Aqui, apresentamos um protocolo para avaliar os efeitos da decocção anti-fadiga (AFD) na fadiga central em ratos modelados pelo método de plataforma múltipla modificado (MMPM), monitorando suas respostas comportamentais e marcadores sorológicos.
Artigo de método
Aqui, apresentamos um protocolo para avaliar os efeitos da decocção anti-fadiga (AFD) na fadiga central em ratos modelados pelo método de plataforma múltipla modificado (MMPM), monitorando suas respostas comportamentais e marcadores sorológicos.
Este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos da Decocção Anti-fadiga (AFD) contra a fadiga central, observando os comportamentos e indicadores sorológicos de ratos modelados pelo método de plataforma múltipla modificado (MMPM) após intervenção medicamentosa. Medidas de força de preensão foram utilizadas para avaliar a força muscular de ratos. O teste de campo aberto foi utilizado para avaliar o comportamento semelhante à ansiedade, enquanto o teste do labirinto aquático de Morris foi realizado para avaliar a função de memória dos ratos. Após as avaliações comportamentais, amostras de soro de ratos foram coletadas para medir as concentrações de corticosterona (CORT) e ácido lático (LAC). A concentração de LAC foi determinada pelo método colorimétrico, enquanto a concentração de CORT foi medida pelo método de ensaio imunoenzimático (ELISA). Em comparação com o grupo de controle em branco, seguindo a modelagem MMPM, os ratos exibiram reduções significativas na força de preensão e capacidade de memória prejudicada. A análise sérica revelou níveis aumentados de LAC e CORT nos ratos do grupo modelo. O AFD pode reverter visivelmente essas mudanças adversas até certo ponto. Esses achados destacam os efeitos positivos da AFD e da coenzima Q10 nas habilidades físicas e cognitivas e alterações nos níveis séricos de biomarcadores de ratos com fadiga central.
A fadiga é um fenômeno multifacetado e inespecífico, tipicamente caracterizado por sentimentos de cansaço e redução da capacidade funcional1. Pode ser classificada como fadiga periférica, que ocorre no nível muscular, ou fadiga central, originada no sistema nervoso central 3,4. A fadiga central prolongada pode contribuir significativamente para problemas psicológicos, incluindo ansiedade, depressão, sofrimento psicológico e problemas de memória 5,6. Apesar de causar sofrimento significativo, há escassez de medicamentos específicos direcionados à fadiga central7. Embora o metilfenidato, um estimulante do sistema nervoso central, possa proporcionar alívio temporário, seus efeitos colaterais, como insônia e palpitações, podem piorar o quadro 8,9.
Em aplicações clínicas anteriores, a medicina tradicional chinesa mostrou resultados promissores no tratamento da fadiga central, incorporando abordagens como decocções orais, acupuntura e Tai Chi 10,11,12. A decocção anti-fadiga (AFD) é uma fórmula eficaz desenvolvida pelo Professor Li Feng com base em uma extensa experiência clínica e demonstrou efeitos terapêuticos positivos. É composto por Astragalus membranaceus (Huangqi), Fructus aurantii (Zhiqiao), Fructus crataegi (Shanzha), Schisandra chinensis (Wuweizi), Angelica sinensis (Danggui) e Dendrobium officinale (Shihu), na proporção de 15: 15: 10: 5: 7: 8. A decocção AFD foi concentrada a 110 mL após fervura com dez vezes o volume de água deionizada por 1 h três vezes. Em um estudo anterior, estabelecemos um modelo animal de fadiga central usando o Método de Plataforma Múltipla Modificada (MMPM) e confirmamos a manifestação de fadiga central por meio de avaliações comportamentais e de neurotransmissores do sistema nervoso central13. Neste estudo, utilizamos a intervenção AFD no modelo animal de fadiga central para avaliar seus efeitos farmacológicos por meio de avaliações comportamentais.
