Влияние различных режимов подключения электроакупунктуры на электрокардиограмму и нервный разряд у крыс

До сих пор не существует единого метода подключения электроакупунктуры в клинических и фундаментальных исследованиях. Мы представили протокол, в котором была предпринята попытка сравнить влияние различных методов подключения на электрокардиограмму (ЭКГ) и нервный разряд у крыс, чтобы изучить наиболее подходящий способ подключения электроакупунктурного инструмента.

Электроакупунктура (ЭА) является одним из наиболее часто используемых методов в иглоукалывании и хорошо влияет на боль, депрессию, сенсорно-двигательные расстройства и другие заболевания. На эффективность ЭА влияет множество факторов, таких как точность выбора акупунктурных точек, продолжительность и курс лечения ЭА, а также параметры ЭА. Тем не менее, редко обсуждается, влияют ли положительные и отрицательные электроды прибора ЭА с акупунктурными точками в разных местах и расстояниях на лечебный эффект. В данном эксперименте мы наблюдали влияние подключения прибора ЭА к акупунктурным точкам в разных положениях и на разных расстояниях на ЭКГ и расплывчатый нервный разряд у крыс и предварительно объяснили, влияет ли на функцию организма электрическое поле, формируемое разными режимами связи ЭА. Режимы подключения ЭА в этом эксперименте включали в себя одни и те же акупунктурные точки с обеих сторон тела, один и тот же меридиан или разные акупунктурные точки меридианов на одной и той же стороне тела, а также две иглы в одной и той же области акупунктурных точек. Результаты показали, что когда положительный и отрицательный полюса были соединены с акупунктурными точками с обеих сторон тела, нарушалась запись ЭКГ и активность блуждающего нерва (те же передние и задние конечности); когда акупунктурные точки были соединены на одной стороне тела, чем меньше расстояние между двумя иглами, тем меньше влияние на ЭКГ и запись активности блуждающего нерва, причем эффект усиливался с увеличением тока; когда акупунктурные точки находились в одной и той же зоне акупунктурных точек, запись ЭКГ и активности блуждающего нерва не нарушалась, если две иглы не образовывали короткого замыкания.

Электроакупунктура (ЭА) – это разновидность акупунктурной терапии для лечения заболеваний путем подачи импульсного тока, выходящего от инструмента, в меридианные точки тела человека. ЭА обладает преимуществами стабильных и регулируемых параметров стимуляции, которые могут быть количественно определены, рассчитаны по времени и трудосберегающими, а также имеет особые преимущества при лечении и научных исследованиях некоторых заболеваний, таких как изучение механизма лечения различных невралгий и акупунктурных анестезий, акупунктурная анальгезия^{и так далее}.

На эффективность ЭА влияют некоторые факторы, такие как точность акупунктурных точек, продолжительность лечения и параметры ЭА, такие как форма сигнала, интенсивность и частота импульса. Обычно используемая клиническая ЭА представляет собой двустороннюю ЭА, которая вызывает меньшее повреждение тканей и меньше вмешивается в нормальные физиологические функции человеческого организма. Он также может предотвращать и лечить болезни. Ткани человека являются проводниками сложных электролитов, состоящих из воды, неорганических солей и заряженных коллоидов². Когда ЭА применяется к человеческому телу, заряженные частицы в электрическом поле будут двигаться и вызывать изменения в концентрации и распределении, которые влияют на функции человеческого организма. Изменения в движении, концентрации и распределении частиц являются основой ЭА-терапии¹.

