Efectos de los diferentes modos de conexión de la electroacupuntura en el electrocardiograma y la secreción nerviosa en ratas

Hasta ahora, no existe un método uniforme para la conexión de la electroacupuntura en la investigación clínica y fundamental. Presentamos un protocolo que intentó comparar los efectos de diferentes métodos de conexión sobre el electrocardiograma (ECG) y la descarga neural en ratas para explorar la forma más adecuada de conectar el instrumento de electroacupuntura.

La electroacupuntura (EA) es uno de los métodos más utilizados en acupuntura y tiene un buen efecto sobre el dolor, la depresión, los trastornos del movimiento sensorial y otras enfermedades. La eficacia de la EA depende de muchos factores, como la precisión de la selección del punto de acupuntura, la duración y el curso del tratamiento con EA y los parámetros de la EA. Sin embargo, rara vez se ha discutido si los electrodos positivos y negativos del instrumento EA con puntos de acupuntura en diferentes ubicaciones y distancias tienen un efecto sobre el efecto curativo. En este experimento, observamos los efectos de conectar el instrumento EA a puntos de acupuntura en diferentes posiciones y distancias en el ECG y la secreción nerviosa vaga en ratas y explicamos preliminarmente si el campo eléctrico formado por diferentes modos de conexión EA tiene un efecto sobre la función del cuerpo. Los modos de conexión de EA en este experimento incluyeron los mismos puntos de acupuntura en ambos lados del cuerpo, el mismo meridiano o diferentes puntos de acupuntura meridianos en el mismo lado del cuerpo y dos agujas en la misma área de punto de acupuntura. Los resultados mostraron que cuando los polos positivo y negativo se conectaron a los puntos de acupuntura en ambos lados del cuerpo, se alteró el registro del ECG y la actividad del nervio vago (las mismas extremidades anteriores y traseras); cuando los puntos de acupuntura estaban conectados en el mismo lado del cuerpo, cuanto menor era la distancia entre las dos agujas, menor era el efecto en el ECG y el registro de la actividad del nervio vago, y el efecto aumentaba con el aumento de la corriente; cuando los puntos de acupuntura estaban en la misma área de punto de acupuntura, el registro del ECG y la actividad del nervio vago no se alteraba si las dos agujas no formaban un cortocircuito.

La electroacupuntura (EA) es un tipo de terapia de acupuntura para el tratamiento de enfermedades mediante la aplicación de corriente pulsada de un instrumento a los puntos meridianos del cuerpo humano. EA tiene las ventajas de parámetros de estimulación estables y ajustables, que se pueden cuantificar, cronometrar y ahorrar trabajo, y tiene ventajas especiales en el tratamiento y la investigación científica de ciertas enfermedades, como el estudio del mecanismo de tratamiento para diversas neuralgias y acupuntura, anestesia, acupuntura, analgesia,^{etc. 1}.

Algunos factores influyen en la eficacia de la EA, como la precisión del punto de acupuntura, la duración del tratamiento y los parámetros de la EA, como la forma de onda, la intensidad del pulso y la frecuencia. El EA clínico comúnmente utilizado es un EA bidireccional, que causa menos daño tisular e interfiere menos con las funciones fisiológicas normales del cuerpo humano. También puede prevenir y curar enfermedades. Los tejidos humanos son conductores de electrolitos complejos compuestos por agua, sales inorgánicas y coloides cargados². Cuando se aplica EA al cuerpo humano, las partículas cargadas en el campo eléctrico se moverán y causarán cambios en la concentración y distribución que afectarán la función del cuerpo humano. Los cambios en el movimiento, la concentración y la distribución de las partículas son la base de la terapia con EA¹.

