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Este estudio presenta un dispositivo de masaje abdominal para ratones que replica el masaje manual al tiempo que minimiza el estrés y el daño tisular. El dispositivo reduce significativamente los niveles de glucosa en sangre, mejora el metabolismo de los lípidos y aumenta la sensibilidad a la insulina en ratones con diabetes tipo 2, ofreciendo un enfoque terapéutico prometedor y no invasivo con potencial clínico.
La diabetes mellitus tipo 2 (DM2) es un problema de salud pública mundial en rápido crecimiento que afecta a más de 500 millones de personas en todo el mundo. Aunque el masaje abdominal ha mostrado beneficios potenciales en el manejo de la DM2, su efectividad sigue sin estar clara, particularmente en estudios con animales, donde desafíos como el cumplimiento de los animales y la necesidad de un control preciso de la presión complican la implementación. Para abordar estos desafíos, este estudio presenta un novedoso dispositivo de simulación de masaje abdominal diseñado específicamente para ratones. Este dispositivo proporciona una solución práctica para realizar intervenciones de masaje abdominal de manera controlada, minimizando el estrés y el daño tisular de los animales. Restringe de forma segura las extremidades de los ratones, lo que les permite permanecer conscientes durante el masaje, y ofrece un control preciso sobre la presión y la frecuencia del masaje aplicado al abdomen. La capacidad del dispositivo para simular el masaje abdominal manual con precisión abre nuevas posibilidades para estudios experimentales que evalúen sus efectos sobre la DM2. El objetivo principal de este protocolo es investigar el impacto del masaje abdominal en los marcadores clave de DMT2, como los niveles de glucosa en sangre, el metabolismo de los lípidos y la sensibilidad a la insulina en ratones. Al proporcionar un método fiable y reproducible para el masaje abdominal, este dispositivo puede ofrecer información valiosa sobre su potencial como intervención terapéutica no invasiva para la DM2. Los hallazgos de esta investigación pueden contribuir al avance de las estrategias clínicas para la prevención y el tratamiento de la diabetes, particularmente para mejorar la comprensión de las terapias tradicionales como el masaje abdominal en la práctica médica moderna.
La diabetes mellitus tipo 2 (DM2) es una enfermedad crónica caracterizada por resistencia a la insulina y disfunción de las células β pancreáticas. Es un problema de salud pública de ámbito nacional, con una incidencia en rápido aumento en todo el mundo1. Según el Informe sobre la Carga Mundial de Enfermedades Metabólicas, más de 500 millones de personas en todo el mundo tienen diabetes, y más del 90% de ellas tienen DM22. El masaje abdominal es una intervención importante para el tratamiento de la DM2. Una gran cantidad de investigaciones han demostrado que el masaje abdominal puede mejorar significativamente los niveles de glucosa en sangre, la calidad de vida, la composición de la microbiota intestinal y sus productos metabólicos en pacientes con DM2, mejorando así la sensibilidad a la insulina 3,4,5. Además, el masaje abdominal promueve el peristaltismo gastrointestinal, mejora la función digestiva, reduce la estasis gastrointestinal y optimiza la absorción de nutrientes y el metabolismo de la glucosa 6,7,8. A pesar del potencial a través del cual el masaje abdominal mejora los resultados de la DMT2, no se han explorado completamente. Específicamente, se ha demostrado que el masaje abdominal mejora la sensibilidad a la insulina y el metabolismo de la glucosa al modular las vías metabólicas como la vía de señalización de la insulina, pero los procesos fisiológicos precisos aún no se comprenden completamente. Este estudio tiene como objetivo cerrar esta brecha al proporcionar información mecanicista más detallada sobre cómo el masaje abdominal puede mejorar la DM2 en modelos animales.
El objetivo principal de este estudio es diseñar y desarrollar un método estandarizado y reproducible para estudiar los efectos del masaje abdominal en la DM2 utilizando un dispositivo innovador diseñado específicamente para ratones. Este dispositivo tiene como objetivo proporcionar un control preciso sobre los parámetros del masaje, como la presión y la frecuencia, al tiempo que minimiza el estrés de los animales y garantiza el cumplimiento del bienestar animal.
