Fiksacja i metoda operacyjna masażu brzucha u myszy z cukrzycą typu 2

Podsumowanie

To badanie wprowadza urządzenie do masażu brzucha dla myszy, które naśladuje masaż manualny, jednocześnie minimalizując stres i uszkodzenia tkanek. Urządzenie znacznie obniża poziom glukozy we krwi, poprawia metabolizm lipidów i zwiększa wrażliwość na insulinę u myszy z cukrzycą typu 2, oferując obiecujące, nieinwazyjne podejście terapeutyczne o potencjale klinicznym.

Streszczenie

Cukrzyca typu 2 (T2DM) to szybko rosnący globalny problem zdrowia publicznego, dotykający ponad 500 milionów ludzi na całym świecie. Chociaż masaż brzucha wykazał potencjalne korzyści w leczeniu cukrzycy typu 2, jego skuteczność pozostaje niejasna, szczególnie w badaniach na zwierzętach, gdzie wyzwania, takie jak przestrzeganie zaleceń przez zwierzęta i potrzeba precyzyjnej kontroli ciśnienia, komplikują wdrożenie. Aby sprostać tym wyzwaniom, w badaniu tym wprowadzono nowatorskie urządzenie symulujące masaż brzucha zaprojektowane specjalnie dla myszy. To urządzenie stanowi praktyczne rozwiązanie do przeprowadzania interwencji masażu brzucha w kontrolowany sposób, przy jednoczesnej minimalizacji stresu i uszkodzenia tkanek zwierząt. Bezpiecznie krępuje kończyny myszy, pozwalając im zachować przytomność podczas masażu i zapewnia precyzyjną kontrolę zarówno nad naciskiem, jak i częstotliwością masażu wykonywanego na brzuchu. Zdolność urządzenia do symulacji manualnego masażu brzucha z dokładnością otwiera nowe możliwości dla badań eksperymentalnych oceniających jego wpływ na cukrzycę typu 2. Głównym celem tego protokołu jest zbadanie wpływu masażu brzucha na kluczowe markery T2DM, takie jak poziom glukozy we krwi, metabolizm lipidów i wrażliwość na insulinę u myszy. Zapewniając niezawodną i powtarzalną metodę masażu brzucha, urządzenie to może dostarczyć cennych informacji na temat jego potencjału jako nieinwazyjnej interwencji terapeutycznej w cukrzycy typu 2. Wyniki tych badań mogą przyczynić się do rozwoju strategii klinicznych w zakresie zapobiegania i leczenia cukrzycy, w szczególności do lepszego zrozumienia tradycyjnych terapii, takich jak masaż brzucha, we współczesnej praktyce medycznej.

Wprowadzenie

Cukrzyca typu 2 (T2DM) jest przewlekłą chorobą charakteryzującą się insulinoopornością i dysfunkcją komórek β trzustki. Jest to ogólnokrajowy problem zdrowia publicznego, którego częstość występowania gwałtownie rośnie na całym świecie¹. Według raportu Global Metabolic Disease Burden Report, ponad 500 milionów ludzi na całym świecie choruje na cukrzycę, z czego ponad 90% ma cukrzycę typu 2DM². Masaż brzucha jest ważną interwencją w leczeniu cukrzycy typu 2. Wiele badań wykazało, że masaż brzucha może znacznie poprawić poziom glukozy we krwi, jakość życia, skład mikrobioty jelitowej i jej produkty przemiany materii u pacjentów z cukrzycą typu 2, zwiększając w ten sposób wrażliwość na insulinę^3,4,5. Ponadto masaż brzucha wspomaga perystaltykę przewodu pokarmowego, poprawia funkcje trawienne, zmniejsza zastój w przewodzie pokarmowym, optymalizuje wchłanianie składników odżywczych i metabolizm glukozy^6,7,8. Pomimo potencjału, dzięki któremu masaż brzucha poprawia wyniki leczenia cukrzycy typu 2, nie zostały w pełni zbadane. W szczególności wykazano, że masaż brzucha poprawia wrażliwość na insulinę i metabolizm glukozy poprzez modulowanie szlaków metabolicznych, takich jak szlak sygnałowy insuliny, ale dokładne procesy fizjologiczne nie są jeszcze w pełni zrozumiałe. Badanie to ma na celu wypełnienie tej luki poprzez dostarczenie bardziej szczegółowego mechanistycznego wglądu w to, w jaki sposób masaż brzucha może poprawić cukrzycę typu 2 w modelach zwierzęcych.

Głównym celem tego badania jest zaprojektowanie i opracowanie ustandaryzowanej, powtarzalnej metody badania wpływu masażu brzucha na cukrzycę typu 2 za pomocą innowacyjnego urządzenia zaprojektowanego specjalnie dla myszy. Urządzenie to ma na celu zapewnienie precyzyjnej kontroli parametrów masażu, takich jak ciśnienie i częstotliwość, przy jednoczesnej minimalizacji stresu zwierząt i zapewnieniu przestrzegania zasad dobrostanu zwierząt.

