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Este estudo apresenta um dispositivo de massagem abdominal para camundongos que replica a massagem manual, minimizando o estresse e os danos aos tecidos. O dispositivo reduz significativamente os níveis de glicose no sangue, melhora o metabolismo lipídico e aumenta a sensibilidade à insulina em camundongos com diabetes tipo 2, oferecendo uma abordagem terapêutica promissora e não invasiva com potencial clínico.
O diabetes mellitus tipo 2 (DM2) é um problema de saúde pública global em rápido crescimento, afetando mais de 500 milhões de pessoas em todo o mundo. Embora a massagem abdominal tenha mostrado benefícios potenciais no tratamento do DM2, sua eficácia ainda não está clara, principalmente em estudos com animais, onde desafios como a complacência animal e a necessidade de controle preciso da pressão complicam a implementação. Para enfrentar esses desafios, este estudo apresenta um novo dispositivo de simulação de massagem abdominal projetado especificamente para camundongos. Este dispositivo fornece uma solução prática para a realização de intervenções de massagem abdominal de forma controlada, minimizando o estresse e os danos aos tecidos dos animais. Ele restringe com segurança os membros dos camundongos, permitindo que eles permaneçam conscientes durante a massagem, e oferece controle preciso sobre a pressão e a frequência da massagem aplicada no abdômen. A capacidade do dispositivo de simular a massagem abdominal manual com precisão abre novas possibilidades para estudos experimentais que avaliem seus efeitos no DM2. O objetivo principal deste protocolo é investigar o impacto da massagem abdominal nos principais marcadores de DM2, como níveis de glicose no sangue, metabolismo lipídico e sensibilidade à insulina em camundongos. Ao fornecer um método confiável e reprodutível para massagem abdominal, este dispositivo pode oferecer informações valiosas sobre seu potencial como uma intervenção terapêutica não invasiva para DM2. Os resultados desta pesquisa podem contribuir para o avanço das estratégias clínicas para prevenção e tratamento do diabetes, particularmente para melhorar a compreensão das terapias tradicionais, como a massagem abdominal, na prática médica moderna.
O diabetes mellitus tipo 2 (DM2) é uma doença crônica caracterizada por resistência à insulina e disfunção das células β pancreáticas. É um problema de saúde pública nacional, com incidência crescente em todo o mundo1. De acordo com o Relatório Global de Carga de Doenças Metabólicas, mais de 500 milhões de pessoas em todo o mundo têm diabetes, com mais de 90% delas com DM22. A massagem abdominal é uma intervenção importante para o tratamento do DM2. Um grande corpo de pesquisa mostrou que a massagem abdominal pode melhorar significativamente os níveis de glicose no sangue, a qualidade de vida, a composição da microbiota intestinal e seus produtos metabólicos em pacientes com DM2, aumentando assim a sensibilidade à insulina 3,4,5. Além disso, a massagem abdominal promove o peristaltismo gastrointestinal, melhora a função digestiva, reduz a estase gastrointestinal e otimiza a absorção de nutrientes e o metabolismo da glicose 6,7,8. Apesar do potencial pelo qual a massagem abdominal melhora os resultados do DM2, não foram totalmente explorados. Especificamente, a massagem abdominal demonstrou melhorar a sensibilidade à insulina e o metabolismo da glicose, modulando as vias metabólicas, como a via de sinalização da insulina, mas os processos fisiológicos precisos ainda não são totalmente compreendidos. Este estudo visa preencher essa lacuna, fornecendo informações mecanicistas mais detalhadas sobre como a massagem abdominal pode melhorar o DM2 em modelos animais.
O objetivo principal deste estudo é projetar e desenvolver um método padronizado e reprodutível para estudar os efeitos da massagem abdominal no DM2 usando um dispositivo inovador projetado especificamente para camundongos. Este dispositivo visa fornecer controle preciso sobre os parâmetros de massagem, como pressão e frequência, minimizando o estresse animal e garantindo a conformidade com o bem-estar animal.
