلات البشرية والميكانيكا الحيوية هو التمييز بين مختلف التعديلات من أداء العضلات لممارسة الرياضة والمرض. لتحديد التعديلات على مستوى الألياف بشكل مناسب لممارسة الرياضة أو المرض، الخزعات هي تقنية مناسبة. ومع ذلك، يجب توخي الحذر للحماية من تلف العضلات أثناء استخراج الأنسجة.البروتوكول أظهرت هنا يوفر غلة عالية من الأنسجة العضلية لهذه الأغراض.

Research

JoVE Journal

Biology

Mitochondrial Isolation from Skeletal Muscle

الميتوكوندريا من عزل العضلات والهيكل العظمي

Mitochondria are organelles controlling the life and death of the cell. They participate in key metabolic reactions, synthesize most of the ATP, and ...

Purification of Progenitors from Skeletal Muscle

تنقية الأسلاف من الهيكل العظمي والعضلات

Skeletal muscle contains multiple progenitor populations of distinct embryonic origins and developmental potential. Myogenic progenitors, usually residing ...

Laser-inflicted Injury of Zebrafish Embryonic Skeletal Muscle

الليزر بإلحاق الضرر من العضلات الهيكلية اسماك الزرد الجنينية

Various experimental approaches have been used in mouse to induce muscle injury with the aim to study muscle regeneration, including myotoxin injections ...

Isolation and Culture of Individual Myofibers and their Satellite Cells from Adult Skeletal Muscle

العزلة وثقافة فردية وMyofibers زنزاناتهم القمر الصناعي من العضلات الهيكلية الكبار

Muscle  regeneration in the adult is performed by resident stem cells called satellite  cells. Satellite cells are defined by  their position between the ...

Evaluation of Muscle Function of the Extensor Digitorum Longus Muscle Ex vivo and Tibialis Anterior Muscle In situ in Mice

Evaluation of Muscle Function of the Extensor Digitorum Longus Muscle Ex vivo and Tibialis Anterior Muscle In situ in Mice

تقييم وظيفة عضلة من العضلات الباسطة لأصابع الطويلة<em&gt; خارج الجسم</em&gt; العضلات الظنبوبي الأمامي و<em&gt; في الموقع</em&gt; في الفئران

Body  movements are mainly provided by mechanical function of skeletal muscle. Skeletal  muscle is composed of numerous bundles of myofibers that are ...

Assessment of Calcium Sparks in Intact Skeletal Muscle Fibers

تقييم الكالسيوم سباركس السليمة في ألياف العضلات الهيكلية

Maintaining homeostatic Ca2+ signaling is a fundamental physiological process in living cells. Ca2+ sparks are the elementary units of Ca2+ signaling in ...

Isolation of Blood-vessel-derived Multipotent Precursors from Human Skeletal Muscle

العزلة من الدم والأوعية المشتقة متعددة القدرات السلائف من العضلات الهيكلية البشرية

Since the discovery of mesenchymal stem/stromal cells (MSCs), the native identity and localization&#160;of MSCs have been obscured by their retrospective ...

Tissue Triage and Freezing for Models of Skeletal Muscle Disease

الفرز الأنسجة وتجميد لنماذج من الأمراض العضلات الهيكلية

Skeletal muscle is a unique tissue because of its structure and function, which requires specific protocols for tissue collection to obtain optimal ...