За последнее десятилетие увеличилось количество исследований ЭА по ряду заболеваний ^1,2,3. Что касается соединения положительного и отрицательного электродов ЭА, то для детального уточнения этого было проведено мало исследований. Во время ЭА положительный и отрицательный электроды на инструменте ЭА должны быть соединены с двумя акупунктурными иглами, чтобы они действовали как электрическая стимуляция. В настоящее время распространенные режимы следующие: две иглы с каждой стороны тела соединяются с одними и теми же акупунктурными точками, а разные акупунктурные точки на одной и той же стороне тела подключаются¹. Однако эффективность этих способов подключения еще предстоит доказать. Некоторые ученые подсчитали, что две иглы с каждой стороны тела не могут быть соединены с положительным и отрицательным полюсами; В противном случае ток повлияет на работу сердца, но две разные точки на одной и той же стороне тела могут быть соединены с положительным и отрицательным полюсами^. Некоторые исследователи считают, что акупунктурные иглы, соединяющие положительные и отрицательные электроды, должны использоваться в одной акупунктурной области для формирования электрической стимуляции в акупунктурной точке для стимулирования восприятия меридианов².

Электроакупунктура в различных акупунктурных точках может активировать или подавлять нервный разряд ^4,5. Многие исследования объясняют стимулирующее действие ЭА при Цусанли (ST36) на блуждающий нерв ^6,7,8. Однако в этих исследованиях не было подробно рассмотрено подключение советника и не объяснены различия в эффектах различных режимов подключения советника. Учитывая пробел в этом исследовании, в этом исследовании использовались электрофизиологические методы для объяснения влияния различных связей EA на ЭКГ и нервную активность. Полученные результаты являются еще одним доказательством правильности подключения советника.

Этот экспериментальный протокол был одобрен Стандартизированным обзором этики лабораторных животных Пекинского университета традиционной китайской медицины и проводился в полном соответствии с протоколом эксперимента (Код этического обзора: BUCM-2023110901-4046).

1. Животные и группировка

1. Животные
   1. Получить 48 здоровых самцов SPF крыс (8-недельного возраста) массой примерно 200-240 г.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Для этого исследования животные были предоставлены компанией Vital River [номер лицензии: SYXK (Пекин) 2020-0033].
   2. Разместите всех крыс в Экспериментальном центре животных Пекинского университета традиционной китайской медицины. Во время эксперимента следите за тем, чтобы крысы имели свободный доступ к пище и воде.
   3. Поддерживайте среду кормления на основе сдвига циркадного ритма в течение 12 часов и контролируйте температуру окружающей среды на уровне 23 ± 2 °C.
   4. Замочите все хирургические инструменты в 75% спирте и автоклаве. Стерилизуйте помещения для содержания животных с помощью ультрафиолетовых ламп.
   5. Выполняйте все операции на животных под наркозом. Обезболите крысу с помощью 20% внутрибрюшинной инъекции уретана (1 г/кг) и обеспечьте самопроизвольное дыхание крысы.
   6. Поддерживайте температуру тела крысы на уровне 37 °C с помощью термостатических пластин во время операции.
   7. Поддерживайте глаза крысы во влажном состоянии с помощью эритромициновой мази во время эксперимента.
   8. Обезглавьте и убейте крыс под анестезией в конце эксперимента и храните образцы/образцы по мере необходимости.
2. Группы
   1. Сгруппируйте крысы случайным образом в соответствии с режимами соединения. Распределите по 8 крыс в каждую группу случайным образом.
   2. Контрольная группа (без иглоукалывания): Кормить крысу нормально без какого-либо лечения.
   3. Группа А, одна акупунктурная точка в левой группе передних конечностей: Соедините положительный и отрицательный электроды EA к точке Цучи и на расстоянии 3 мм от точки Цучи соответственно (см. Рисунок 1А). Найдите точку Цучи (LI11) в латеральном переднем углублении локтевого сустава и введите иглу перпендикулярно на глубину ~5 мм после позиционирования.
   4. Группа B, две акупунктурные точки в левой группе передних конечностей: Подключите положительный и отрицательный электроды EA к точкам Quchi (LI11) и Waiguan (TE5) соответственно (см. рисунок 1B). Найдите точку Вайгуана (TE5) за пределами нижней 1/6-кратной точки предплечья в лучевых и локтевых швах. Введите иглу на глубину 2 мм.
   5. Группа C, две акупунктурные точки в левой группе передних и задних конечностей: Подключите положительный и отрицательный электроды EA к Quchi (LI11) и Tsusanli (ST36) (см. рисунок 1C). Расположите точку Цусанли (ST36) на 5 мм ниже головки малоберцовой кости и заднелатерально к колену и введите иглу перпендикулярно на глубину ~1 см.
   6. Группа D, одинаковые акупунктурные точки в обеих задних конечностях: соедините положительный и отрицательный электроды EA с двусторонним Цусанли (ST36) (см. рисунок 1D).
   7. Группа E, одинаковые акупунктурные точки на обеих передних конечностях: Подключите положительный и отрицательный электроды EA к двустороннему Quchi (см. рисунок 1E).

