Биопсия мышц

Дано определение биопсии мышц, описана методика проведения биопсии мышц, применение биопсии мышц для диагностики в области медицины, а также использование этого метода в научных исследованиях в области физической культуры и спорта.

Биопсия мышц

История биопсии

Когда-то было трудно изучать мышечную ткань живого человека. Поэтому в большинстве ранних исследований изучались мышцы лабораторных животных. Однако современные технологии позволяют получать образцы мышечной ткани у живого человека. С этой целью применяют биопсию мышц. Термин введен в медицинскую практику французским дерматологом Эрнестом Бенье в 1879 году.

Определение

Биопсия – метод исследования, при котором производится прижизненный забор клеток или тканей из организма с диагностической или исследовательской целью.

Биопсия мышц – (от греч. biоs -.жизнь, opsis -вид, зрелище), извлечение крошечного кусочка ткани из брюшка мышцы с последующим микроскопическим  его исследованием.

Проведение биопсии мышц

Участок, из которого извлекают кусочек мышцы вначале делают нечувствительным с помощью местной анестезии. Затем скальпелем делают надрез (приблизительно 5 -6 мм) кожи и фасции. После этого в брюшко мышцы вводят на достаточную глубину полую иглу (рис. 1) и с помощью небольшого плунжера внутри иглы отрезают крошечный кусочек мышцы (приблизительно 10 г). Этот кусочек очищают от крови и быстро замораживают. Затем его разрезают на тонкие слои.

Биопсия мышц

Рис.1

Биопсию мышц применяют для диагностики и в научных исследованиях

Применение биопсии мышц для диагностики

Биопсию мышц назначают при подозрении на следующие патологические состояния: васкулит, миозит, мышечная дистрофия и др.

Применение биопсии мышц в научных исследованиях

Можно выделить два основных направления использования биопсии мышц для исследований в области физической культуры и спорта.

1. Определение морфологических показателей мышечных волокон.

Посредством биопсии определяется площадь поперечного сечения мышечных волокон, а также количество капилляров. Биопсия мышц также позволяет определить количество миоядер, митохондрий и других органелл в мышечном волокне.

2. Определение композиции мышечных волокон

Вторым направлением применения биопсии мышц в исследованиях в области физической культуры и спорта является определение типа мышечных волокон. Фактически это основной метод оценки состава скелетных мышц. После выполнения биопсии мышц композиция мышечных волокон определяется на основе гистохимических исследований. Наиболее распространен метод на основе оценки активности АТФ-азы миозина.

  1. активность АТФ-азы определяется до и после преинкубации (выдерживания) препарата в растворе с кислой (рН=4,6) или щелочной (рН=10,3-10,4) средой.
  2. АТФ-аза «медленного» миозина устойчива к кислой среде и ее активность не утрачивается после выдерживания в кислой среде.
  3. АТФ-аза «быстрого» миозина неустойчива к кислой среде, но сохраняет активность после выдерживания в щелочной среде.
  4. После преинкубации в кислой или щелочной средах мышечные волокна, содержащие различные типы миозина, приобретают разную окраску.
  5. После преинкубации в кислой среде (рН=4,3 — 4,6) медленные мышечные волокна окрашиваются в темный цвет, а быстрые становятся светлыми.
  6. После преинкубации в щелочной среде (рН=10,3-10,4) быстрые мышечные волокна приобретают темную окраску, а медленные становятся светлыми.
  7. АТФ-аза миозина промежуточных мышечных волокон (тип IIA) сохраняет активность на низком уровне после выдерживания как в кислой, так и щелочной среде. Поэтому на препаратах после кислой преинкубации мышечные волокна промежуточного типа (IIA) отличаются от волокон I типа значительно менее интенсивным окрашиванием, в то время как волокна IIB типа не окрашиваются вовсе.
  8. После этого МВ классифицируют и подсчитывают (рис. 2).

Биопсия мышц

Рис.2.

Недостатки биопсии мышц

Основными недостатками биопсии мышц являются болезненность процедуры и возможность воспаления.

Также доказано, что из-за того, что в глубине мышцы больше мышечных волокон типа I, погружение иглы на разную глубину может дать разную оценку композиции мышечных волокон. Однако до настоящего времени этот метод остается самым точным в оценке композиции мышечных волокон в скелетных мышцах человека.


Более подробно строение и функции мышц описаны в моих книгах "Гипертрофия скелетных мышц человека" и "Биомеханика мышц"


Литература

  1. Уилмор Дж.Х., Костилл Д.Л. Физиология спорта и двигательной активности.- Киев: Олимпийская литература, 1997.- 504с.
  2. Самсонова, А.В. Методы оценки композиции мышечных волокон в скелетных мышцах человека /А.В.Самсонова, И.Э.Барникова, М.А.Борисевич, А.В.Вахнин //Труды кафедры биомеханики НГУ им. П.Ф.Лесгафта.- вып. 6.- СПб, 2012.- С. 18-27

С уважением, А.В. Самсонова