Lyhyt katsaus magneettikenttien vaikutuksesta neurologisiin sairauksiin, osa 1

1. Abstrakti

Tässä tutkimuksessa tarkastellaan magneettisten ja sähkömagneettisten kenttien (EMF), pulssi sähkömagneettisten kenttien (PEMF) ja transkraniaalisen magneettisen stimulaation (TMS) käyttöä Parkinsonin taudissa, Alzheimerin taudissa (AD) tai multippeliskleroosissa (MS).

Parkinsonin tauti on neurodegeneratiivinen sairaus, jolle on ominaista jäykkyys, vapina ja hitaat liikkeet. Monet ihmiset eivät kuitenkaan tiedä, että Parkinsonin tauti voi aiheuttaa myös muistiongelmia ja kognitiivisia kykyjä. Meidän ei kuitenkaan pidä antaa näiden negatiivisten uutisten lannistaa meitä, varsinkin kun ymmärrämme, että voimme ryhtyä toimiin parantaaksemme kognitiivista terveyttämme.

Ensinnäkin meidän pitäisi ymmärtää, kuinka Parkinsonin tauti vaikuttaa muistiin ja kognitiivisiin kykyihimme. Vaikka jokaisen tilanne on erilainen, joillakin potilailla saattaa esiintyä muistin heikkenemistä, hidasta ajattelua, huomion puutetta ja abstraktin päättelyn vaikeuksia. Nämä ongelmat voivat vaikuttaa vakavasti jokapäiväiseen elämään, mikä tekee Parkinsonin taudin hallinnasta monimutkaisempaa.

Meidän tulee kuitenkin muistaa, että Parkinsonin tauti ei välttämättä tarkoita kaikkien muistin ja kognitiivisten kykyjen menettämistä. Tutkijat ovat löytäneet tapoja parantaa kognitiivista terveyttä, joita voivat käyttää myös Parkinsonin tautia sairastavat ihmiset. Näitä menetelmiä ovat:

1. Suorita kognitiivinen koulutus

Kognitiivinen koulutus voi auttaa vahvistamaan ja haastamaan aivojen kognitiivisia kykyjä, mukaan lukien muistin, huomion ja ajattelun taidot. Tutkimukset ovat myös osoittaneet, että kognitiivinen koulutus voi parantaa Parkinsonin tautia sairastavien ihmisten kognitiivista toimintaa ja elämänlaatua.

2. Pysy terveenä

Fyysisellä terveydellä on suuri vaikutus kognitiiviseen toimintaan, joten on erittäin tärkeää ylläpitää hyvää kokemusta ja kohtuullista liikuntaa. Pitkäkestoisen kardiopulmonaalisen harjoittelun, kuten juoksun ja pyöräilyn, on osoitettu parantavan kognitiivisia toimintoja.

3. Sosiaalinen vuorovaikutus

Sosiaalinen vuorovaikutus on avain kognitiiviseen terveyteen monille ihmisille. Parkinsonin taudissakin voimme pysyä yhteydessä muihin ja vahvistaa sosiaalista vuorovaikutusta, mikä vähentää kognitiivisen heikkenemisen riskiä.

Lyhyesti sanottuna Parkinsonin tauti voi vaikuttaa muistiin ja kognitiivisiin kykyihin, mutta emme välttämättä menetä muistia ja kognitiivisia kykyjä. Voimme parantaa kognitiivista kykyämme kognitiivisen harjoittelun, fyysisen terveyden ylläpitämisen ja sosiaalisen vuorovaikutuksen avulla ylläpitääksemme tervettä ja aktiivista elämää. Uskokaamme kykyihimme, kohdatkaamme haasteet positiivisesti ja jatkakaamme eteenpäin. Voidaan nähdä, että meidän on parannettava muistia, ja Cistanche voi parantaa muistia merkittävästi, koska Cistanche on perinteinen kiinalainen lääketiede, jolla on monia ainutlaatuisia vaikutuksia, joista yksi on parantaa muistia. Cistanchen teho perustuu sen sisältämiin erilaisiin vaikuttaviin ainesosiin, mukaan lukien tanniinihappo, polysakkaridit, flavonoidiglykosidit jne., jotka voivat edistää aivojen terveyttä monin tavoin.