2. Подключение ЭКГ

1. Удерживайте крыс в лежачем положении после тщательной анестезии.
2. Введите 1/2-дюймовые акупунктурные иглы параллельно коже правого переднего запястья, правой задней конечности и левой задней конечности крыс, избегая мышцы.
3. Подсоедините ручки игл к записывающим электродам: положительный (белый) электрод — на правой передней конечности, отрицательный (красный) — на левой задней конечности, а электрод сравнения (черный) — на правой задней конечности крысы (см. рисунок 2).
4. Используйте регистратор физиологических сигналов для записи стандартной поверхностной ЭКГ в отведении II конечностей крыс в режиме реального времени (частота дискретизации: 1 кГц, диапазон фильтрации: фильтр низких частот, 200 Гц; фильтр высоких частот, 0,8 Гц).

3. Отделение блуждающего нерва и запись сигналов выделений из блуждающего нерва

1. Разрез длиной 2-4 см делают по средней линии шеи между гортанью и грудиной после фиксации лежа на спине крыс, находящихся под наркозом.
2. Разрежьте ствол правого блуждающего нерва примерно на 1-2 см после обнаружения правой сонной артерии, содержащей сонную артерию, блуждающий нерв и симпатическую цепь) (см. рисунок 3А).
   ПРИМЕЧАНИЕ: Симпатический нерв расположен латерально к сонной артерии и сопровождает блуждающий нерв. Шейный симпатический нерв тонкий по сравнению с блуждающим нервом.
3. Соедините нервный ствол парой электродов с медным крючком и прижмите электрод сравнения к разрезу, чтобы исключить помехи. Используйте физиологический раствор для поддержания активности блуждающего нерва на протяжении всего эксперимента (см. рисунок 3B).
4. Покройте поверхностную рану минеральным маслом для поддержания изоляции между электродом и мышцей.
5. Используйте регистратор физиологических сигналов для записи нервного разряда крыс в режиме реального времени (частота дискретизации: 5 кГц, диапазон фильтрации: фильтр низких частот, 100 Гц; фильтр высоких частот, 1000 Гц).

4. Вмешательство EA

ПРИМЕЧАНИЕ: Иглоукалывание крыс после ЭКГ и выделение блуждающего нерва были стабильными.

1. Соедините две рукоятки игл отдельно с зажимами для игл инструмента EA.
2. Установите стимуляцию советника на двунаправленную прямоугольную волну с шириной волны 0,3 мс. Установите интенсивность стимуляции на 0,2 мА, частоту на 10 Гц, а время стимуляции на 20 минут.
3. Наблюдайте за изменениями ЭКГ и нервного разряда крыс при различных режимах связи ЭА в режиме реального времени. Соберите данные за 30 с без стимуляции, за 30 с до ЭА и за 30 с после ЭА с помощью регистратора физиологических сигналов.
4. Записывайте изменения частоты сердечных сокращений, формы волн ЭКГ и выделений из блуждающего нерва крыс с помощью записывающего программного обеспечения.

5. Статистический анализ данных

1. Сравните изменения ЭКГ и разряда нервов у крыс в разных режимах подключения ЭА (до и после ЭА).
2. Выразите все экспериментальные данные в виде среднего ± стандартной ошибки.
3. Выполните t-критерий Стьюдента, когда данные пройдут тест на нормальное распределение. Проведите t-критерий парных выборок для сравнения изменений до и после EA и сочтите p < 0,05 статистически значимым.

