Fissazione e metodo operativo per il massaggio addominale nei topi T2DM

Riepilogo

Questo studio introduce un dispositivo di massaggio addominale per topi che replica il massaggio manuale riducendo al minimo lo stress e il danno ai tessuti. Il dispositivo abbassa significativamente i livelli di glucosio nel sangue, migliora il metabolismo dei lipidi e aumenta la sensibilità all'insulina nei topi con diabete di tipo 2, offrendo un approccio terapeutico promettente e non invasivo con potenziale clinico.

Abstract

Il diabete mellito di tipo 2 (T2DM) è un problema di salute pubblica globale in rapida crescita, che colpisce oltre 500 milioni di persone in tutto il mondo. Sebbene il massaggio addominale abbia mostrato potenziali benefici nella gestione del diabete di tipo 2, la sua efficacia rimane poco chiara, in particolare negli studi sugli animali, dove sfide come la conformità degli animali e la necessità di un controllo preciso della pressione complicano l'implementazione. Per affrontare queste sfide, questo studio introduce un nuovo dispositivo di simulazione del massaggio addominale specificamente progettato per i topi. Questo dispositivo fornisce una soluzione pratica per condurre interventi di massaggio addominale in modo controllato, riducendo al minimo lo stress e i danni ai tessuti degli animali. Trattiene in modo sicuro gli arti dei topi, consentendo loro di rimanere coscienti durante il massaggio, e offre un controllo preciso sia sulla pressione che sulla frequenza del massaggio applicato all'addome. La capacità del dispositivo di simulare con precisione il massaggio addominale manuale apre nuove possibilità per studi sperimentali che ne valutano gli effetti sul diabete di tipo 2. L'obiettivo principale di questo protocollo è studiare l'impatto del massaggio addominale sui marcatori chiave del diabete di tipo 2 come i livelli di glucosio nel sangue, il metabolismo dei lipidi e la sensibilità all'insulina nei topi. Fornendo un metodo affidabile e riproducibile per il massaggio addominale, questo dispositivo può offrire preziose informazioni sul suo potenziale come intervento terapeutico non invasivo per il diabete di tipo 2. I risultati di questa ricerca possono contribuire a far progredire le strategie cliniche per la prevenzione e il trattamento del diabete, in particolare nel migliorare la comprensione delle terapie tradizionali come il massaggio addominale nella pratica medica moderna.

Introduzione

Il diabete mellito di tipo 2 (T2DM) è una malattia cronica caratterizzata da insulino-resistenza e disfunzione delle β pancreatiche. Si tratta di un problema di salute pubblica a livello nazionale, con un'incidenza in rapido aumento in tutto il mondo¹. Secondo il Global Metabolic Disease Burden Report, più di 500 milioni di persone in tutto il mondo hanno il diabete, di cui oltre il 90% ha il diabete di tipo². Il massaggio addominale è un intervento importante per il trattamento del diabete di tipo 2. Un ampio corpus di ricerche ha dimostrato che il massaggio addominale può migliorare significativamente i livelli di glucosio nel sangue, la qualità della vita, la composizione del microbiota intestinale e i suoi prodotti metabolici nei pazienti con diabete di tipo 2, aumentando così la sensibilità all'insulina ^3,4,5. Inoltre, il massaggio addominale favorisce la peristalsi gastrointestinale, migliora la funzione digestiva, riduce la stasi gastrointestinale e ottimizza l'assorbimento dei nutrienti e il metabolismo del glucosio ^6,7,8. Nonostante il potenziale attraverso il quale il massaggio addominale migliora gli esiti del diabete di tipo 2, non sono stati completamente esplorati. In particolare, è stato dimostrato che il massaggio addominale migliora la sensibilità all'insulina e il metabolismo del glucosio modulando le vie metaboliche come la via di segnalazione dell'insulina, ma i processi fisiologici precisi non sono ancora completamente compresi. Questo studio mira a colmare questa lacuna fornendo informazioni meccanicistiche più dettagliate su come il massaggio addominale può migliorare il diabete di tipo 2 nei modelli animali.

L'obiettivo principale di questo studio è progettare e sviluppare un metodo standardizzato e riproducibile per studiare gli effetti del massaggio addominale sul diabete di tipo 2 utilizzando un dispositivo innovativo progettato specificamente per i topi. Questo dispositivo mira a fornire un controllo preciso sui parametri del massaggio, come la pressione e la frequenza, riducendo al minimo lo stress dell'animale e garantendo il rispetto del benessere degli animali.