Este trabalho de pesquisa segue as diretrizes éticas para o bem-estar animal. As condições adequadas de cuidado e alojamento foram mantidas para garantir a saúde e o bem-estar dos animais, e todos os procedimentos foram aprovados pelo comitê institucional de cuidados e uso de animais da Universidade de Medicina Chinesa de Pequim (BUCM-4-2019041504-2094).
1. Criação e agrupamento de animais
NOTA: Ao longo do estudo, o bem-estar animal foi mantido seguindo os princípios dos 3Rs (Redução, Refinamento e Substituição).
2. Modelação e intervenção
NOTA: O estabelecimento desse modelo foi baseado na literatura anterior13.
3. Avaliações comportamentais
4. Análise bioquímica sérica
5. Análise estatística
Em comparação com o grupo controle, os ratos do grupo modelo exibiram reduções significativas na força de preensão. No entanto, a administração de AFD em doses baixas, médias e altas foi capaz de reverter esse efeito de maneira dose-dependente, conforme mostrado na Figura 1. Da mesma forma, o medicamento controle positivo também demonstrou a capacidade de reverter as alterações da força de preensão (Figura 1).
No teste de campo aberto, os ratos do grupo modelo apresentaram reduções na distância total percorrida, no número de travessias da zona central e na duração do tempo de permanência da zona central. A administração de AFD em doses baixas, médias e altas foi capaz de reverter esses efeitos de maneira dose-dependente, conforme ilustrado na Figura 2. Ao mesmo tempo, o medicamento controle positivo também foi capaz de aliviar os sintomas (Figura 2). Mapas de calor mostrando as frequências de trajetória sobrepostas dos experimentos de campo aberto de cada grupo podem ser observados na Figura 3.
Durante o teste do labirinto aquático de Morris, os ratos do grupo modelo exibiram latência de escape prolongada e tempo de natação reduzido no quadrante alvo, indicando menor capacidade de busca espacial. A droga de controle positivo, a coenzima Q10, foi capaz de reverter as alterações mencionadas. Digno de nota, AFD em doses baixas, médias e altas reverteu a latência de escape prolongada, conforme ilustrado na Figura 4. Mapas de calor representativos das trajetórias dos ratos no experimento do labirinto aquático para cada grupo podem ser observados na Figura 5.
Em termos de níveis séricos, os ratos do grupo modelo apresentaram níveis elevados de LAC e CORT. No entanto, a administração de AFD em doses baixas, médias e altas reverteu essas alterações de maneira dose-dependente semelhante ao medicamento controle positivo, conforme mostrado na Figura 6.

Figura 1: Resultados da força de preensão de cada grupo. A: O grupo controle; b: o grupo de modelos; c: o grupo AFD-L; d: o grupo AFD-M; e: o grupo AFD-H; f: o grupo CoQ10. *p < 0,05 vs. grupo controle; #p < 0,05 vs. o grupo modelo. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 2: Experimento de campo aberto e medição do nível de atividade locomotora. (A) A distância total percorrida. (B) O número de travessias da zona central. (C) A duração da zona central permanece. a: o grupo controle; b: o grupo de modelos; c: o grupo AFD-L; d: o grupo AFD-M; e: o grupo AFD-H; f: o grupo CoQ10. *p < 0,05 vs. grupo controle; #p < 0,05 vs. o grupo modelo. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 3: Mapas de calor mostrando as frequências de trajetória sobrepostas dos experimentos de campo aberto de cada grupo. a: o grupo controle; b: o grupo de modelos; c: o grupo AFD-L; d: o grupo AFD-M; e: o grupo AFD-H; f: o grupo CoQ10. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 4: Resultados do experimento do labirinto aquático de Morris em cada grupo. (A) A latência de escape. (B) O tempo de natação no quadrante alvo. a: o grupo controle; b: o grupo de modelos; c: o grupo AFD-L; d: o grupo AFD-M; e: o grupo AFD-H; f: o grupo CoQ10. *p < 0,05 vs. grupo controle; #p < 0,05 vs. o grupo modelo. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 5: Mapas de calor representativos das trajetórias de ratos no experimento do labirinto aquático de Morris para cada grupo. a: o grupo de controle; b: o grupo de modelos; c: o grupo AFD-L; d: o grupo AFD-M; e: o grupo AFD-H; f: o grupo CoQ10. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 6: Resultados dos níveis séricos de LAC e CORT em cada grupo. (A) Os níveis séricos de LAC. (B) Os níveis séricos de CORT. a: o grupo controle; b: o grupo de modelos; c: o grupo AFD-L; d: o grupo AFD-M; e: o grupo AFD-H; f: o grupo CoQ10. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