Влияние различных режимов подключения ЭА на ЭКГ у крыс
В контрольной группе регистрировалась ЭКГ здоровых крыс (см. рисунок 4А). Было обнаружено, что исходные условия содержания крыс существенно отличались. Частота сердечных сокращений крыс варьировала от 258 до 473 уд/мин (см. дополнительную таблицу 1).

В группе А данные записи были аналогичны контрольной группе. Не было существенных изменений частоты сердечных сокращений и формы волны у крыс в группе А после стимуляции ЭА (см. рисунок 4А). Форма волны ЭКГ в группе В показала незначительное вмешательство по сравнению с контрольной группой и группой А, и частота сердечных сокращений в этой группе также могла быть зарегистрирована в режиме реального времени. Результаты в других группах показали, что частота ЭА нарушала данные ЭКГ (см. рис. 4А), поэтому ЭКГ не могла быть зарегистрирована в реальном времени во время вмешательства ЭА. Поэтому мы зафиксировали данные за 60 секунд до и после интервенции советника.

Частота сердечных сокращений в группах C и D увеличивалась после выключения EA и возвращалась к прежним уровням в течение короткого времени, при этом форма волны не изменялась (см. рис. 4A). Наибольшее влияние на данные ЭКГ оказывал режим подключения в группе Е. Даже малый ток (0,1 мА) оказывал большое влияние на запись данных. После 20 минут электризации частота сердечных сокращений значительно увеличилась по сравнению с периодом до ЭА (p < 0,05) (см. рисунок 4B), и животные восстановились в разной степени в течение следующих 30 минут. Кроме того, форма волны ЭКГ крыс показала феномен высокого p-зубца и повышенный сегмент ST (см. рисунок 4C), что указывает на то, что сердце было ненормальным. Эти изменения продолжались до конца экспериментального наблюдения.

Влияние различных режимов связи ЭА на выделения из блуждающего нерва у крыс
Результаты показали, что разряды блуждающего нерва были в регулярных кластерах, с количеством кластеров от 31 до 66 в течение 30 с (см. дополнительную таблицу 2), а регистрация разрядов нервов была такой же, как и при ЭКГ. За исключением контрольной группы и группы А, данные о нервных разрядах в других группах зависели от частоты ЭА и не могли быть точно зарегистрированы во время вмешательства ЭА (см. рисунок 5А). Поэтому мы зафиксировали изменения амплитуды разряда (пиковых значений) за 30 с до и после вмешательства ЭА и рассчитали количество кластерных разрядов за 30 с. В группе В на вагусные разряды незначительно влияла частота ЭА, а интерференция разряда увеличивалась с увеличением тока. Однако изменения разряда за 30 с и амплитуда разряда не были заметны. Электрическое поле, вызванное током подключения в группе С, было значительным, но количество разрядов в пучке и максимальное значение разряда оставались стабильными. Затем, в группе D, хотя частота разрядов снизилась после вмешательства ЭА, данные не были значимыми по сравнению с периодом до ЭА (p > 0,05); наибольшее влияние показали данные в группе Е, в которой количество сбросов в пучок за 30 с достоверно снизилось (p < 0,05) (см. рисунок 5B). Напротив, пиковые значения расхода увеличивались (p < 0,05) (см. рисунок 5C, дополнительную таблицу 3).

