Метод биопсии скелетных мышц под контролем УЗИ позволяет измерять структурные, функциональные, клеточные и биохимические характеристики

Почему это важно для повседневного здоровья

Когда врачи и учёные хотят понять, почему мышцы слабеют с возрастом, при заболеваниях или после травмы, им часто нужен небольшой кусочек мышцы для изучения под микроскопом и в лаборатории. Традиционные методы взятия такого образца могут быть болезненными, неточными или давать слишком мало ткани, чтобы ответить на все важные вопросы. В этой статье описывается новый метод биопсии мышц под контролем ультразвука, который стремится быть более мягким, безопасным и значительно информативным за одну короткую амбулаторную процедуру.

Более щадящий способ взять образец мышцы

Авторы комбинируют портативный ультразвуковой сканер с аккумуляторным биопсийным устройством, использующим вакуумный отсос. Вместо нескольких крупных разрезов или многочисленных проколов иглой они делают один небольшой разрез кожи и одно введение иглы в две часто исследуемые мышцы ноги: vastus lateralis (латеральная широкая мышца бедра) и tibialis anterior (передняя большеберцовая мышца). УЗИ позволяет оператору видеть мышцу в реальном времени, выровнять иглу по направлению волокон и обойти видимые сосуды и нервы. Когда игла установлена, её внутренняя вакуумная система может засасывать и отсекавать несколько небольших «сердцевин» ткани без повторного прохождения через кожу.

Что команда проверяла на добровольцах

Чтобы понять, как это работает у людей, исследователи применили технику у 19 здоровых взрослых примерно 30 лет. При одном введении иглы они регулярно получали по два–три образца из каждой мышцы. Фрагменты были длиной около 1,5 сантиметра и шириной в несколько миллиметров, в сумме примерно 150–170 миллиграммов ткани на мышцу — достаточно для многих различных анализов. Сразу после процедуры участники оценивали свою боль примерно в 1,5 по шкале 0–10, а на следующий день — около 1,7, что указывает на преобладание лишь лёгкого дискомфорта. Некоторые добровольцы на короткое время испытывали головокружение или тошноту, у одного наблюдалось небольшое кровотечение через повязку, но все проблемы быстро разрешились без последствий.

От одного образца — к множеству видов информации

Ключевая сила этого метода — способность превратить одну небольшую биопсию в многочисленные направления исследования состояния мышцы. Часть ткани замораживали для классических микроскопических окрашиваний, демонстрирующих общую структуру и размер волокон. Другие фрагменты использовали для измерения коллагена — жёсткого белка, который накапливается в больных или рубцующихся мышцах, или для исследования активности митохондрий, «электростанций» клетки, генерирующих энергию. Команда также исследовала гены, вовлечённые в нормальную функцию и рост мышц, и выявляла мышечные стволовые клетки, отмеченные белком Pax7, которые важны для восстановления после повреждения. Наконец, они выделяли отдельные волокна и тестировали их способность генерировать силу и жёсткость при растяжении, что даёт прямое представление о механике мышцы на клеточном уровне.

Как это соотносится со старыми методами

Традиционные открытые биопсии дают большие образцы с хорошей сохранностью структуры, но требуют операционной, больших разрезов, швов и более длительного восстановления. Классическая игла Бергстрёма и её варианты с отсосом менее инвазивны, но могут давать непостоянный объём ткани и предполагают «слепое» введение, что повышает риск повреждения сосудов или нервов и получения нерепрезентативного материала. Новые «микробиопсийные» иглы меньше и комфортнее, но часто не дают достаточно ткани для широкого спектра биохимических и механических исследований. Сочетая ультразвук в реальном времени с автономным вакуумным устройством, способным собирать несколько сердцевин вдоль направления волокон, новый подход ищет компромисс: умеренная инвазивность в амбулаторных условиях при достаточном качестве и количестве ткани для структурных, механических, клеточных и метаболических тестов одновременно.

Что это может значить для будущих пациентов

Авторы показывают, что этот метод биопсии под контролем УЗИ с вакуумной поддержкой может надёжно обеспечивать интактные, правильно ориентированные образцы мышцы с низким уровнем боли и нечастыми, кратковременными побочными эффектами у здоровых взрослых. Для неспециалиста выносится следующий вывод: врачи и исследователи вскоре могут получить гораздо больше информации о том, как мышцы стареют, реагируют на болезни или на новые терапии, подвергая пациентов меньшему дискомфорту и риску. Хотя необходимы дополнительные исследования в пожилых и больных группах, а также в мышцах помимо бедра и голени, этот протокол предлагает перспективный и практичный инструмент для изучения и, в перспективе, улучшения здоровья мышц.

Цитирование: Barber, A., Willbanks, A., Meza, G. et al. Ultrasound-guided skeletal muscle biopsy technique permits measurement of structural, functional, cellular and biochemical properties. Sci Rep 16, 12949 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42776-6

Ключевые слова: биопсия мышцы, процедура под контролем ультразвука, скелетная мышца, невромускульное заболевание, исследования мышц