A AFD é composta por Astragalus membranaceus (Huangqi), Fructus aurantii (Zhiqiao), Fructus crataegi (Shanzha), Schisandra chinensis (Wuweizi), Angelica sinensis (Danggui) e Dendrobium officinale (Shihu), que se acredita ter a função de revigorar o baço e dispersar a energia estagnada do fígado na medicina tradicional chinesa. Além disso, todas essas ervas são consideradas como possuidoras de um perfil de segurança favorável e, portanto, são comumente usadas como alimento na China. Na prática clínica anterior, a DFA mostrou boa eficácia no tratamento de pacientes com fadiga central, mas o mecanismo terapêutico específico ainda precisa de mais investigações. Portanto, pretendemos validar os efeitos do AFD na melhoria da fadiga central por meio de experimentos com animais e elucidar ainda mais os mecanismos subjacentes.
O estabelecimento de modelos animais que representem com precisão a patogênese da doença e as características clínicas é essencial para a realização de pesquisas farmacológicas15. Nossa equipe estabeleceu anteriormente um modelo de rato de fadiga central por privação de sono, o que resulta em redução da força de preensão, ansiedade e memória prejudicada13. No entanto, não detectamos indicadores sorológicos relevantes no estudo anterior. Concomitantemente, a observação de alterações significativas nos biomarcadores séricos associados à fadiga reforça a validade desse modelo animal como uma representação confiável da fadiga central. Neste estudo, diferentes doses de AFD foram usadas para intervir no modelo de fadiga central de ratos, com a coenzima Q10 (uma droga conhecida por melhorar a fadiga através do aumento do metabolismo energético) 16 como controle positivo. A avaliação comportamental é uma etapa fundamental no estudo de experimentos com animais relacionados à fadiga. Assim, é imperativo que os pesquisadores garantam a precisão desse procedimento17. Quando um teste de campo aberto foi realizado, os animais foram colocados em uma plataforma fechada, com o objetivo de avaliar as mudanças em seu humor observando as atividades relevantes18,19. O labirinto aquático de Morris é um tipo de experimento que obriga os animais de laboratório a nadar e aprender a encontrar plataformas escondidas na água, que é usado principalmente para avaliar a capacidade de aprendizado e memória20,21. Os modelos de fadiga central apresentaram mudanças comportamentais acentuadas e, consequentemente, empregamos os dois testes para observar e avaliar as mudanças no comportamento dos ratos. Os resultados demonstram que os ratos modelo MMPM exibem comportamento semelhante à ansiedade conspícua e capacidades prejudicadas de aprender e memorizar, o que se alinha com os resultados de pesquisas anteriores13.
O estresse pode levar à ativação excessiva do eixo hipotálamo-hipófise-adrenal (HPA), resultando na superprodução de glicocorticóides22. Elevações de longo prazo no cortisol podem infligir danos irreversíveis aos neurônios, o que é um fator contribuinte significativo para o desenvolvimento de insônia, depressão e ansiedade23,24. Esses processos estão intimamente relacionados à ocorrência e desenvolvimento de fadiga central, por isso acredita-se que o cortisol sérico esteja associado ao grau de fadiga25. Modelos animais de fadiga central demonstraram elevação pronunciada nos níveis de corticosterona, que pode ser efetivamente revertida por meio de intervenção com medicamentos relevantes26. Os resultados deste estudo indicam que a AFD pode efetivamente suprimir o aumento da corticosterona sérica aumentada pela fadiga central induzida pelo estresse, exibindo um efeito dose-dependente. Esse resultado também explica parcialmente por que o AFD pode melhorar o comportamento semelhante à ansiedade em um modelo de fadiga central em ratos.