No entanto, a realização de massagem abdominal em modelos animais, especialmente camundongos, apresenta vários desafios. Os métodos de pesquisa atuais enfrentam desafios, incluindo aplicação inconsistente de massagem, dificuldade em manter pressão e frequência uniformes e garantir a adesão dos animais durante a intervenção. Essas limitações dificultam a reprodutibilidade e introduzem variabilidade nos resultados, enfatizando a necessidade de uma técnica mais eficaz e confiável. Experimentos com animais são essenciais para responder a essa pergunta. Para massagem abdominal em animais, é necessário manter uma certa pressão e frequência. Na prática, porém, não é fácil fazer com que os animais cumpram as instruções e permaneçam na posição exigida dentro do dispositivo, pois são naturalmente ativos. Também é um desafio garantir pressão e velocidade consistentes durante a intervenção, o que dificulta a obtenção da estabilidade necessária para as técnicas de massagem abdominal. Portanto, a realização de intervenções de massagem abdominal em camundongos, ratos e outros modelos animais continua sendo um desafio significativo na pesquisa. Além disso, os experimentos com animais devem abordar questões relacionadas ao bem-estar animal, como aliviar o estresse e a ansiedade, reduzir a dor e melhorar as condições gerais. Os métodos existentes, como massagem pós-anestésica ou contenção manual, costumam ser trabalhosos, introduzem viés experimental ou não conseguem replicar as condições fisiológicas naturais em animais conscientes. Soluções anteriores envolveram modelos de massagem abdominal em ratos 9,10,11. Para superar essas limitações, apresentamos um novo dispositivo de massagem abdominal para camundongos. Neste estudo, apresentamos um novo dispositivo de massagem abdominal projetado para superar essas limitações. Comparado com as técnicas tradicionais, este dispositivo oferece vantagens significativas, incluindo operação estável, controle preciso sobre os parâmetros de massagem, redução do estresse animal e melhor reprodutibilidade. Além disso, seu design econômico aumenta a acessibilidade para aplicações mais amplas na pesquisa de doenças metabólicas. Ao integrar a engenharia moderna com abordagens terapêuticas tradicionais, este dispositivo preenche uma lacuna crítica nas metodologias experimentais não invasivas para DM2.
Essa abordagem contribui para o corpo mais amplo da literatura sobre técnicas terapêuticas não invasivas para DM2, particularmente aquelas derivadas da medicina tradicional chinesa (MTC), que enfatiza os efeitos regulatórios da massagem abdominal nas funções digestivas e metabólicas. Os pesquisadores podem achar esse método particularmente adequado para estudos sobre intervenções não farmacológicas para DM2 e outros distúrbios metabólicos. Ao abordar os principais desafios experimentais, este método fornece uma base para o avanço da pesquisa clínica e translacional neste campo.
Todos os experimentos com animais foram aprovados pelo Comitê de Cuidados e Uso de Animais da Universidade de Medicina Chinesa de Nanjing (Aprovação nº: 202409A033). Aqui, foram selecionados 24 camundongos C57BL/6J machos saudáveis de grau SPF, com 8 semanas de idade e pesando 22 g ± 2 g. Os camundongos foram alojados em um ciclo claro/escuro de 12 h a uma temperatura de 20-22 °C e com umidade relativa de 45%-50%. Os animais tinham livre acesso a comida e água.
1. Estabelecimento do modelo de camundongo DM2
2. Agrupamento e tratamento de camundongos
3. Preparando o dispositivo de treinamento de massagem abdominal
4. Procedimento de massagem abdominal
De acordo com o plano acima, o abdômen dos camundongos foi mantido fixo no lugar, e a posição relativamente fixa permitiu que os camundongos mantivessem uma postura estável. Massageando o abdômen em uma frequência fixa, a pressão e a duração da massagem foram controladas dentro de uma faixa gerenciável. Essa abordagem é semelhante à massagem abdominal tradicional na medicina chinesa12. Seguindo este plano de intervenção, o tempo de intervenção pode ser estendido adequadamente, o que ajuda os camundongos a se adaptarem ao treinamento, alivia seu desconforto e contribui para padronizar o procedimento experimental, melhorando assim a eficiência experimental.
Efeito da massagem abdominal sobre a glicemia e o peso corporal em camundongos DM2
Em comparação com o grupo em branco, os níveis de glicemia de jejum (FBG) e glicemia aleatória (RBG) e o peso corporal dos camundongos no grupo modelo foram significativamente aumentados, conforme mostrado na Figura 3, que indicou que o modelo T2DM foi estabelecido com sucesso. Em comparação com o grupo modelo, os níveis de FBG e RBG dos camundongos nos grupos massagem abdominal e metformina foram reduzidos, conforme mostrado na Figura 3A-B. Não houve diferença significativa entre eles, o que indicou que tanto a metformina quanto a massagem abdominal foram eficazes na redução do peso corporal e do alto nível de glicose no sangue no modelo de diabetes; Além disso, ambas as intervenções melhoraram o peso corporal dos camundongos, o que pode estar relacionado à melhora no controle da glicose no sangue. Esses resultados sugerem que a estratégia de massagem abdominal fornecida por este protocolo tem efeitos semelhantes à metformina na regulação dos níveis de glicose no sangue em camundongos DM2.