Рисунок 1: Различные режимы подключения положительных и отрицательных электродов EA. (A) Положительные и отрицательные электроды EA были подключены к точке Кучи и на расстоянии 3 мм от точки Кучи. (B) Положительные и отрицательные электроды EA были подключены к точкам Quchi (LI11) и Waiguan (TE5). (C) Положительные и отрицательные электроды EA были подключены к точкам Quchi (LI11) и Tsusanli (ST36). (D) Положительный и отрицательный электроды EA были подключены к двусторонней точке Цусанли (ST36). (E) Положительный и отрицательный электроды EA были подключены к двусторонней точке Quchi (LI11). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Рисунок 2: Режим подключения ЭКГ-наблюдения. Рукоятки игл были соединены с положительным (белым) электродом на правой передней конечности и отрицательным (красным) электродом на левой задней конечности, а электрод сравнения (черный) был соединен с правой задней конечностью крысы. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Рисунок 3: Метод регистрации активности блуждающего нерва. (А) Был разделен правый блуждающий нерв. Симпатический нерв расположен латерально к сонной артерии и сопровождает блуждающий нерв. Левый – симпатический нерв, а правый – блуждающий нерв. (B) Пара медных крючковых электродов использовалась для регистрации активности блуждающего нерва, при этом электрод сравнения был прикреплен к разрезу. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Рисунок 4: Запись данных ЭКГ в 6 группах. (A) Запись ЭКГ в режиме реального времени с различными режимами подключения EA. Контрольная группа показала нормальную ЭКГ крыс. ЭКГ группы А была такой же, как и в контрольной группе. В группе В ЭКГ была немного нарушена после подключения ЭА. В группах C, D и E сигнал ЭКГ был полностью затемнен частотой ЭА. (В) В группе Е частота сердечных сокращений после ЭА была значительно увеличена по сравнению с частотой до ЭА (p < 0,05). (C) Форма волны ЭКГ крыс показала феномен высокого p-зубца и повышенный сегмент ST в группе E. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 5: Влияние различных режимов соединения ЭА на разряд блуждающего нерва у крыс. (А) Запись данных о разряде блуждающего нерва в режиме реального времени с различными режимами соединения ЭА. Можно наблюдать, что выделения блуждающего нерва имеют регулярность кластерных выделений. Разряд блуждающего нерва в группе А был аналогичен таковому в контрольной группе, в то время как в группах B, C, D и E разряд нарушался частотой инструмента EA. (B) Наибольшее влияние показали данные в группе E, при этом за 30 с наблюдалось значительное снижение числа кластерных разрядов (p < 0,05). (С) Пиковые значения выделений из блуждающего нерва через 30 с значительно увеличились (p < 0,05). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Дополнительная таблица 1: Средняя частота сердечных сокращений крыс в течение 30 с до и после 20-минутного сеанса ЭА в различных группах. *В группе Е средняя частота сердечных сокращений показала значительную разницу по сравнению с контролем, в то время как в других группах существенной разницы не наблюдалось. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать эту таблицу.

Дополнительная таблица 2: Общее число выделений блуждающего кластера у крыс в течение 30 с до и после 20-минутного сеанса ЭА в различных группах. *В группе Е общее количество выделений вагусных кластеров крыс показало достоверную разницу по сравнению с контролем, в то время как в остальных группах существенной разницы не наблюдалось. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать эту таблицу.

Дополнительная таблица 3: Пиковое значение разряда вагусного кластера (μV) крыс в течение 30 с до и после 20-минутного сеанса EA в различных группах. *В группе Е пиковые значения выделений вагусного кластера показали достоверную разницу по сравнению с контролем, в то время как в остальных группах существенной разницы не наблюдалось. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать эту таблицу.

В этом эксперименте мы наблюдали эффекты различных способов подключения положительных и отрицательных электродов, включая частоту сердечных сокращений, частоту активности блуждающего нерва и амплитуду разряда. Результаты показали, что когда положительный и отрицательный полюса были соединены с обеими передними конечностями тела, это повлияло на выброс биоэлектричества. Когда положительный и отрицательный полюса были соединены с одной и той же стороной тела, чем меньше расстояние между двумя иглами, тем меньше влияние на биоэлектричество. Чем больше ток, тем сильнее влияние на биоэлектричество. Итак, мы рекомендуем режим подключения на одной и той же акупунктурной точке, который бы не менял биоэлектричество.