Sin embargo, realizar masajes abdominales en modelos animales, especialmente ratones, presenta varios desafíos. Los métodos de investigación actuales enfrentan desafíos, incluida la aplicación inconsistente de masajes, la dificultad para mantener una presión y frecuencia uniformes y garantizar el cumplimiento de los animales durante la intervención. Estas limitaciones dificultan la reproducibilidad e introducen variabilidad en los resultados, lo que enfatiza la necesidad de una técnica más efectiva y confiable. Los experimentos con animales son esenciales para responder a esta pregunta. Para el masaje abdominal en animales, es necesario mantener una cierta presión y frecuencia. En la práctica, sin embargo, no es fácil hacer que los animales cumplan las instrucciones y permanezcan en la posición requerida dentro del dispositivo, ya que son naturalmente activos. También es un desafío garantizar una presión y velocidad constantes durante la intervención, lo que dificulta lograr la estabilidad requerida para las técnicas de masaje abdominal. Por lo tanto, realizar intervenciones de masaje abdominal en ratones, ratas y otros modelos animales sigue siendo un desafío importante en la investigación. Además, los experimentos con animales deben abordar cuestiones relacionadas con el bienestar animal, como el alivio del estrés y la ansiedad, la reducción del dolor y la mejora de las condiciones generales. Los métodos existentes, como el masaje postanestésico o la restricción manual, suelen ser laboriosos, introducen sesgos experimentales o no logran replicar las condiciones fisiológicas naturales en animales conscientes. Las soluciones anteriores han involucrado modelos de masaje abdominal en ratas 9,10,11. Para superar estas limitaciones, presentamos un novedoso dispositivo de masaje abdominal para ratones. En este estudio, presentamos un novedoso dispositivo de masaje abdominal diseñado para superar estas limitaciones. En comparación con las técnicas tradicionales, este dispositivo ofrece ventajas significativas, como un funcionamiento estable, un control preciso de los parámetros de masaje, una reducción del estrés de los animales y una mayor reproducibilidad. Además, su diseño rentable mejora la accesibilidad para aplicaciones más amplias en la investigación de enfermedades metabólicas. Al integrar la ingeniería moderna con los enfoques terapéuticos tradicionales, este dispositivo llena un vacío crítico en las metodologías experimentales no invasivas para la DM2.
Este enfoque contribuye al cuerpo más amplio de la literatura sobre las técnicas terapéuticas no invasivas para la DM2, en particular las derivadas de la medicina tradicional china (MTC), que enfatiza los efectos reguladores del masaje abdominal sobre las funciones digestivas y metabólicas. Los investigadores pueden encontrar este método particularmente adecuado para estudios sobre intervenciones no farmacológicas para la DM2 y otros trastornos metabólicos. Al abordar los desafíos experimentales clave, este método proporciona una base para avanzar en la investigación clínica y traslacional en este campo.
Todos los experimentos con animales fueron aprobados por el Comité de Cuidado y Uso de Animales de la Universidad de Medicina China de Nanjing (Aprobación No: 202409A033). Aquí, se seleccionaron 24 ratones machos C57BL/6J sanos de grado SPF, de 8 semanas de edad y con un peso de 22 g ± 2 g. Los ratones se alojaron bajo un ciclo de luz/oscuridad de 12 h a una temperatura de 20-22 °C y con una humedad relativa del 45%-50%. Los animales tenían libre acceso a comida y agua.
1. Establecimiento del modelo de ratón T2DM
2. Agrupamiento y tratamiento de ratones
3. Preparación del dispositivo de entrenamiento de masaje abdominal
4. Procedimiento de masaje abdominal
De acuerdo con el plan anterior, el abdomen de los ratones se mantuvo fijo en su lugar, y la posición relativamente fija permitió a los ratones mantener una postura estable. Masajeando el abdomen a una frecuencia fija, la presión y la duración del masaje se controlaron dentro de un rango manejable. Este enfoque es similar al masaje abdominal tradicional en la medicina china12. Siguiendo este plan de intervención, el tiempo de intervención se puede extender adecuadamente, lo que ayuda a los ratones a adaptarse al entrenamiento, alivia su malestar y contribuye a estandarizar el procedimiento experimental, mejorando así la eficiencia experimental.
Efecto del masaje abdominal sobre la glucosa en sangre y el peso corporal en ratones con DM2
En comparación con el grupo en blanco, los niveles de glucosa en sangre en ayunas (FBG) y glucosa en sangre aleatoria (RBG) y el peso corporal de los ratones en el grupo modelo aumentaron significativamente, como se muestra en la Figura 3, lo que indica que el modelo de DMT2 se estableció con éxito. En comparación con el grupo modelo, los niveles de FBG y RBG de los ratones en los grupos de masaje abdominal y metformina se redujeron, como se muestra en la Figura 3A-B. No hubo diferencias significativas entre ellos, lo que indicó que tanto la metformina como el masaje abdominal fueron efectivos en la reducción del peso corporal y el nivel alto de glucosa en sangre en el modelo de diabetes; Además, ambas intervenciones mejoraron el peso corporal de los ratones, lo que podría estar relacionado con su mejora en el control de la glucosa en sangre. Estos resultados sugieren que la estrategia de masaje abdominal proporcionada por este protocolo tiene efectos similares a la metformina en la regulación de los niveles de glucosa en sangre en ratones con DM2.