Tuttavia, l'esecuzione di massaggi addominali su modelli animali, in particolare topi, presenta diverse sfide. Gli attuali metodi di ricerca affrontano sfide, tra cui l'applicazione incoerente del massaggio, la difficoltà di mantenere una pressione e una frequenza uniformi e di garantire la conformità degli animali durante l'intervento. Queste limitazioni ostacolano la riproducibilità e introducono variabilità nei risultati, sottolineando la necessità di una tecnica più efficace e affidabile. Gli esperimenti sugli animali sono essenziali per rispondere a questa domanda. Per il massaggio addominale negli animali, è necessario mantenere una certa pressione e frequenza. In pratica, però, non è facile far rispettare le istruzioni agli animali e rimanere nella posizione richiesta all'interno del dispositivo, in quanto sono naturalmente attivi. È anche difficile garantire una pressione e una velocità costanti durante l'intervento, il che rende difficile raggiungere la stabilità richiesta per le tecniche di massaggio addominale. Pertanto, l'esecuzione di interventi di massaggio addominale su topi, ratti e altri modelli animali rimane una sfida significativa nella ricerca. Inoltre, gli esperimenti sugli animali devono affrontare questioni relative al benessere degli animali, come alleviare lo stress e l'ansia, ridurre il dolore e migliorare le condizioni generali. I metodi esistenti, come il massaggio post-anestesia o la contenzione manuale, sono spesso laboriosi, introducono distorsioni sperimentali o non riescono a replicare le condizioni fisiologiche naturali negli animali coscienti. Le soluzioni precedenti hanno coinvolto modelli di massaggio addominale di ratto ^9,10,11. Per superare queste limitazioni, introduciamo un nuovo dispositivo di massaggio addominale per topi. In questo studio, introduciamo un nuovo dispositivo di massaggio addominale progettato per superare queste limitazioni. Rispetto alle tecniche tradizionali, questo dispositivo offre vantaggi significativi, tra cui un funzionamento stabile, un controllo preciso dei parametri di massaggio, una riduzione dello stress degli animali e una migliore riproducibilità. Inoltre, il suo design economico migliora l'accessibilità per applicazioni più ampie nella ricerca sulle malattie metaboliche. Integrando l'ingegneria moderna con gli approcci terapeutici tradizionali, questo dispositivo colma una lacuna critica nelle metodologie sperimentali non invasive per il diabete di tipo 2.

Questo approccio contribuisce alla più ampia letteratura sulle tecniche terapeutiche non invasive per il diabete di tipo 2, in particolare quelle derivate dalla medicina tradizionale cinese (MTC), che enfatizza gli effetti regolatori del massaggio addominale sulle funzioni digestive e metaboliche. I ricercatori possono trovare questo metodo particolarmente adatto per studi su interventi non farmacologici per il diabete di tipo 2 e altri disturbi metabolici. Affrontando le principali sfide sperimentali, questo metodo fornisce una base per far progredire la ricerca clinica e traslazionale in questo campo.

Protocollo

Tutti gli esperimenti sugli animali sono stati approvati dal Comitato per la cura e l'uso degli animali dell'Università di Medicina Cinese di Nanchino (Approvazione n.: 202409A033). Qui sono stati selezionati 24 topi maschi sani C57BL/6J di grado SPF, di 8 settimane di età e del peso di 22 g ± 2 g. I topi sono stati alloggiati in un ciclo luce/buio di 12 ore a una temperatura di 20-22 °C e con un'umidità relativa del 45%-50%. Gli animali avevano libero accesso a cibo e acqua.

1. Istituzione del modello murino T2DM

1. Nutrire i topi con cibo standard per 1 settimana per adattarsi al nuovo ambiente nella struttura per animali. Dopo 1 settimana, dividere casualmente i 24 topi C57BL/6J divisi nel gruppo di controllo (6 topi) e nel gruppo modello T2DM (18 topi) utilizzando una tabella numerica casuale. Somministrare al gruppo di controllo cibo standard purificato mentre il gruppo modello T2DM riceve una dieta ricca di grassi. Continua la dieta per 6 mesi.
2. Monitora il consumo di alcol, il cibo, il peso corporeo, la glicemia a digiuno e la glicemia casuale dei topi durante questo periodo. Se due letture consecutive della glicemia superano i 7,8 mM/L, eseguire un test di tolleranza all'insulina (ITT). Si consideri il valore dell'area sotto la curva (AUC) maggiore di 35 come un modello T2DM di successo.
3. Iniziare l'intervento una volta che il modello T2DM si è stabilizzato.