Как правило, электрическое поле увеличивается с увеличением расстояния между положительным и отрицательным полюсами ЭА из-за сопротивления корпуса¹. Было неясно, повлияет ли воздействие электрического поля на работу меридианов и функцию акупунктурной точки. Чтобы доказать это, необходим более строгий экспериментальный план. Во время стимуляции ЭА как артефакт от сигнала стимуляции электродрели, так и электрические сигналы от ткани одновременно захватываются записывающим устройством. Следовательно, записанная частота отражает синтез этих двух сигналов, что приводит к искажениям в записях. В результате некоторые исследователи прекращают запись во время сеансов электроакупунктуры, что не позволяет им наблюдать изменения в тканевых выделениях на протяжении^{всего этого процесса}. В нашем эксперименте, даже если бы ток был очень низким в режиме соединения контралатеральных тех же точек и ипсилатеральных передних и задних конечностей, частота ЭА напрямую влияла бы на запись ЭКГ и регистрацию нервного разряда. В исследованиях EA¹⁰ он назывался артефактом EA. Некоторые исследования показали артефакты EA и поэтому модифицировали некоторые инструменты для устранения артефактов EA¹¹. В ходе эксперимента мы предприняли множество мер по устранению артефактов стимула, таких как подключение провода заземления и обертывание металлического устройства оловянной фольгой. Мы обнаружили, что ЭКГ и нервный разряд в группе с одной акупунктурной точкой (группа А) не были затронуты на протяжении всего эксперимента. В отличие от этого, в других группах частота стимуляции ЭА накладывалась на измеренные данные. Это открытие является простым и эффективным решением для исследований, в которых необходимо записывать данные во время вмешательства ЭА.

Результаты показали, что на ЭКГ и выделения из блуждающего нерва влияло соединение передних и задних конечностей, обеих задних конечностей и обеих передних конечностей. Однако определить, является ли этот эффект хорошим или плохим для организма, сложно. Принято считать, что ток, генерируемый при соединении передних конечностей с двусторонней акупунктурной точкой, проходит непосредственно через сердце. Длительное лечение этим методом окажет некоторое воздействие на сердце¹. Этот эффект также должен быть дополнительно оценен в соответствии с уровнем резистентности организма и дополнительно доказан с помощью модели заболевания. Предыдущее исследование¹² о ЭА для усиления эффекта медикаментозного аборта показало, что связь между двусторонними акупунктурными точками не только ускоряет отпуск везикул, но также вызывает эффект анальгезии и сокращает время менструации. Эффекты были ослаблены в соединении между точками Хэгу и Саньиньцзяо с одной стороны и не влияли на скорость изгнания фетального мешка. Однако, поскольку медикаментозный аборт является разрушительным для организма человека, оценить эффекты ЭА в этих режимах связи было затруднительно. В другом исследовании¹³ сравнивали эффективность двух различных режимов подключения ЭА в точках Цзяцзи при лечении грыжи межпозвоночного диска поясничного отдела. Результаты показали, что различные режимы соединения ЭА в акупунктурных точках Цзяцзи были эффективны при грыже межпозвоночного диска поясничного отдела, а долгосрочная эффективность метода кросс-спинального контралатерального соединения точки Цзяцзи была лучше, чем у ипсилатерального метода соединения точки Цзяцзи.

Этот эксперимент представляет собой предварительное наблюдение на основе здоровых крыс, и в ходе эксперимента было обнаружено, что между крысами существуют большие различия. Частота сердечных сокращений у некоторых крыс была нерегулярной, а форма волны ЭКГ в начале была нестабильной. При наблюдении за нервным разрядом было обнаружено, что у некоторых крыс вначале наблюдался слабый разряд. После длительного воздействия воздуха нерву было трудно поддерживать стабильное состояние, а когда крыса дышала, электроды касались мышц, в результате чего происходил незаметный разряд. Функция анализа данных используемого нами инструмента была относительно простой. В будущем необходимы более детальные экспериментальные разработки и более совершенные инструменты для получения более объективных данных.

Авторам нечего раскрывать.

Это исследование было поддержано Национальной ключевой дисциплиной высокого уровня акупунктуры и прижигания традиционной китайской медицины (номер гранта zyyzdxk-2023254).