Efecto del masaje abdominal sobre el metabolismo lipídico en ratones T2DM
En cuanto al metabolismo de los lípidos, en comparación con el grupo en blanco, los niveles de colesterol total (TC), lipoproteínas de baja densidad (LDL) y triglicéridos (TG) de los ratones del grupo modelo estaban elevados, como se muestra en la figura 4A, C, D, y el nivel de lipoproteínas de alta densidad (HDL) se redujo significativamente, como se muestra en la figura 4B. Después del masaje abdominal, los niveles de TC, LDL y TG de los ratones disminuyeron significativamente, como se muestra en la Figura 4A, C, D. Por el contrario, el nivel de HDL estaba aumentado, como se muestra en la Figura 4B, sin diferencias significativas con el grupo de metformina. Esto confirma que el masaje abdominal tiene un efecto positivo similar al de la metformina en la optimización del metabolismo de los lípidos.
Efecto del masaje abdominal sobre la vía de señalización de la insulina en ratones T2DM
En comparación con el grupo en blanco, los niveles de expresión de ARNm de IRS-1, IRS-2, PI3K, AKT y GLUT4 en los tejidos hepáticos de los ratones del grupo modelo se redujeron significativamente (p < 0,01), como se muestra en la Figura 5. Las muestras de tejido hepático se recogieron al final del período de intervención de 8 semanas, tras lo cual se extrajo el ARN mediante el reactivo TRIzol y se analizó mediante PCR cuantitativa (qPCR). Los niveles de expresión de ARNm de PI3K, AKT y GLUT4 en los ratones tratados con masaje abdominal y metformina aumentaron significativamente (p < 0,01, p < 0,05). La diferencia entre los grupos de masaje abdominal y metformina fue insignificante (p > 0,05), como se muestra en la Figura 5C-E. Estos resultados sugieren que tanto el masaje abdominal como las intervenciones con metformina mejoran eficazmente la señalización de la insulina al aumentar la expresión de genes clave en la vía de señalización de la insulina, como PI3K, AKT y GLUT4, que desempeñan un papel fundamental en el metabolismo de la glucosa y la sensibilidad a la insulina. Estos hallazgos indican que el masaje abdominal tiene un efecto terapéutico sobre la DM2 comparable al de la metformina, probablemente al mejorar la sensibilidad a la insulina y promover la homeostasis de la glucosa a través de mecanismos moleculares similares. No hay diferencias significativas entre los grupos de masaje abdominal y metformina que sugieran que el masaje abdominal podría ser una alternativa viable o un enfoque complementario a la metformina en el tratamiento de la DM2. La importancia de estos resultados radica en su potencial para proporcionar información sobre tratamientos no farmacológicos para la diabetes que modulan las vías de señalización de la insulina.
Figura 1: Preparación de los dispositivos de entrenamiento de masaje abdominal. (A) Una placa de polipropileno de 1 mm de espesor tiene la forma de un trapecio con agujeros para la fijación, y la tela suave no tejida se corta a medida, con cuatro agujeros para las extremidades del ratón. Se coloca un sensor de película de presión en la tela sobre el abdomen del ratón y se conecta a un dispositivo de control de presión. (B) El ensamblaje completo del dispositivo muestra la vista frontal de la placa fija. (C) Una vez completado el ensamblaje, el diagrama muestra el resultado final del dispositivo con la vista inversa de la placa fija. (D) Vista del efecto después de apretar la tela de fijación utilizada para fijar los ratones. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 2: Procedimiento de masaje abdominal en ratones. (A) Coloque el ratón en un lado con un radio de 4,5 cm y mueva el ratón hacia un lado con un radio de 3 cm utilizando el hábito de excavación del ratón. (B) Además, manipule las extremidades del ratón para sacarlas de los cuatro orificios de la tela de fijación para fijar el ratón. (C) El operador sostiene la placa con una mano y coloca el dispositivo de fijación del mouse en la palma para que el mouse quede en posición supina. (D) El pulgar de la otra mano se puede usar para masajear el abdomen del ratón. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 3: Efectos del masaje abdominal sobre la glucosa en sangre y los niveles de peso corporal en ratones con DM2. (A) Comparación de los niveles de glucosa en sangre en ayunas (FBG) en ratones DM2 después de 8 semanas de intervención (n = 6 por grupo). (B) Comparación de los niveles del índice de resistencia a la insulina (IRI) en ratones T2DM después de 8 semanas de intervención (n = 6 por grupo). (C) Comparación de los cambios en el peso corporal en ratones con DM2 durante el período de intervención de 8 semanas (n = 6 por grupo). Las mediciones se realizaron al inicio y después de 8 semanas de intervención. Las barras de error representan el error estándar de la media (SEM). El análisis estadístico se realizó mediante ANOVA de un factor seguido de la prueba post-hoc de Tukey. *p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001 denotan diferencias significativas entre los grupos. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 4: Efecto del masaje abdominal sobre el metabolismo lipídico en ratones DM2. (A) Comparación de los niveles de colesterol LDL entre los grupos de intervención (n = 6 por grupo). (B) Comparación de los niveles de lipoproteínas de alta densidad (HDL) en cada grupo después de la intervención (n = 6 por grupo). (C) Comparación de los niveles de colesterol total (CT) en ratones después de la intervención (n = 6 por grupo). (D) Comparación de los niveles de triglicéridos (TG) en ratones T2DM después de 3 semanas de intervención (n = 6 por grupo). Las mediciones se tomaron después de 3 semanas de intervención. Las barras de error representan el error estándar de la media (SEM). La significación estadística se determinó mediante ANOVA de un factor seguido de la prueba post-hoc de Tukey. *p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001 indican diferencias estadísticamente significativas entre los grupos. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 5: Vías de señalización de la insulina en ratones T2DM. (A) Comparación de los niveles de expresión de ARNm de IRS-1 en diferentes grupos después de la intervención (n = 6 por grupo). (B) Comparación de los niveles de expresión de ARNm de IRS-2 en cada grupo después de la intervención (n = 6 por grupo). (C) Comparación de los niveles de expresión de ARNm de PI3K en ratones después de la intervención (n = 6 por grupo). (D) Comparación de los niveles de expresión de ARNm de AKT en cada grupo después de la intervención (n = 6 por grupo). (E) Comparación de los niveles de expresión de ARNm de GLUT4 en ratones después de la intervención (n = 6 por grupo). Las muestras se recogieron al final de la intervención de 8 semanas. Las barras de error representan el error estándar de la media (SEM). La significación estadística se evaluó mediante ANOVA de un factor seguido de la prueba post-hoc de Tukey. *p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001 representan diferencias significativas entre los grupos. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
El masaje abdominal es una técnica fundamental representativa en la medicina tradicional china (MTC), ampliamente aplicada en la prevención clínica y el tratamiento de diversas enfermedades del sistema, especialmente en la regulación y cuidado del bazo y el estómago del sistema digestivo 13,14,15. El masaje abdominal afecta directamente la superficie del cuerpo humano, cubriendo la mayoría de los puntos de acupuntura abdominal, incluidos Zhongwan (CV12), Liangmen (ST21), Shenque (CV8), Tianshu (ST25), Guanyuan (CV4) y Qihai (CV6). La técnica no solo estimula los puntos de acupuntura abdominal superficiales, sino que también penetra profundamente para estimular los órganos internos, mejorando la función metabólica del cuerpo a través de una manipulación uniforme, suave, firme y penetrante4.
En este estudio, se diseñó un novedoso dispositivo de simulación para el masaje abdominal en ratones experimentales. Este dispositivo consta de una placa de fijación transparente, un tejido de fijación flexible y sensores de presión capaces de simular la fuerza y el ritmo del masaje manual evitando el estrés innecesario y el daño tisular a los ratones experimentales. Con respecto a los protocolos experimentales de masaje abdominal existentes, como los métodos tradicionales de masaje abdominal o el masaje abdominal postanestésico, si bien son fáciles de operar, estos métodos no pueden simular completamente las respuestas fisiológicas reales en ratones en estado de coma15. Otro método, que consiste en levantar a los ratones para un masaje abdominal, puede inducir una estimulación adicional en la columna vertebral del ratón, lo que dificulta el control de factores individuales, lo que lleva a un sesgo experimental. Esta observación se basó en nuestros ensayos experimentales, en los que encontramos dificultades para mantener condiciones consistentes durante la intervención. En comparación, el dispositivo diseñado en este estudio permite condiciones más controladas, repetibles y estables, ofreciendo claras ventajas en términos de rentabilidad y reproducibilidad.