Jednak wykonywanie masażu brzucha na modelach zwierzęcych, zwłaszcza myszach, stanowi kilka wyzwań. Obecne metody badawcze stoją przed wyzwaniami, takimi jak niespójne stosowanie masażu, trudności z utrzymaniem równomiernego nacisku i częstotliwości oraz zapewnienie przestrzegania przez zwierzęta warunków podczas interwencji. Ograniczenia te utrudniają odtwarzalność i wprowadzają zmienność wyników, co podkreśla potrzebę bardziej skutecznej i niezawodnej techniki. Eksperymenty na zwierzętach są niezbędne, aby odpowiedzieć na to pytanie. Do masażu brzucha u zwierząt konieczne jest utrzymanie określonego ciśnienia i częstotliwości. W praktyce jednak nie jest łatwo zmusić zwierzęta do przestrzegania instrukcji i pozostawania w wymaganej pozycji wewnątrz urządzenia, ponieważ są one naturalnie aktywne. Wyzwaniem jest również zapewnienie stałego nacisku i prędkości podczas interwencji, co utrudnia osiągnięcie stabilności wymaganej w technikach masażu brzucha. Dlatego wykonywanie interwencji masażu brzucha na myszach, szczurach i innych modelach zwierzęcych pozostaje istotnym wyzwaniem w badaniach. Co więcej, eksperymenty na zwierzętach muszą dotyczyć kwestii związanych z dobrostanem zwierząt, takich jak łagodzenie stresu i niepokoju, zmniejszanie bólu i poprawa ogólnych warunków. Istniejące metody, takie jak masaż po znieczuleniu lub ręczne unieruchomienie, są często pracochłonne, wprowadzają błąd eksperymentalny lub nie odtwarzają naturalnych warunków fizjologicznych u przytomnych zwierząt. Poprzednie rozwiązania obejmowały modele masażu brzucha szczurów^9,10,11. Aby przezwyciężyć te ograniczenia, wprowadzamy nowatorskie urządzenie do masażu brzucha dla myszy. W tym badaniu przedstawiamy nowatorskie urządzenie do masażu brzucha, zaprojektowane w celu przezwyciężenia tych ograniczeń. W porównaniu z tradycyjnymi technikami, urządzenie to oferuje znaczące zalety, w tym stabilną pracę, precyzyjną kontrolę parametrów masażu, zmniejszony stres zwierząt i lepszą odtwarzalność. Ponadto jego ekonomiczna konstrukcja zwiększa dostępność dla szerszych zastosowań w badaniach nad chorobami metabolicznymi. Łącząc nowoczesną inżynierię z tradycyjnymi podejściami terapeutycznymi, urządzenie to wypełnia krytyczną lukę w nieinwazyjnych metodologiach eksperymentalnych dla cukrzycy typu 2.

To podejście przyczynia się do szerszego zbioru literatury na temat nieinwazyjnych technik terapeutycznych dla T2DM, szczególnie tych pochodzących z tradycyjnej medycyny chińskiej (TCM), która podkreśla regulacyjny wpływ masażu brzucha na funkcje trawienne i metaboliczne. Naukowcy mogą uznać tę metodę za szczególnie odpowiednią do badań nad interwencjami niefarmakologicznymi w cukrzycy typu 2 i innych zaburzeniach metabolicznych. Podejmując kluczowe wyzwania eksperymentalne, metoda ta stanowi podstawę do rozwoju badań klinicznych i translacyjnych w tej dziedzinie.

Protokół

Wszystkie eksperymenty na zwierzętach zostały zatwierdzone przez Komitet ds. Opieki nad Zwierzętami i Użytkowania Uniwersytetu Medycyny Chińskiej w Nankinie (Nr zatwierdzenia: 202409A033). Tutaj wybrano 24 zdrowe samce myszy C57BL/6J z filtrem SPF, w wieku 8 tygodni i ważące od 22 g ± 2 g. Myszy trzymano w 12-godzinnym cyklu światło/ciemność w temperaturze 20-22 °C i wilgotności względnej 45%-50%. Zwierzęta miały swobodny dostęp do pożywienia i wody.