2. Raggruppamento e trattamento dei topi

1. Dopo il successo della modellazione del T2DM, assegna in modo casuale i topi T2DM a uno dei seguenti gruppi utilizzando una tabella numerica casuale per garantire una selezione imparziale: gruppo modello, gruppo metformina e gruppo di massaggio addominale, con sei topi in ciascun gruppo.
2. Non eseguire alcun intervento nel gruppo di controllo. Utilizzare la tabella dei numeri casuali per assegnare ogni topo a uno dei gruppi sperimentali, assicurandosi che i gruppi fossero comparabili in termini di peso corporeo iniziale e livelli di glucosio per ridurre al minimo le distorsioni nell'assegnazione.
3. Somministrare al gruppo modello una dieta ricca di grassi durante l'esperimento e somministrare 0,2 ml di soluzione fisiologica mediante sonda gastrica al giorno, 1 volta al giorno, 6 giorni alla settimana, per 8 settimane.
4. Somministrare al gruppo metformina una dieta ricca di grassi durante l'esperimento. Macinare le compresse di metformina e scioglierle per somministrazione di sonda gastrica una volta al giorno a 200 mg/kg/die, diluite a 0,2 ml con soluzione fisiologica. Somministrare questo 1 volta al giorno, 6 giorni alla settimana, per 8 settimane.
5. Per il gruppo di massaggio addominale, alimentare una dieta ricca di grassi durante l'esperimento. Mettere i topi al gavaging con 0,2 ml di soluzione fisiologica al giorno. Eseguire un massaggio addominale una volta dopo 5 minuti di somministrazione del farmaco. Somministrare l'intervento di massaggio addominale 6 volte a settimana ad un orario fisso, con un giorno di riposo, per un periodo continuativo di 8 settimane.
   1. Fissa i topi usando un sistema di ritenuta per roditori fatto in casa ed esponi il loro addome assicurandoti che rimangano calmi per il massaggio addominale.
   2. Riferimento alla mappa dei punti di agopuntura per i topi per localizzare i punti di Shenque e Tianshu. Usa la distanza da Shenque a Tianshu come raggio ed esegui un massaggio rotatorio in senso orario per 30 minuti a 100-120 volte al minuto. L'intervallo di pressione applicato durante l'intervento è stato di 0,1-0,3 N/cm. Regola la pressione a un livello che i topi possono tollerare mantenendo la calma e monitorando utilizzando il sistema di test della pressione FPS.

3. Preparazione del dispositivo di allenamento per il massaggio addominale

1. Preparare un pannello in polipropilene di 1 mm di spessore per creare una piastra di fissaggio, modellandola in un semicerchio con un raggio di 4,5 cm da un lato e 3 cm dall'altro. Una volta aperto, forma una forma trapezoidale con una base superiore di 8 cm, una base inferiore di 10 cm e lunghezze laterali di 10 cm. Utilizzare una piastra trasparente per osservare la fissazione del topo come mostrato nella Figura 1A-C.
2. A seconda delle dimensioni dei topi, praticare quattro fori lunghi nella piastra di fissaggio, come mostrato nella Figura 1A.
3. Prepara un tessuto non tessuto morbido e resistente, tagliandolo in una forma ellittica per il centro con quattro strisce diritte allungate agli angoli che fungono da tessuto di fissaggio. Assicurarsi che le strisce lunghe e diritte possano passare attraverso i quattro fori allungati nella piastra. In base alle dimensioni del topo, tagliare quattro fori rotondi nelle strisce di tessuto per consentire il passaggio degli arti del topo, come mostrato nella Figura 1B.
4. Selezionare un sensore di pellicola sensibile alla pressione in base alle dimensioni addominali del topo e fissare la pellicola di pressione alla parte del tessuto di fissaggio corrispondente all'addome del topo. Collegare la pellicola al dispositivo di monitoraggio della pressione, come mostrato nella Figura 1D.