Efeito da massagem abdominal no metabolismo lipídico em camundongos DM2
Em termos de metabolismo lipídico, em comparação com o grupo em branco, os níveis de colesterol total (TC), lipoproteína de baixa densidade (LDL) e triglicerídeos (TG) dos camundongos do grupo modelo foram elevados, conforme mostrado na Figura 4A, C, D, e o nível de lipoproteína de alta densidade (HDL) foi significativamente reduzido, conforme mostrado na Figura 4B. Após a massagem abdominal, os níveis de CT, LDL e TG dos camundongos diminuíram significativamente, conforme mostrado na Figura 4A, C, D. Em contraste, o nível de HDL estava aumentado, como mostrado na Figura 4B, sem diferença significativa em relação ao grupo metformina. Isso confirma que a massagem abdominal tem um efeito positivo semelhante ao da metformina na otimização do metabolismo lipídico.
Efeito da massagem abdominal na via de sinalização da insulina em camundongos DM2
Em comparação com o grupo em branco, os níveis de expressão de IRS-1, IRS-2, PI3K, AKT e GLUT4 mRNA nos tecidos hepáticos de camundongos no grupo modelo foram significativamente reduzidos (p < 0,01), conforme mostrado na Figura 5. As amostras de tecido hepático foram coletadas ao final do período de intervenção de 8 semanas, após o qual o RNA foi extraído usando o reagente TRIzol e analisado usando PCR quantitativo (qPCR). Os níveis de expressão de mRNA de PI3K, AKT e GLUT4 nos camundongos tratados com massagem abdominal e metformina foram significativamente aumentados (p < 0,01, p < 0,05). A diferença entre os grupos massagem abdominal e metformina foi insignificante (p > 0,05), como mostra a Figura 5C-E. Esses resultados sugerem que tanto a massagem abdominal quanto as intervenções com metformina aumentam efetivamente a sinalização da insulina, aumentando a expressão de genes-chave na via de sinalização da insulina, como PI3K, AKT e GLUT4, que desempenham papéis críticos no metabolismo da glicose e na sensibilidade à insulina. Esses achados indicam que a massagem abdominal tem um efeito terapêutico no DM2 comparável à metformina, provavelmente melhorando a sensibilidade à insulina e promovendo a homeostase da glicose por meio de mecanismos moleculares semelhantes. Nenhuma diferença significativa entre os grupos de massagem abdominal e metformina sugere que a massagem abdominal possa ser uma alternativa viável ou uma abordagem complementar à metformina no tratamento do DM2. A importância desses resultados reside em seu potencial para fornecer informações sobre tratamentos não farmacológicos para diabetes que modulam as vias de sinalização da insulina.
Figura 1: Preparação de dispositivos de treinamento de massagem abdominal. (A) Uma placa de polipropileno de 1 mm de espessura é moldada em um trapézio com orifícios para fixação, e tecido macio e não tecido é cortado para caber, com quatro orifícios para os membros do camundongo. Um sensor de filme de pressão é colocado no tecido sobre o abdômen do mouse e conectado a um dispositivo de monitoramento de pressão. (B) A montagem concluída do dispositivo mostra a frente view da placa fixa. (C) Após a conclusão da montagem, o diagrama mostra o resultado final do dispositivo com a visão reversa da placa fixa. (D) Vista do efeito após apertar o pano de fixação usado para fixar os camundongos. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 2: Procedimento de massagem abdominal em camundongos. (A) Coloque o mouse de lado com um raio de 4,5 cm e mova o mouse para o lado com um raio de 3 cm, utilizando o hábito de escavação do mouse. (B) Além disso, manipule os membros do mouse para puxá-los para fora dos quatro orifícios do pano de fixação para fixar o mouse. (C) O operador segura a placa em uma mão e coloca o dispositivo de fixação do mouse na palma da mão para que o mouse fique em decúbito dorsal. (D) O polegar da outra mão pode ser usado para massagear o abdômen do rato. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 3: Efeitos da massagem abdominal sobre os níveis de glicose no sangue e peso corporal em camundongos DM2. (A) Comparação dos níveis de glicemia de jejum (FBG) em camundongos DM2 após 8 semanas de intervenção (n = 6 por grupo). (B) Comparação dos níveis do índice de resistência à insulina (IRI) em camundongos DM2 após 8 semanas de intervenção (n = 6 por grupo). (C) Comparação das alterações do peso corporal em camundongos DM2 durante o período de intervenção de 8 semanas (n = 6 por grupo). As medições foram feitas no início e após 8 semanas de intervenção. As barras de erro representam o erro padrão da média (SEM). A análise estatística foi realizada por meio de ANOVA one-way seguida do teste post-hoc de Tukey. *p < 0,05, **p < 0,01, *** p < 0,001 denotam diferenças significativas entre os grupos. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 4: Efeito da massagem abdominal no metabolismo lipídico em camundongos DM2. (A) Comparação dos níveis de colesterol LDL entre os grupos de intervenção (n = 6 por grupo). (B) Comparação dos níveis de lipoproteína de alta densidade (HDL) em cada grupo após a intervenção (n = 6 por grupo). (C) Comparação dos níveis de colesterol total (CT) em camundongos após a intervenção (n = 6 por grupo). (D) Comparação dos níveis de triglicerídeos (TG) em camundongos DM2 após 3 semanas de intervenção (n = 6 por grupo). As medidas foram realizadas após 3 semanas de intervenção. As barras de erro representam o erro padrão da média (SEM). A significância estatística foi determinada por meio de ANOVA one-way seguida do teste post-hoc de Tukey. *p < 0,05, **p < 0,01, *** p < 0,001 indicam diferenças estatisticamente significativas entre os grupos. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 5: Vias de sinalização de insulina em camundongos DM2. (A) Comparação dos níveis de expressão de mRNA de IRS-1 em diferentes grupos após a intervenção (n = 6 por grupo). (B) Comparação dos níveis de expressão de mRNA do IRS-2 em cada grupo após a intervenção (n = 6 por grupo). (C) Comparação dos níveis de expressão de mRNA de PI3K em camundongos após a intervenção (n = 6 por grupo). (D) Comparação dos níveis de expressão de mRNA de AKT em cada grupo após a intervenção (n = 6 por grupo). (E) Comparação dos níveis de expressão de mRNA de GLUT4 em camundongos após intervenção (n = 6 por grupo). As amostras foram coletadas ao final da intervenção de 8 semanas. As barras de erro representam o erro padrão da média (SEM). A significância estatística foi avaliada por meio de ANOVA one-way seguida do teste post-hoc de Tukey. *p < 0,05, **p < 0,01, *** p < 0,001 representam diferenças significativas entre os grupos. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
A massagem abdominal é uma técnica fundamental representativa na massagem da medicina tradicional chinesa (MTC), amplamente aplicada na prevenção clínica e tratamento de várias doenças do sistema, especialmente na regulação e cuidado do baço e do sistema digestivo do estômago 13,14,15. A massagem abdominal afeta diretamente a superfície do corpo humano, cobrindo a maioria dos pontos de acupuntura abdominal, incluindo Zhongwan (CV12), Liangmen (ST21), Shenque (CV8), Tianshu (ST25), Guanyuan (CV4) e Qihai (CV6). A técnica não apenas estimula os pontos superficiais da acupuntura abdominal, mas também penetra profundamente para estimular os órgãos internos, melhorando a função metabólica do corpo por meio de manipulação uniforme, suave, firme e penetrante4.
Neste estudo, um novo dispositivo de simulação para massagem abdominal em camundongos experimentais foi projetado. Este dispositivo consiste em uma placa de fixação transparente, tecido de fixação flexível e sensores de pressão capazes de simular a força e o ritmo da massagem manual, evitando estresse desnecessário e danos aos tecidos dos camundongos experimentais. Em relação aos protocolos experimentais de massagem abdominal existentes, como métodos tradicionais de massagem abdominal ou massagem abdominal pós-anestésica, embora fáceis de operar, esses métodos não podem simular totalmente as respostas fisiológicas reais em camundongos em estado de coma15. Outro método, envolvendo levantar os camundongos para massagem abdominal, pode induzir estimulação adicional na coluna do camundongo, dificultando o controle de fatores únicos, levando a um viés experimental. Essa observação foi baseada em nossos ensaios experimentais, onde encontramos dificuldades em manter condições consistentes durante a intervenção. Em comparação, o dispositivo projetado neste estudo permite condições mais controladas, repetíveis e estáveis, oferecendo vantagens claras em termos de custo-benefício e reprodutibilidade.
Uma etapa crítica neste protocolo envolve fixar os ratos em um suporte, garantindo que o abdômen esteja acessível para massagem, mantendo o mínimo de movimento. O controle preciso sobre a frequência e a pressão aplicadas é facilitado pelos sensores de pressão que fornecem monitoramento em tempo real da força. O treinamento adaptativo dos camundongos é outro aspecto crucial do protocolo, pois permite que os camundongos se acostumem ao processo ao longo de várias sessões, minimizando o desconforto e reduzindo as respostas ao estresse. Após essa fase de treinamento, os camundongos puderam tolerar massagens abdominais de 30 minutos diariamente, um fator crítico para garantir a confiabilidade e estabilidade do experimento. Esse processo garante que os animais se adaptem sem estresse indevido, o que é essencial para a integridade dos resultados.
Estudos recentes mostraram que a massagem abdominal tem múltiplos efeitos regulatórios sobre o diabetes tipo 2 (DM2), incluindo a redução dos níveis de glicose no sangue e a otimização do metabolismo lipídico 5,12,17. Neste estudo, os camundongos do grupo de massagem abdominal mostraram reduções significativas nos níveis de glicose no sangue em jejum (FBG) e glicose no sangue aleatória (RBG). Além disso, os indicadores do metabolismo lipídico no grupo de massagem abdominal melhoraram significativamente, com os níveis de colesterol total (CT), lipoproteína de baixa densidade (LDL) e triglicerídeos (TG) diminuíram significativamente. Em contraste, os níveis de lipoproteína de alta densidade (HDL) aumentaram significativamente. Esses resultados revelam o valor potencial de intervenção da massagem abdominal para doenças metabólicas e fornecem novas direções para o tratamento abrangente do DM2.
Uma exploração mais profunda dos mecanismos moleculares subjacentes a essas melhorias revela que a massagem abdominal modula a via de sinalização da insulina, especificamente regulando positivamente a expressão de genes-chave envolvidos no metabolismo da glicose, incluindo PI3K, AKT e GLUT4. Esses genes são parte integrante da via de sinalização da insulina, que é responsável por regular a captação de glicose e a sensibilidade à insulina. A regulação positiva de PI3K e AKT aumenta a ativação de moléculas de sinalização a jusante, o que promove a captação e armazenamento de glicose em tecidos como músculo e tecido adiposo. Enquanto isso, o aumento da expressão de GLUT4 facilita um maior transporte de glicose para as células, melhorando a homeostase geral da glicose. Essas mudanças moleculares provavelmente contribuem para as melhorias observadas no metabolismo da glicose e na sensibilidade à insulina, oferecendo informações sobre os potenciais efeitos terapêuticos da massagem abdominal no tratamento do DM2.
No entanto, o procedimento experimental deste protocolo ainda requer treinamento técnico para os pesquisadores, principalmente na familiarização dos camundongos com o dispositivo, o que requer prática repetida para garantir que os camundongos experimentem o mínimo de desconforto durante o procedimento. Outro ponto crítico para estudos futuros é a otimização da força e frequência da massagem para entender melhor seu impacto nos resultados experimentais. As descobertas atuais são baseadas em um modelo de camundongo, e uma validação adicional por meio de experimentos em animais e ensaios clínicos mais extensos é essencial para confirmar a aplicabilidade e eficácia mais amplas desse método.
Olhando para o futuro, este protocolo tem inúmeras aplicações potenciais, particularmente no estudo de doenças metabólicas como diabetes, obesidade e até mesmo certas condições gastrointestinais. A natureza não invasiva da técnica a torna uma alternativa atraente aos métodos mais invasivos, oferecendo uma nova abordagem para estudos clínicos ou possíveis intervenções terapêuticas. O dispositivo também pode ser adaptado para uso em outros modelos animais, permitindo uma aplicabilidade mais ampla em ambientes experimentais. Além disso, este dispositivo e protocolo podem desempenhar um papel significativo na modernização das terapias da medicina tradicional chinesa, fornecendo uma plataforma científica para explorar os mecanismos subjacentes aos seus efeitos sobre doenças metabólicas e outras condições de saúde.
Os autores não têm nada a divulgar.
Este trabalho foi apoiado pelo segundo lote de projetos especiais de pesquisa científica da Base Nacional de Pesquisa Clínica de Medicina Tradicional Chinesa (JDZX2015127, com sede no Hospital Provincial de Medicina Chinesa 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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