En la última década, el número de estudios de EA ha aumentado para una serie de enfermedades ^1,2,3. En cuanto a la conexión de los electrodos positivo y negativo de EA, se han realizado pocos estudios para aclararlo en detalle. Durante la EA, los electrodos positivo y negativo del instrumento EA deben conectarse a dos agujas de acupuntura para que actúen como estimulación eléctrica. En la actualidad, los modos comunes son los siguientes: dos agujas en cada lado del cuerpo están conectadas a los mismos puntos de acupuntura, y diferentes puntos de acupuntura en el mismo lado del cuerpo^{están conectados 1}. Sin embargo, la eficacia de estos métodos de conexión aún no se ha demostrado. Algunos científicos han estimado que las dos agujas a cada lado del cuerpo no se pueden conectar a los polos positivo y negativo; De lo contrario, la corriente afectaría la función del corazón, pero los dos puntos diferentes en el mismo lado del cuerpo se pueden conectar a los polos positivo y negativo³. Algunos investigadores creen que las agujas de acupuntura que conectan los electrodos positivo y negativo deben usarse en el área única del punto de acupuntura para formar estimulación eléctrica en el punto de acupuntura para promover la detección de meridianos².

La electroacupuntura en varios puntos de acupuntura puede activar o inhibir la secreción nerviosa ^4,5. Muchos estudios explican el efecto estimulante de la EA en Tsusanli (ST36) sobre el nervio vago ^6,7,8. Sin embargo, estos estudios no han profundizado en la conexión de la EA y no han explicado las diferencias en los efectos de los diferentes modos de conexión de EA. Dado el vacío existente en esta investigación, este estudio utilizó técnicas electrofisiológicas para explicar los efectos de diferentes conexiones de EA sobre el ECG y la actividad nerviosa. Los resultados proporcionan más evidencia de la correcta conexión del EA.

Este protocolo experimental fue aprobado por la Revisión Estandarizada de Ética de Animales de Laboratorio de la Universidad de Medicina Tradicional China de Beijing y se llevó a cabo en total conformidad con el protocolo experimental (código de revisión ética: BUCM-2023110901-4046).

1. Animales y agrupamiento

1. Animales
   1. Obtenga 48 ratas macho sanas con SPF (8 semanas de edad) con un peso aproximado de 200-240 g.
      NOTA: Para este estudio, los animales fueron proporcionados por Vital River Company [Número de licencia: SYXK (Beijing) 2020-0033].
   2. Alberga a todas las ratas en el Centro Experimental Animal de la Universidad de Medicina Tradicional China de Beijing. Durante el experimento, asegúrese de que las ratas tengan libre acceso a comida y agua.
   3. Mantener el entorno de alimentación basado en un cambio del ritmo circadiano de 12 h y controlar la temperatura ambiente a 23 ± 2 °C.
   4. Remoje todos los instrumentos quirúrgicos en alcohol al 75% y en autoclave. Esterilizar las salas de manejo de animales con lámparas UV.
   5. Realizar todas las cirugías de animales bajo anestesia. Anestesiar a la rata con una inyección de uretano intraperitoneal al 20% (1 g/kg) y asegurarse de que la rata continúe respirando espontáneamente.
   6. Mantener la temperatura corporal de la rata a 37 °C con placas termostáticas durante la cirugía.
   7. Mantenga los ojos de la rata húmedos con ungüento de eritromicina durante el experimento.
   8. Decapitar y matar a las ratas bajo anestesia al final del experimento y almacenar los especímenes/muestras según sea necesario.
2. Grupos
   1. Agrupa las ratas aleatoriamente según los modos de conexión. Asigna 8 ratas a cada grupo al azar.
   2. Grupo de control (sin acupuntura): Alimentar a la rata normalmente sin ningún tratamiento.
   3. Grupo A, punto de acupuntura único en el grupo de la extremidad anterior izquierda: Conecte los electrodos EA positivo y negativo al punto de Quchi y a 3 mm del punto de Quchi, respectivamente (ver Figura 1A). Ubique el punto de Quchi (LI11) en la depresión lateral anterior de la articulación del codo e inserte la aguja perpendicularmente a una profundidad de ~ 5 mm después del posicionamiento.
   4. Grupo B, dos puntos de acupuntura en el grupo de la extremidad anterior izquierda: Conecte los electrodos EA positivo y negativo a los puntos Quchi (LI11) y Waiguan (TE5), respectivamente (ver Figura 1B). Localice el punto de Waiguan (TE5) fuera del punto inferior de 1/6 de pliegue del antebrazo en las suturas radial y cubital. Inserte la aguja a una profundidad de 2 mm.
   5. Grupo C, los dos puntos de acupuntura en el grupo de las extremidades anteriores y traseras izquierdas: Conecte los electrodos EA positivo y negativo a Quchi (LI11) y Tsusanli (ST36) (ver Figura 1C). Localice el punto Tsusanli (ST36) a 5 mm por debajo de la cabeza del peroné y posterolateral a la rodilla e inserte la aguja perpendicularmente a una profundidad de ~1 cm.
   6. Grupo D, los mismos puntos de acupuntura en ambas extremidades traseras: Conecte los electrodos EA positivo y negativo con Tsusanli bilateral (ST36) (ver Figura 1D).
   7. Grupo E, los mismos puntos de acupuntura en ambas extremidades anteriores: Conecte los electrodos EA positivo y negativo a Quchi bilateral (ver Figura 1E).