Un paso crítico en este protocolo consiste en fijar a los ratones en un soporte, asegurándose de que el abdomen esté accesible para el masaje mientras se mantiene un movimiento mínimo. Los sensores de presión que proporcionan un control preciso de la frecuencia y la presión aplicada permiten controlar la fuerza en tiempo real. El entrenamiento adaptativo de los ratones es otro aspecto crucial del protocolo, ya que permite que los ratones se aclimaten al proceso durante varias sesiones, minimizando las molestias y reduciendo las respuestas al estrés. Después de esta fase de entrenamiento, los ratones podían tolerar masajes abdominales de 30 minutos al día, un factor crítico para garantizar la fiabilidad y estabilidad del experimento. Este proceso asegura que los animales se adapten sin estrés excesivo, lo cual es esencial para la integridad de los resultados.
Estudios recientes han demostrado que el masaje abdominal tiene múltiples efectos reguladores sobre la diabetes tipo 2 (DM2), incluyendo la reducción de los niveles de glucosa en sangre y la optimización del metabolismo de los lípidos 5,12,17. En este estudio, los ratones en el grupo de masaje abdominal mostraron reducciones significativas en los niveles de glucosa en sangre en ayunas (FBG) y glucosa en sangre aleatoria (RBG). Además, los indicadores del metabolismo lipídico en el grupo de masaje abdominal mejoraron significativamente, con niveles de colesterol total (CT), lipoproteínas de baja densidad (LDL) y triglicéridos (TG) disminuidos significativamente. Por el contrario, los niveles de lipoproteínas de alta densidad (HDL) aumentaron significativamente. Estos resultados revelan el valor potencial de intervención del masaje abdominal para las enfermedades metabólicas y proporcionan nuevas direcciones para el tratamiento integral de la DM2.
Una exploración más profunda de los mecanismos moleculares que subyacen a estas mejoras revela que el masaje abdominal modula la vía de señalización de la insulina, específicamente mediante la regulación positiva de la expresión de genes clave involucrados en el metabolismo de la glucosa, incluidos PI3K, AKT y GLUT4. Estos genes son parte integral de la vía de señalización de la insulina, que es responsable de regular la absorción de glucosa y la sensibilidad a la insulina. La regulación positiva de PI3K y AKT mejora la activación de las moléculas de señalización posteriores, lo que promueve la absorción y el almacenamiento de glucosa en tejidos como el músculo y el tejido adiposo. Mientras tanto, el aumento de la expresión de GLUT4 facilita un mayor transporte de glucosa a las células, mejorando la homeostasis general de la glucosa. Es probable que estos cambios moleculares contribuyan a las mejoras observadas en el metabolismo de la glucosa y la sensibilidad a la insulina, lo que ofrece información sobre los posibles efectos terapéuticos del masaje abdominal en el tratamiento de la DM2.
Sin embargo, el procedimiento experimental de este protocolo aún requiere capacitación técnica para los investigadores, particularmente para familiarizar a los ratones con el dispositivo, lo que requiere práctica repetida para garantizar que los ratones experimenten una molestia mínima durante el procedimiento. Otro punto crítico para futuros estudios es la optimización de la intensidad y la frecuencia de los masajes para comprender mejor su impacto en los resultados experimentales. Los hallazgos actuales se basan en un modelo de ratón, y es esencial una validación adicional a través de experimentos con animales y ensayos clínicos más extensos para confirmar la aplicabilidad y efectividad más amplias de este método.
De cara al futuro, este protocolo tiene numerosas aplicaciones potenciales, especialmente en el estudio de enfermedades metabólicas como la diabetes, la obesidad e incluso ciertas afecciones gastrointestinales. La naturaleza no invasiva de la técnica la convierte en una alternativa atractiva a los métodos más invasivos, ofreciendo un enfoque novedoso para estudios clínicos o posibles intervenciones terapéuticas. El dispositivo también se puede adaptar para su uso en otros modelos animales, lo que permite una aplicabilidad más amplia en entornos experimentales. Además, este dispositivo y protocolo podrían desempeñar un papel importante en la modernización de las terapias de la medicina tradicional china, proporcionando una plataforma científica para explorar los mecanismos subyacentes a sus efectos sobre las enfermedades metabólicas y otras condiciones de salud.
Los autores no tienen nada que revelar.
Este trabajo ha sido apoyado por la segunda tanda de proyectos especiales de investigación científica de la Base Nacional de Investigación Clínica de Medicina Tradicional China (JDZX2015127, con sede en el Hospital Provincial de Medicina China de Anhui).
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 |
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