Napsauta Tiedä 10 tapaa parantaa muistia

Johdanto sisältää kliinisiin havaintoihin perustuvan katsauksen EMF:stä, PEMF:stä ja TMS:stä. Tätä seuraa kuvaus näiden hoitojen perusperiaatteista ja kirjallisuuskatsaus mahdollisista mekanismeista, jotka kuvaavat näiden hoitojen yhdistämistä biologisiin vasteisiin.

Näihin vastemekanismeihin kuuluvat solukalvo ja sen upotetut reseptorit, kanavat ja pumput sekä solun sisällä olevat signalointikaskadit ja linkit soluorganelleihin.

Keskustelemme myös magneettisesta vaikutuksesta EMF:n kytkemiseen ja kryptokromin viimeaikaisesta löydöstä oletettuna magnetosensorina.

Päätelmämme tekee yhteenvedon EMF:n aiheuttamien kausaalisten tekijöiden monimutkaisen verkoston, kuten solukalvon signaalikaskadeista radikaaleihin happilajeihin, typpioksidiin, kasvutekijöihin, kryptokromeihin ja muihin mekanismeihin, joihin liittyy epigeneettisiä ja geneettisiä muutoksia.

2. Johdanto

Transkraniaalinen magneettistimulaatio (TMS) on tunnustettu uudeksi neurologiseksi ja psykiatriseksi terapeuttiseksi työkaluksi, joka on hyödyllinen useiden neurologisten sairauksien hoidossa, koska se on ei-invasiivinen ja kivuton samalla kun se stimuloi tiettyjä aivojen alueita [1, 2].

Sähkömagneettisten kenttien (EMF) vaikutuksia molekyyli- ja biologisiin järjestelmiin ei kuitenkaan vielä täysin ymmärretä. Tiedetään, että "ikkuna-ilmiöitä" esiintyy aallonpituudesta ja intensiteetistä riippuen, ja tämän vuoksi EMF:n vaikutukset voivat vaihdella hyödyllisistä haitallisiin. [3].

Tämä vaikutus kuvaa ilmiötä, jossa taajuusarvoilla on tietyt amplitudit, joilla biologisen järjestelmän vaste aktivoituu, kun taas muut amplitudit tai taajuudet voivat estää samaa biologista järjestelmää [4].

Tässä katsauksessa olemme tutkineet magneettihoidon vaikutusta kolmeen neurologiseen sairauteen, joilla on suuri sosioekonominen vaikutus: Parkinsonin tautiin (PD), Alzheimerin tautiin (AD) ja multippeliskleroosiin (MS).

Mainitsemme vain ne tutkimukset, jotka yhdistävät nämä sairaudet magneettihoitoon. Keskitimme ponnistelumme niihin tutkimuksiin, jotka liittyvät (matalataajuisten) sähkömagneettisten kenttien (EMF), pulssimagneettisten kenttien (PEMF) ja transkraniaalisen magneettisen stimulaation (TMS) kytkemiseen solu- ja molekyylibiologiaan kohdistuvien patofysiologisten vaikutusten määrittämiseksi.

Aivohalvauksen kuntoutukseen käytetty magneettiterapia ja sen vaikutukset muuttujiin, kuten aivohalvauksen intensiteettiin ja regeneraatioaikoihin, sisältyvät myös tähän katsaukseen [5].

3. Tekniset näkökohdat

Tässä katsauksessa tutkimme "magneettikenttähoitoa" EMF:llä, PEMF:llä tai TMS:llä. TMS:ää voidaan soveltaa yksittäisissä pulsseissa, useissa pulsseissa tai toistuvasti (rTMS, sovelletaan matalilla tai korkeilla taajuuksilla).

Theta-purskestimulaatiossa (TBS) on kolme 50-Hz:n pulssia 5 Hz:llä 20–40 sekunnin ajan jatkuvana TBS:nä (cTBS) tai jaksoittaisena TBS:nä (iTBS) [6, 7]. Magneettikenttä tuotetaan kelalla, joko yksittäisellä tai perhosen muotoisella.