2. Conexión de ECG

1. Sujete a las ratas en posición supina después de haber sido completamente anestesiadas.
2. Inserte agujas de acupuntura de 1/2 pulgada paralelas a la piel de la muñeca de la extremidad delantera derecha, la extremidad posterior derecha y la extremidad posterior izquierda de las ratas, evitando el músculo.
3. Conecte los mangos de la aguja a los electrodos de registro: el electrodo positivo (blanco) en la extremidad anterior derecha, el electrodo negativo (rojo) en la extremidad posterior izquierda y el electrodo de referencia (negro) en la extremidad posterior derecha de la rata (ver Figura 2).
4. Utilice un registrador de señales fisiológicas para registrar el ECG de superficie estándar de derivación II de las extremidades de ratas en tiempo real (frecuencia de muestreo: 1 KHz, rango de filtrado: filtro de corte bajo, 200 Hz; filtro de corte alto, 0,8 Hz).

3. Separación del nervio vago y registro de las señales de descarga vagal

1. Hacer una incisión de 2-4 cm a lo largo de la línea media del cuello entre la laringe y el esternón después de la fijación supina de las ratas anestesiadas.
2. Corte el tronco del nervio vago derecho aproximadamente 1-2 cm después de ubicar la vaina carotídea derecha (que contiene la arteria carótida, el nervio vago y la cadena simpática) (véase la figura 3A).
   NOTA: El nervio simpático se encuentra lateral a la arteria carótida y acompaña al nervio vago. El nervio simpático cervical es delgado en comparación con el nervio vago.
3. Conecte el tronco nervioso con un par de electrodos de gancho de cobre y sujete el electrodo de referencia a la incisión para eliminar la interferencia. Use solución salina para mantener la actividad del nervio vago durante todo el experimento (véase la figura 3B).
4. Cubra la herida superficial con aceite mineral para mantener el aislamiento entre el electrodo y el músculo.
5. Utilice un registrador de señales fisiológicas para registrar la secreción nerviosa de las ratas en tiempo real (frecuencia de muestreo: 5 KHz, rango de filtrado: filtro de corte bajo, 100 Hz; filtro de corte alto, 1000 Hz).

4. Intervención de EA

NOTA: La acupuntura de las ratas después del ECG y la descarga del nervio vago fueron estables.

1. Conecte los dos mangos de la aguja por separado a los clips de la aguja del instrumento EA.
2. Ajuste la estimulación del EA a una onda cuadrada bidireccional con un ancho de onda de 0,3 ms. Ajuste la intensidad de la estimulación a 0,2 mA, la frecuencia a 10 Hz y el tiempo de estimulación a 20 min.
3. Observe los cambios en el ECG y la descarga nerviosa de ratas bajo diferentes modos de conexión de EA en tiempo real. Recopile los datos durante 30 s sin ninguna estimulación, 30 s antes de la EA y 30 s después de la EA utilizando el registrador de señales fisiológicas.
4. Registre los cambios en las frecuencias cardíacas, las formas de onda del ECG y las descargas vagales de las ratas utilizando un software de registro.

5. Análisis estadístico de los datos

1. Comparar los cambios en el ECG y la secreción nerviosa en ratas en diferentes modos de conexión de EA (antes y después de EA).
2. Exprese todos los datos experimentales como la media ± error estándar.
3. Realice la prueba t de Student cuando los datos pasen la prueba de distribución normal. Realice una prueba t de muestras pareadas para comparar los cambios antes y después de EA y considere p < 0.05 como estadísticamente significativo.