O lactato já foi considerado um subproduto dos músculos esqueléticos. Quando a intensidade do exercício aumenta, as demandas de energia superam a capacidade aeróbia, levando a uma maior dependência do metabolismo anaeróbio para a produção de ATP27. O acúmulo de ácido lático é responsável por estimular os receptores químicos nos músculos, e essa excitação é transmitida ao cérebro e se torna um sinal de dor e fadiga28. Alguns fatores patológicos também induzem a superprodução de lactato, ativando assim esse arco reflexo. Pesquisas clínicas recentes descreveram a estreita relação entre o nível de ácido lático no soro e o grau de fadiga29. Em nossa observação anterior, os ratos MMPM mostraram uma elevação significativa no soro em comparação com o controle em branco, potencialmente indicando uma forte correlação entre o aumento dos níveis de lactato e a fadiga muscular experimentada em pé em uma pequena plataforma. A aplicação de AFD é capaz de reduzir notavelmente os níveis de ácido lático no soro coletado de ratos WMPV até certo ponto, melhorando sequencialmente o grau de fadiga.
Em conclusão, este estudo demonstrou que o AFD reverteu efetivamente o declínio da força de preensão, aliviou a ansiedade e melhorou a memória, potencialmente por meio de sua capacidade de reduzir os níveis de corticosterona e melhorar o metabolismo do lactato. Espera-se que este artigo ofereça um modelo para o estudo experimental da MTC contra a fadiga central in vivo. A limitação do estudo é que não há uma etapa avançada para explorar a sustentação de mecanismos moleculares relacionados. No futuro, continuaremos a explorar os efeitos da AFD no sistema nervoso central e investigar seus mecanismos relacionados.
Os autores declaram não haver conflitos de interesse em relação à publicação deste artigo. Não temos relações financeiras ou pessoais com organizações ou indivíduos que possam influenciar inadequadamente nossa pesquisa.
Todos os autores gostariam de expressar sua gratidão pelo apoio da Fundação Nacional de Ciências Naturais da China (NO. 81874428) e do projeto de pesquisa da Universidade de Medicina Tradicional Chinesa de Pequim (NO.2023-JYB-JBZD-001).
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Kit de teste de corticosterona | Empresa alemã DRG | EIA4164 | Etapa 4.3 |
| Software Curve Expert 1.4 | CurveExpert | Professional Versão 1.4 | Para cálculo em ensaio de corticosterona |
| Software Ethovision | Noldus Information Technology, Holanda | Software de análise versão 15 | e sistema de rastreamento de vídeo |
| Dispositivo de teste de força de preensão | ZS-ZL | Pequim Zhongshi Di Chuang | Etapa 3.1 |
| Kit de teste de ácido láctico | Instituto de Pesquisa de Bioengenharia Nanjing Jiancheng | A019-2-1 | Etapa 4.2 |
| Método | de plataforma múltipla modificadoLaboratório de Neuroimunologia da Universidade de Medicina Chinesa de Pequim | Nenhum | Etapa 2.1 |
| Dispositivo de teste do labirinto aquático Morris | Beijing Zhongshi Di Chuang empresa limitada | ZS-Morris | Etapa 3.3 |
| Dispositivo de teste de campo aberto | Beijing Zhongshi Di Chuang empresa limitada | ZS-KC | Etapa 3.2 |
| Prism | GraphPad | Versão 8 | Para gerar figuras |
| SPSS 26.0 | IBM | Verson 26.0 | Análise estatística |
| Ratos Wistar | SiPeiFu (Pequim) Biotecnologia Co., Ltd | número de licença: SCXK (Jing) 2019-0010 |
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