Vuon linjat kulkevat kohtisuorassa käämin tasoon nähden, joka on normaalisti sijoitettu tangentiaalisesti päänahan suhteen. Magneettikentän intensiteetti voi nousta jopa noin 2 Teslaan ja kestää tyypillisesti noin 100 ms.

Magneettikenttä indusoi sähkökentän, joka on kohtisuorassa tätä tasoa vastaan. Tämä sähkökenttä kiihottaa hermosoluja ja indusoituu virtoja, jotka johtavat moottorin aiheuttamiin potentiaaliin [8]. Parilliset pulssit johtavat lyhyeen aivokuorensisäiseen estoon ja fasilitaatioon, mikä heijastaa aivokuoren interneuronitoimintaa [9].

4. Sairaudet ja magneettikentät

TMS:n positiivisia kliinisiä vaikutuksia Parkinsonin taudissa on raportoitu useissa katsauksissa [10–15]. TMS-hoito oli parempi kuin lumelääke [14] potilailla, joilla oli lievä sairaus ja joilla on suurempi mahdollisuus hermoston kuntoutukseen [15].

Hoito TMS:llä paransi liikkuvuutta ja päivittäistä aktiivisuutta aktiivisemmassa potilasryhmässä [12]. Lisäksi viikoittainen TMS (pico tesla flux density) vähensi jäätymisen ja putoamisen tiheyttä[16].

Parkinsonin kliinisiä oireita ei vain voi lievittää TMS [11], vaan myös dopamiinin ja homovanilliinihapon pitoisuudet lannerangan aivo-selkäydinnesteessä palasivat normaaliarvoihin [17, 18].

Heikentyneen hajuaistin vahvistuminen vain 7 HzEMF:n jälkeen edustaa EMF:n ikkunavaikutusta, erityisesti dopamiinin vapautumista ja sitä seuraavaa dopamiini D2-reseptorien aktivoitumista hajulampussa [19].

Parkinsonin taudissa on kaksi ehdotettua mekanismia sähkömagneettisten kenttien kytkemiseksi: radikaalit happilajit (ROS) ja ROS:n vaikutus kalvopotentiaaliin (katso pääosa) [20, 21].

Sähkömagneettisten kenttien vaikutus kalvopotentiaaliin ja aivokuoren kiihtyvyyteen mainitaan myös Lopezin et al.:n AD:n kliinisissä tutkimuksissa. [22]. TMS-hoito on yhdistetty "kortikaaliseen uudelleenjohdotukseen" tai "synaptiseen plastisuuteen". Näitä ilmiöitä tarkastellaan myös tässä käsikirjoituksessa yhdessä ikääntyvien aivojen hoidon kanssa[23–25].

Kliinisesti AD-potilailla havaittiin, että toistuvan TMS:n käyttö voi tilapäisesti palauttaa tai kompensoida vaurioituneita kognitiivisia toimintoja [26]. On myös raportoitu, että AD-potilailla kolmiulotteisten (3D)-pulssimagneettikenttien käyttö vähentää tulehdusta ja tuottaa verisuonia laajentavia vaikutuksia, jotka puolestaan ​​parantavat verenkiertoa todennäköisimmin typpioksidin (NO) vapautumisen vuoksi [27].

AD-potilaiden perifeerisen veren mononukleaarisissa soluissa Capelli et ai. [28] testasi matalataajuisen PEMF:n kykyä moduloida geeniekspressiota solutoiminnoissa, jotka ovat säätelemättömiä AD:ssa (eli beeta-kohdan amyloidiprekursoriproteiinia pilkkovassa entsyymissä1 tai BACE1:ssä).

Nämä tutkijat havaitsivat, että LF-PEMF voi stimuloida miRNA:iden välittämää epigeneettistä säätelyä, mikä voi johtaa epäsäänneltyjen reittien tasapainottumiseen.

Tyypillisten AD-proteiinien, kuten taun, ilmentyminen osoitti rTMS:n positiivisia vaikutuksia alhaisilla ja korkeammilla frekvenssillä tutkimuksissa AD-hiirimalleilla [24]. MS ei ole tyypillinen hermostoa rappeuttava sairaus, koska immuunijärjestelmä on osallisena, joka hyökkää hermosäikeitä vastaan. ' myeliinituppi [29].

On raportoitu, että MS:ssä EMF:llä on terapeuttisia vaikutuksia immuunijärjestelmän kannalta merkittävien solujen moduloimisen kautta [30]. Toinen MS-potilailla havaittu ominaisuus on vähentynyt veren happipitoisuus, heikentynyt verenkierto ja heikentynyt solujen aineenvaihdunta.

Sakamoto ja työtoverit havaitsivat, että alhaisen taajuuden ja intensiteetin magneettikenttien käyttö parantaa näitä parametreja ja vähentää MS-taudin oireita [31]. Alhaisia ​​NO-tasoja havaittiin myös MS-potilaiden aivoissa [32, 33].

Magneettikenttien käytön jälkeen tämä parametri normalisoituu solumalleissa [34, 35].

NO:n kaksoisroolia käsitellään kivun välittymisessä [35], koska NO estää nosiseptiota ääreis- ja keskushermostossa sekä välittää opioidien ja muiden kipua lievittävien aineiden analgeettista vaikutusta. Hochsprunget al. [36] havaitsivat, että PEMF-hoito voi olla tehokas vähentämään kipua MS-potilailla käyttämällä monopolaarista sähkömagneettisten kenttien siirtoa.

Yhteenvetona useat kliiniset parametrit ovat muuttuneet positiivisesti sähkömagneettisen hoidon jälkeen potilailla, joilla on neurodegeneratiivisia sairauksia.

5. Perusperiaatteet

Ajassa vaihtelevat magneettikentät tuottavat voimia varauksiin ja ovat tehokkaampia kuin staattiset magneettikentät[37]. Magneettikentän aikariippuvuus (B(t)) indusoi sähkökentän (E) Faradayn lain mukaan: CurlE=–1/c dB/dt.

Tässä yhtälössä vektori E tarkoittaa sähkökenttää, vektori B edustaa magneettista induktiota ja B=H + 4πM. Tässä tapauksessa magnetointia (M) ei ole, ja siksi ajasta riippuvainen magneettikenttä H(t) synnyttää kokonaan indusoidun sähkökentän (E).

Symboli c on valon nopeus. Aikavärähtelevät magneettikentät indusoivat solunsisäisiä pyörrevirtoja, jotka Lentzin säännön mukaan vastustavat ulkoisen magneettikentän muutosta. Pyörrevirtoja esiintyy materiaaleissa, jotka ovat sähköä johtavia, erityisesti solukalvoilla.

Staattiset magneettikentät tuottavat voimia liikkeessä oleviin varautuneisiin hiukkasiin. Koska solujen plasmakalvot liikkuvat jatkuvasti, jopa staattiset magneettikentät tuottavat ajassa vaihtelevia voimia varautuneisiin hiukkasiin aivoissa [38, 39].

6. Kohdat solu- ja molekyylitasolla EMF-kytkentöä varten

Varautuneita ioneja, kuten natriumia, kaliumia, kalsiumia ja magnesiumia, on läsnä kaikissa kehon kudoksissa. Suurimmalla osalla biomolekyyleistä on varauksia ja siksi sähkökentät voivat vaikuttaa niihin suoraan [40, 41].

Yleisesti ottaen on olemassa useita menetelmiä sähkökenttien kytkemiseksi, esimerkiksi jänniteohjattujen kalsiumkanavien, epäspesifisten varautuneiden osien, kuten Ca2+ tai muiden reseptorien, kytkemiseksi Larmor-precession avulla jne. [40].

Solukalvo ja sen upotetut molekyylit ovat tärkeimmät ehdokkaat EMF-kytkennän kannalta, koska tässä paikassa on erittäin korkea sähkökentän gradientti[40]. Solukalvo synnyttää lepopotentiaalin, joka johtuu molekyylikoneiden, kuten pumppujen, kuljettajien ja suurelta osin plasmamembraanin sisällä sijaitsevien ionikanavien, varautuneiden ionien pitoisuuksien erottelusta [41].

Levin ja työtoverit osoittivat, että keinotekoinen depolarisaatio pitää solut erilaistumattomassa ja proliferatiivisessa tilassa, kun taas keinotekoinen hyperpolarisaatio nopeuttaa erilaistumista [42]. Vaihto patologisen (esim. tulehtuneen) ja normaalin tilan välillä voi johtua ulkoisista muutoksista kalvopotentiaalissa [43, 44]. EMF, PEMF ja TMS [45] voivat kumpikin vaikuttaa tähän lepopotentiaaliin.