Efectos de los diferentes modos de conexión de EA en el ECG en ratas
En el grupo control, se registró el ECG de ratas normales (ver Figura 4A). Se encontró que las condiciones basales de las ratas fueron significativamente diferentes. Las frecuencias cardíacas de las ratas oscilaron entre 258 y 473 lpm (ver Tabla Suplementaria 1).

En el grupo A, los datos de registro fueron similares a los del grupo control. No hubo cambios significativos en la frecuencia cardíaca y la forma de onda de las ratas en el Grupo A después de la estimulación de EA (ver Figura 4A). La forma de onda del ECG en el grupo B mostró poca intervención en comparación con el grupo control y el grupo A, y las frecuencias cardíacas en este grupo también se pudieron registrar en tiempo real. Los resultados en otros grupos mostraron que los datos del ECG se vieron alterados por la frecuencia de la EA (ver Figura 4A), por lo que el ECG no pudo registrarse en tiempo real durante la intervención de la EA. Por lo tanto, se registraron los datos durante 60 s antes y después de la intervención de EA.

Las frecuencias cardíacas en el Grupo C y el Grupo D aumentaron después de que se apagó la EA y volvieron a los niveles anteriores en poco tiempo, y la forma de onda no se vio afectada (ver Figura 4A). El modo de conexión en el Grupo E tuvo el mayor impacto en los datos de ECG. Incluso una corriente baja (0,1 mA) tuvo un gran efecto en el registro de datos. Después de 20 min de electrificación, las frecuencias cardíacas aumentaron significativamente en comparación con antes de EA (p < 0,05) (ver Figura 4B), y los animales se recuperaron en diversos grados durante los siguientes 30 min. Además, la forma de onda del ECG de las ratas mostró un alto fenómeno de onda p y un segmento ST elevado (ver Figura 4C), lo que indica que el corazón era anormal. Estos cambios continuaron hasta el final de la observación experimental.

Efectos de los diferentes modos de conexión de EA sobre la descarga vagal en ratas
Los resultados mostraron que las descargas del nervio vago estaban en grupos regulares, con un número de grupos que variaba de 31 a 66 en 30 s (ver Tabla suplementaria 2), y el registro de la secreción del nervio era el mismo que el del ECG. A excepción del grupo control y el grupo A, los datos de secreción nerviosa en los otros grupos se vieron afectados por la frecuencia de EA y no pudieron registrarse con precisión durante la intervención de EA (ver Figura 5A). Por lo tanto, registramos los cambios en la amplitud de descarga (valores máximos) durante 30 s antes y después de la intervención de EA y calculamos el número de descargas en grupo en 30 s. En el Grupo B, las descargas vagales se vieron ligeramente afectadas por la frecuencia de EA, y la interferencia de descarga aumentó con el aumento de las corrientes. Sin embargo, los cambios de descarga en 30 s y la amplitud de descarga no fueron evidentes. El campo eléctrico causado por la corriente de conexión en el Grupo C fue significativo, pero el número de descargas del haz y el valor máximo de descarga permanecieron estables. Luego, en el grupo D, aunque la frecuencia de egreso disminuyó después de la intervención de la EA, los datos no fueron significativos en comparación con antes de la EA (p > 0,05); los datos del Grupo E mostraron la mayor influencia, en el que el número de descargas de haces en 30 s disminuyó significativamente (p < 0,05) (ver Figura 5B). En contraste, los valores máximos de descarga aumentaron (p < 0,05) (ver Figura 5C, Tabla Suplementaria 3).