4. Procedura di massaggio addominale

1. Passare le quattro lunghe strisce del tessuto di fissaggio attraverso i fori della piastra di fissaggio, creando un passaggio attraverso il quale il mouse può passare facilmente.
2. Posiziona il topo su un lato con un raggio di 4,5 cm, usando il suo istinto di scavare per incoraggiarlo a spostarsi lateralmente con il raggio di 3 cm, come mostrato nella Figura 2A.
3. Osservare la posizione del mouse dal retro della piastra di fissaggio trasparente. Quando il mouse raggiunge la posizione appropriata, stringere le quattro strisce di tessuto per legare il mouse alla parte centrale del tessuto di fissaggio. Lega le strisce in nodi per fissare il mouse.
4. Capovolgere la piastra di fissaggio e utilizzare una pinza per estrarre gli arti del mouse dai 4 fori rotondi del panno di fissaggio per fissare ulteriormente il mouse, come mostrato nella Figura 2B.
5. Tenere la piastra con una mano, posizionando il dispositivo mouse fisso nel palmo della mano per posizionare il mouse supino. Eseguire il massaggio addominale sull'addome del topo con il pollice. Durante la procedura, monitorare attentamente i valori sul dispositivo di monitoraggio della pressione per assicurarsi che la forza applicata al sensore del film di pressione sull'addome del topo rimanga costante e uniforme, come mostrato nella Figura 2C - D.
   1. Se il naso e le labbra del topo appaiono viola durante il massaggio addominale, potrebbe indicare che il tessuto di fissazione è troppo stretto, causando la privazione di ossigeno. In questi casi, interrompere immediatamente la procedura, allentare le strisce di tessuto e rilasciare il topo per riprendersi dalla carenza di ossigeno.
   2. Durante il massaggio addominale, il topo può defecare o urinare più frequentemente, il che è una risposta normale al massaggio addominale. Eseguire una pulizia tempestiva.
6. Dopo 20 minuti di massaggio addominale, sciogliere i nodi sulle strisce di tessuto, permettendo al topo di liberarsi dal dispositivo di fissaggio.
7. Dopo che il topo si è adattato al massaggio addominale, il processo dovrebbe procedere tranquillamente, con il minimo sforzo. Se il mouse fatica eccessivamente, controllare il dispositivo per verificare la presenza di problemi, come una piastra di fissaggio rotta o un tessuto di fissaggio troppo stretto. Monitorare costantemente il comfort e i segni vitali del mouse durante tutta la procedura.
8. Pesare gli animali ed eseguire letture della glicemia dopo il completamento dell'esperimento.

Risultati

Secondo il piano di cui sopra, l'addome dei topi è stato mantenuto fisso in posizione e la posizione relativamente fissa ha permesso ai topi di mantenere una postura stabile. Massaggiando l'addome a una frequenza fissa, la pressione e la durata del massaggio sono state controllate entro un intervallo gestibile. Questo approccio è simile al massaggio addominale tradizionale della medicina cinese¹². Seguendo questo piano di intervento, il tempo di intervento può ...

Discussione

Il massaggio addominale è una tecnica fondamentale rappresentativa del massaggio della medicina tradizionale cinese (MTC), ampiamente applicata nella prevenzione clinica e nel trattamento di varie malattie del sistema, in particolare nella regolazione e nella cura della milza e dell'apparato digerente dello stomaco 13,14,15. Il massaggio addominale colpisce direttamente la superficie del corpo ...

Materiali

Name	Company	Catalog Number	Comments
High-density lipoprotein cholesterol assay kit	A112-1-1	Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute
Low-density lipoprotein cholesterol assay kit	A113-1-1	Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute
Metformin tablets		Sino-US Shanghai Squibb Pharmaceutical Co
Pressure Thin Film Sensors	FSR16	Vickers Electronic Technology (Luoyang) Co.
Retainer sleeve		No special requirement，Preferably, the material should be PP.
Strips of cloth for fixing		1mm thick, unfolded to a trapezoidal shape with an upper base of 8cm, a lower base of 10cm and two waists of 10cm.
Total cholesterol assay kit	A111-1-1	Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute
Triglyceride assay kit	A110-1-1	Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute