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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
72. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 94. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie und 49. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

22. - 25.10.2008, Berlin

Nichtinvasive Muskelfasertypbestimmung – Vergleich von 31P-Magnetresonanzspektren der Wadenmuskulatur mit Biopsien des M. gastrocnemius

Meeting Abstract

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  • E. Hoff - Charité Universitätsmedizin, Klinik für Orthopädie, Berlin, Germany
  • L. Brechtel - Humboldt-Universtität, Abteilung für Sportmedizin, Berlin, Germany
  • R. Wolff - Humboldt-Universtität, Institut f. Sportwissenschaften, Abteilung für Sportmedizin, Berlin, Germany
  • C. Perka - Charité - Universitätsmedizin - Klinik für Orthopädie, Centrum für Musculoskeletale Chirurgie, Berlin, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 72. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 94. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 49. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 22.-25.10.2008. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2008. DocWI80-1069

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dkou2008/08dkou509.shtml

Veröffentlicht: 16. Oktober 2008

© 2008 Hoff et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Der Goldstandard zur Muskelfasertypbestimmung ist die Feinnadelbiopsie. Diese Methode hat drei Nachteile: 1. Es kommt zu einer Verletzung des Muskels. 2. Die Muskelprobe ist klein und die Ergebnisse sind nicht auf den gesamten Muskel übertragbar. 3. Es handelt sich um eine Momentaufnahme ohne beliebige Wiederholungsmöglichkeiten. Die 31Phosphor-Magnetresonanzspektroskopie (31P-MRS) ist eine moderne biochemische Messmethode, mit der kontinuierlich, wiederholt und nichtinvasiv die energiereichen Phosphate (u.a. Phosphocreatin - PCr, anorganisches Phosphat - Pi und ATP) in der Muskulatur bestimmt werden können. Die unterschiedlichen Muskelfasertypen unterscheiden sich in ihrem Gehalt dieser energiereichen Phosphate. Ergebnisse aus tierexperimentellen Studien lassen vermuten, dass sich die 31P-MRS auch beim Menschen in der klinischen und sportmedizinischen Anwendung eignet, um nichtinvasiv die Muskelfaserzusammensetzung zu bestimmen, was in der vorliegenden Arbeit anhand eines Methodenvergleichs zwischen Biopsie und 31P-MRS für den M. gastrocnemius dargestellt wird.

Methodik: Bei 18 männlichen, gesunden Probanden wurden zu 4 definierten Zeitpunkten mit einem Abstand von je 8 Wochen 31P-Ruhe-Spektren der Wadenmuskulatur akquiriert und Muskelbiopsien aus dem medialen Anteil des M. gastrocnemius rechts entnommen. Zwischen den einzelnen Untersuchungsterminen absolvierten die Probanden ein spezifisches Schnellkraft-, bzw. Ausdauertraining oder durchliefen ein Detraining. Untersucht wurde die Korrelation zwischen den Fasertypanteilen aus der Muskelbiopsie (Trennung in Typ I und Typ II mittels ATPase-Färbung) und bestimmten Konzentrationsverhältnissen aus den Phosphor-Ruhespektren (PCr/Pi und PCr/ATP), bzw. deren Veränderungen im Verlauf der Intervention.

Ergebnisse: Wir fanden eine große Streubreite in der Fasertypzusammensetzung des M. gastrocnemius (21,8 - 83,5% Typ-I-Fasern) und der individuellen Anpassung im Rahmen der Trainingsinterventionen (34% Reduktion - 28% Zuwachs an Typ-I-Fasern). Der PCr/Pi- und PCr/ATP-Quotient korrelieren positiv mit dem Typ-II-Faseranteil (r=0,84, p0,01; r=0,72, p0,01). Der prozentuale Zuwachs an Typ-II-Fasern im Rahmen der Trainingsinterventionen korreliert ebenfalls positiv mit diesen beiden Quotienten (r=0,73, p0,05; r=0,57, p0,05).

Schlussfolgerung: Die 31P-MRS eignet sich sowohl zur nichtinvasiven Muskelfasertypbestimmung, als auch zum Monitoring muskulärer Adaptationen. Damit bietet die Methode herausragendes Potential in der klinischen Anwendung, z.B. zur Quantifizierung der Anpassungsvorgänge nach Muskeltraumata, Operationen oder durch Immobilisation. In der Sportmedizin bieten sich ebenfalls innovative Möglichkeiten mit Vorteilen gegenüber den bisherigen Untersuchungsmethoden, z.B. in der Talentdiagnostik oder zur Erfassung spezifischer Adaptationen durch bestimmte Trainingsstimuli.