Figura 1: Diferentes modos de conexión de los electrodos EA positivo y negativo. (A) Los electrodos EA positivo y negativo se conectaron al punto de Quchi y a 3 mm del punto de Quchi. (B) Los electrodos EA positivo y negativo se conectaron a los puntos Quchi (LI11) y Waiguan (TE5). (C) Los electrodos EA positivo y negativo se conectaron a los puntos Quchi (LI11) y Tsusanli (ST36). (D) Los electrodos EA positivo y negativo se conectaron al punto Tsusanli bilateral (ST36). (E) Los electrodos EA positivo y negativo se conectaron al punto Quchi bilateral (LI11). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2: Modo de conexión de la observación del ECG. Los mangos de la aguja estaban conectados al electrodo positivo (blanco) en la extremidad delantera derecha y al electrodo negativo (rojo) en la extremidad posterior izquierda, y el electrodo de referencia (negro) estaba conectado a la extremidad trasera derecha de la rata. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 3: El método de registro de la actividad del nervio vago. (A) Se dividió el nervio vago derecho. El nervio simpático se encuentra lateral a la arteria carótida y acompaña al nervio vago. El izquierdo es el nervio simpático y el derecho es el nervio vago. (B) Se utilizaron un par de electrodos de gancho de cobre para registrar la actividad del nervio vago, con el electrodo de referencia sujeto a la incisión. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 4: Registro de los datos del ECG en 6 grupos. (A) El registro en tiempo real de ECG con diferentes modos de conexión EA. El grupo control mostró un ECG normal de las ratas. El ECG del grupo A fue el mismo que el del grupo control. En el grupo B, el ECG se alteró ligeramente después de la conexión del EA. En los grupos C, D y E, la señal del ECG ha sido completamente oscurecida por la frecuencia del EA. (B) En el grupo E, la frecuencia cardíaca después de la EA aumentó significativamente en comparación con la anterior a la EA (p < 0,05). (C) La forma de onda del ECG de las ratas mostró un fenómeno de onda p alta y un segmento ST elevado en el Grupo E. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 5: Efectos de los diferentes modos de conexión del nervio vago en la secreción del nervio vago en ratas. (A) El registro en tiempo real de los datos de la descarga del nervio vago con diferentes modos de conexión del EA. Se puede observar que la secreción del nervio vago tiene la regularidad de la secreción en racimo. La descarga del nervio vago en el grupo A fue similar a la del grupo control, mientras que en los grupos B, C, D y E, la descarga fue alterada por la frecuencia del instrumento de EA. (B) Los datos del Grupo E mostraron la mayor influencia, con una disminución significativa en el número de descargas en racimo en 30 s (p < 0,05). (C) Los valores máximos de descarga vagal en 30 s aumentaron significativamente (p < 0,05). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Tabla complementaria 1: Frecuencia cardíaca media de las ratas durante los 30 s antes y después de la sesión de EA de 20 min en diferentes grupos. *En el grupo E, la frecuencia cardíaca media mostró una diferencia significativa en comparación con el control, mientras que los otros grupos no mostraron diferencias significativas. Haga clic aquí para descargar esta tabla.

Tabla suplementaria 2: Número total de descargas de racimos vagales en ratas durante los 30 s anteriores y posteriores a la sesión de EA de 20 minutos en diferentes grupos. *En el grupo E, el número total de descargas de racimo vagal de las ratas mostró una diferencia significativa en comparación con el control, mientras que los otros grupos no mostraron diferencias significativas. Haga clic aquí para descargar esta tabla.

Tabla suplementaria 3: El valor máximo de la descarga del grupo vagal (μV) de las ratas durante los 30 s antes y después de la sesión de EA de 20 min en diferentes grupos. *En el grupo E, los valores máximos de descarga del clúster vagal mostraron una diferencia significativa en comparación con el control, mientras que los otros grupos no mostraron diferencia significativa. Haga clic aquí para descargar esta tabla.

En este experimento, observamos los efectos de las diferentes formas de conectar los electrodos positivo y negativo, incluida la frecuencia cardíaca, la frecuencia de actividad del nervio vago y la amplitud de descarga. Los resultados mostraron que cuando los polos positivo y negativo estaban conectados a ambas extremidades anteriores del cuerpo, afectaba la emisión de bioelectricidad. Cuando los polos positivo y negativo estaban conectados al mismo lado del cuerpo, cuanto más cercana era la distancia entre las dos agujas, menor era el efecto sobre la bioelectricidad. Cuanto mayor sea la corriente, mayor será el efecto sobre la bioelectricidad. Por lo tanto, recomendamos el modo de conexión en el mismo punto de acupuntura, que no cambiaría la bioelectricidad.

Generalmente, el campo eléctrico aumentó con el aumento de la distancia entre los polos positivo y negativo del EA debido a la resistencia del cuerpo¹. No estaba claro si el efecto de un campo eléctrico afectaría el funcionamiento de los meridianos y la función del punto de acupuntura. Para demostrarlo, se necesita un diseño experimental más riguroso. Durante la estimulación de EA, tanto el artefacto de la señal de estimulación del electrotaladro como las señales eléctricas del tejido son capturadas simultáneamente por el dispositivo de registro. En consecuencia, la frecuencia grabada refleja una síntesis de estas dos señales, lo que provoca una distorsión en las grabaciones. Como resultado, algunos investigadores suspenden el registro durante las sesiones de electroacupuntura, lo que les impide observar cambios en la secreción tisular a lo largo de este proceso⁹. En nuestro experimento, incluso si la corriente era muy baja en el modo de conexión de los mismos puntos contralaterales y las extremidades anteriores y posteriores ipsilaterales, la frecuencia del EA afectaría directamente el registro del ECG y el registro de la descarga nerviosa. Fue llamado un artefacto de EA en los estudios de EA¹⁰. Algunos estudios mostraron los artefactos de EA y, por lo tanto, han modificado algunos instrumentos para eliminar los artefactos de EA¹¹. Durante el experimento, tomamos muchas medidas para eliminar los artefactos de estímulo, como conectar el cable de tierra y envolver el dispositivo de metal con papel de aluminio. Encontramos que el ECG y la secreción nerviosa en el grupo de punto de acupuntura (Grupo A) no se vieron afectados durante todo el experimento. Por el contrario, en otros grupos, la frecuencia de estimulación del EA se superpuso con los datos medidos. Este hallazgo proporciona una solución sencilla y eficaz para los estudios que necesitan registrar datos durante la intervención de EA.

Los resultados mostraron que el ECG y la secreción vagal se vieron afectados por la conexión de las extremidades anteriores y traseras, ambas extremidades posteriores y ambas extremidades anteriores. Sin embargo, es difícil identificar si este efecto es bueno o malo para el cuerpo. En general, se cree que la corriente generada al conectar las extremidades anteriores al punto de acupuntura bilateral pasa directamente a través del corazón. El tratamiento a largo plazo con este método tendrá algún efecto en^{el corazón.} Este efecto también debe evaluarse más a fondo de acuerdo con el nivel de resistencia del cuerpo y probarse más a fondo utilizando el modelo de enfermedad. Un estudio previo¹² sobre la EA para mejorar el efecto del aborto farmacológico encontró que la conexión entre los puntos de acupuntura bilaterales no solo aceleraría la descarga de vesículas, sino que también produciría el efecto de analgesia y acortaría el tiempo menstrual. Los efectos se debilitaron en la conexión entre los puntos Hegu y Sanyinjiao en un lado y no afectaron las tasas de expulsión del saco fetal. Sin embargo, debido a que el aborto con drogas es destructivo para el cuerpo humano, fue difícil evaluar los efectos de la EA en estos modos de conexión. Otro estudio¹³ comparó la efectividad de dos modos diferentes de conexión de EA en puntos Jiaji en el tratamiento de la hernia discal lumbar. Los resultados mostraron que los diferentes modos de conexión de EA en los puntos de acupuntura de Jiaji fueron efectivos para la hernia de disco lumbar, y la eficacia a largo plazo del método de conexión del punto de Jiaji contralateral a través de la columna vertebral fue mejor que la del método de conexión del punto de Jiaji ipsilateral.

Este experimento es una observación preliminar basada en ratas sanas, y durante el experimento, se encontró que había grandes diferencias entre las ratas. La frecuencia cardíaca de algunas ratas era irregular y la forma de onda del ECG era inestable al principio. En la observación de la secreción nerviosa, se encontró que algunas ratas tenían una secreción débil al principio. Después de una exposición prolongada al aire, era difícil que el nervio mantuviera un estado estable, y cuando la rata respiraba, los electrodos tocaban los músculos, lo que resultaba en una descarga inobservable. La función de análisis de datos del instrumento que utilizamos fue relativamente sencilla. En el futuro, se necesitarán diseños experimentales más detallados e instrumentos más avanzados para obtener datos más objetivos.

Los autores no tienen nada que revelar.

Esta investigación fue apoyada por la Disciplina Nacional Clave de Acupuntura de Alto Nivel y la Administración de Moxibustión de Medicina Tradicional China (número de subvención zyyzdxk-2023254).