1. Ustanowienie modelu myszy T2DM

1. Karm myszy standardową karmą przez 1 tydzień, aby przystosowały się do nowego środowiska w obiekcie dla zwierząt. Po 1 tygodniu losowo podziel 24 myszy C57BL/6J podzielone na grupę kontrolną (6 myszy) i grupę modelu T2DM (18 myszy) za pomocą tabeli liczb losowych. Podaj grupie kontrolnej oczyszczoną standardową karmę, podczas gdy grupa modelowa T2DM otrzymuje dietę wysokotłuszczową. Kontynuuj dietę przez 6 miesięcy.
2. Monitoruj picie, jedzenie, masę ciała, poziom glukozy we krwi na czczo i losowy poziom glukozy we krwi myszy przez cały ten okres. Jeśli dwa kolejne odczyty stężenia glukozy we krwi przekraczają 7,8 mM/L, wykonaj test tolerancji insuliny (ITT). Rozważ wartość pola pod krzywą (AUC) większą niż 35 jako udany model T2DM.
3. Rozpocznij interwencję, gdy model T2DM się ustabilizuje.

2. Grupowanie i leczenie myszy

1. Po udanym modelowaniu cukrzycy typu 2 losowo przypisz myszy z cukrzycą typu 2 do jednej z następujących grup, korzystając z tabeli liczb losowych, aby zapewnić bezstronny wybór: grupa modelowa, grupa metforminy i grupa masażu brzucha, z sześcioma myszami w każdej grupie.
2. Nie wykonuj żadnej interwencji w grupie kontrolnej. Użyj tabeli liczb losowych, aby przypisać każdą mysz do jednej z grup eksperymentalnych, upewniając się, że grupy były porównywalne pod względem początkowej masy ciała i poziomu glukozy, aby zminimalizować stronniczość w przydziale.
3. Karm grupę modelową dietą wysokotłuszczową przez cały czas trwania eksperymentu i podawaj 0,2 ml soli fizjologicznej przez zgłębnik dziennie, 1 x dziennie, 6 dni w tygodniu, przez 8 tygodni.
4. Przez cały czas trwania eksperymentu należy karmić grupę metforminą dietą wysokotłuszczową. Metforminę w tabletkach należy zmielić i rozpuścić do podawania przez zgłębnik raz na dobę w dawce 200 mg/kg mc./dobę, rozcieńczając do 0,2 ml solą fizjologiczną. Podawaj go 1x dziennie, 6 dni w tygodniu, przez 8 tygodni.
5. W przypadku grupy masażu brzucha podawaj dietę wysokotłuszczową przez cały czas trwania eksperymentu. Zgłębnik myszy podaje 0,2 ml soli fizjologicznej dziennie. Wykonaj masaż brzucha raz po 5 minutach podawania soli fizjologicznej. Masaż brzucha należy wykonywać 6 razy w tygodniu o stałej porze, z jednym dniem odpoczynku, przez nieprzerwany okres 8 tygodni.
   1. Napraw myszy za pomocą domowego ogranicznika gryzoni i odsłoń ich brzuch, upewniając się, że pozostają spokojne podczas masażu brzucha.
   2. Odniesienie do mapy punktów akupunkturowych dla myszy w celu zlokalizowania punktów Shenque i Tianshu. Użyj odległości od Shenque do Tianshu jako promienia i wykonuj masaż rotacyjny zgodnie z ruchem wskazówek zegara przez 30 minut z prędkością 100-120 razy na minutę. Zakres ciśnienia zastosowany podczas interwencji wynosił 0,1-0,3 N/cm. Dostosuj ciśnienie do poziomu, który myszy mogą tolerować, zachowując spokój i monitorując za pomocą systemu testowania ciśnienia FPS.

3. Przygotowanie urządzenia do treningu masażu brzucha

1. Przygotuj płytę polipropylenową o grubości 1 mm, aby utworzyć płytkę mocującą, formując ją w półkole o promieniu 4,5 cm z jednej strony i 3 cm z drugiej. Po rozłożeniu tworzy kształt trapezu z górną podstawą 8 cm, dolną podstawą 10 cm i długościami boków 10 cm. Użyj przezroczystej płytki, aby obserwować fiksację myszy, jak pokazano na Rysunek 1A-C.
2. W zależności od wielkości myszy, przebij cztery długie otwory w płytce mocującej, jak pokazano na Rysunek 1A.
3. Przygotuj miękką i trwałą włókninę, przycinając ją w eliptyczny kształt do środka z czterema wydłużonymi prostymi paskami w rogach, które będą służyć jako tkanina mocująca. Upewnij się, że długie, proste paski mogą przejść przez cztery wydłużone otwory w płycie. W zależności od rozmiaru myszy wytnij cztery okrągłe otwory w paskach tkaniny, aby umożliwić przejście kończyn myszy, jak pokazano na Rysunek 1B.
4. Wybierz czuły na nacisk czujnik folii w zależności od rozmiaru brzucha myszy i przymocuj folię dociskową do części tkaniny mocującej odpowiadającej brzuchowi myszy. Podłącz folię do urządzenia monitorującego ciśnienie, jak pokazano na Rysunek 1D.

4. Zabieg masażu brzucha

1. Przełóż cztery długie paski tkaniny mocującej przez otwory w płytce mocującej, tworząc przejście, przez które mysz może łatwo przejść.
2. Umieść mysz po stronie o promieniu 4,5 cm, wykorzystując jej instynkt kopania, aby zachęcić ją do poruszania się w stronę o promieniu 3 cm, jak pokazano na Rysunek 2A.
3. Obserwuj pozycję myszy od tyłu przezroczystej płytki mocującej. Gdy mysz osiągnie odpowiednią pozycję, zaciśnij cztery paski tkaniny, aby przywiązać mysz do środkowej części materiału mocującego. Zawiąż paski w węzły, aby zabezpieczyć mysz.
4. Odwróć płytkę mocującą i użyj kleszczyków, aby wyciągnąć kończyny myszy z 4 okrągłych otworów tkaniny mocującej, aby dalej zamocować mysz, jak pokazano na Rysunek 2B.
5. Przytrzymaj płytkę jedną ręką, umieszczając nieruchome urządzenie myszy w dłoni, aby ustawić mysz na wznak. Wykonaj masaż brzucha myszy kciukiem. Podczas procedury należy uważnie monitorować wartości na urządzeniu monitorującym ciśnienie, aby upewnić się, że siła przyłożona do czujnika filmu uciskowego na brzuchu myszy pozostaje stała i jednolita, jak pokazano na Rysunek 2C - D.
   1. Jeśli nos i usta myszy wydają się fioletowe podczas masażu brzucha, może to oznaczać, że materiał mocujący jest zbyt ciasny, powodując niedotlenienie. W takich przypadkach należy natychmiast przerwać procedurę, poluzować paski tkaniny i uwolnić mysz, aby wyleczyć się z niedoboru tlenu.
   2. Podczas masażu brzucha mysz może częściej wypróżniać się lub oddawać mocz, co jest normalną reakcją na masaż brzucha. Wykonaj natychmiastowe czyszczenie.
6. Po 20 minutach masażu brzucha poluzuj węzły na paskach tkaniny, pozwalając myszy uwolnić się z urządzenia mocującego.
7. Po tym, jak mysz przyzwyczai się do masażu brzucha, proces powinien przebiegać cicho, przy minimalnym wysiłku. Jeśli mysz nadmiernie się zmaga, sprawdź, czy urządzenie nie ma problemów, takich jak pęknięta płytka mocująca lub zbyt ciasna tkanina mocująca. Stale monitoruj komfort myszy i parametry życiowe przez cały czas trwania zabiegu.
8. Zważyć zwierzęta i wykonać odczyty stężenia glukozy we krwi po zakończeniu eksperymentu.

Wyniki

Zgodnie z powyższym planem, brzuch myszy był unieruchomiony w jednej pozycji, a względna stabilność ułożenia pozwoliła zwierzętom zachować stałą postawę. Podczas masażu brzucha wykonywanego z określoną częstotliwością, nacisk oraz czas trwania zabiegu kontrolowano w zarządzalnym zakresie. Podejście to jest zbliżone do tradycyjnego masażu brzucha stosowanego w medycynie chińskiej¹². Dzięki zastosowaniu tego planu interwencji czas zabiegu można odpowiednio wydłużyć, co pomaga myszom zaadaptować się ...

Dyskusja

Masaż brzucha jest reprezentatywną podstawową techniką w tradycyjnej medycynie chińskiej (TCM), szeroko stosowaną w klinicznej profilaktyce i leczeniu różnych chorób układowych, zwłaszcza w regulacji i pielęgnacji śledziony i układu pokarmowego żołądka 13,14,15. Masaż brzucha bezpośrednio oddziałuje na powierzchnię ludzkiego ciała, obejmując większość punktów akupunkturowych brzucha, w tym Zhongwan (CV12), Liangmen (ST21), Shenq...

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
Zestaw do oznaczania cholesterolu lipoprotein o dużej gęstości	A112-1-1		Bioinżynierii Nanjing Jiancheng
Zestaw do oznaczania cholesterolu lipoprotein o niskiej gęstości	A113-1-1	Instytut Bioinżynierii Nanjing Jiancheng Tabletki
metforminy		Sino-US Shanghai Squibb Pharmaceutical Co
Ciśnieniowe czujniki cienkowarstwowe	FSR16	Vickers Electronic Technology (Luoyang) Co.
Tuleja		Brak specjalnych wymagań? Najlepiej, aby materiał był PP.
Paski materiału do mocowania		o grubości 1 mm, rozłożone do kształtu trapezu z górną podstawą 8 cm, dolną podstawą 10 cm i dwoma taliami 10 cm.
Zestaw do oznaczania cholesterolu całkowitego	A111-1-1		Bioinżynierii Nanjing Jiancheng
Zestaw do oznaczania trójglicerydów	A110-1-1		Bioinżynierii Nanjing Jiancheng

Instytut ustalająca Instytut Instytut