Ionikanavien ja kuljettajien mikrodomeenit ovat jakautuneet kuvioihin koko solukalvon kaksiulotteisella pinnalla [41, 42]. PEMF voi aktivoida kalvon sisällä jänniteohjattuja kalsiumkanavia (VGCC) [46] (kuva 1).

Näistä kanavista tietyt signaalin vahvistusprosessit kuljettavat kalvovälitteisiä vaikutuksia solun sisäpuolelle [47, 48]. Aivokuoren TMS-stimulaation aikana hermosolut ovat eniten kiihtyneitä, kun niiden kalvopotentiaali on juuri kynnyksen alapuolella, mutta ei purkaudu [45].

On osoitettu, että TMS vaikuttaa suoraan enemmän aivokuoren pintakerroksiin, joissa sähkökenttä saa aikaan muutoksen lepotilassa olevaan transmembraanipotentiaaliin asettamalla päällekkäin sähköisesti indusoidun transmembraanipotentiaalin [25].

Kun sähkövirta tunkeutuu kalvon läpi, hermosolukalvo voi depolarisoitua ja/tai hyperpolarisoitua lepoarvostaan, mikä aiheuttaa solun virittymisen tai eston. Tämä voi johtaa neuronien toissijaisiin harjoitusvaikutuksiin, jotka herättävät uusia synaptisia johdotuksia myös pitkäaikaisen potentioimisen kautta ja aktivoivat tyrosinokinaasiperheen (esim. Fyn) [49, 50] (Kuva 1).

Harjoitteluvaikutukset ovat erityisen tärkeitä ikääntyville aivoille. TMS-tehostetut synaptiset markkerit aktivoivat aivoista peräisin olevan neurotrofisen tekijän (BDNF)-tropomyosiinireseptorin kinaasi B (TrkB) -reitin (kuva 1) sekä alavirran kinaasi Fyn:n tehostaen glutamatergistä synaptista transmissiota ja lisäämällä N-metyyli-D:n alayksiköiden fosforylaatiota. -aspartaatti (NMDA) -reseptorit hippokampuksessa [23].

Tämä viittaa siihen, että nämä tapahtumat johtavat muutoksiin ikääntyneen hippokampuksen rakenteellisessa plastisuudessa ja parantavat kognitiivista toimintaa. Rotan aivokuoressa TMS-kentät stimuloivat muita hermosoluja, jotka estävät dendriittien aktiivisuutta hermosolujen syvemmistä aivokuoren kerroksista [51].

Tämä estoprosessi riippuu dendriiteissä olevan reseptoriproteiinin tyypistä, joita kutsutaan GABAB-reseptoreiksi (gamma-aminovoihappo). Näiden reseptorien estäminen estää transkraniaalista magneettista stimulaatiota muuttamasta stimuloitujen aivoalueiden toimintaa.

Solukalvon topografinen kuvio voi koodata lisätietoa [42, 45]. Esimerkiksi ajassa vaihtelevat molekyylien fluktuaatiomallit ja spesifiset rytmit voivat parantaa tällaista tietoa [52] ja vastaavasti signaali-kohinasuhdetta voidaan alentaa merkittävästi.

EMF:n kytkemiseksi epäjatkuva solugeometria klusteroitujen reseptorien kanssa suosii EF-detektiota [53]. Tarkemmin sanottuna, jos makrofagien ohjaamat Ca2+-kanavat ovat ryhmittyneet lamellipodioiden sisälle, näiden kanavien estäminen poistaa niiden vaellusvasteen. Mitä tulee solujen geometriaan ja ulkonemiin mikrovilkkuina, tällaisten rakenteiden muodostuminen voi indusoitua EMF:llä (esim. 1 Hz ja 2-V/cm kenttäinmakrofagit [54]).

Rotan osteoblasteissa PEMF:n herättämät reitit voidaan poistaa, kun RNA-interferenssi tuhoaa primaariset väreet [55]. Sitä vastoin PEMF-taajuudet 50 - 70 Hz (06-V/cm kenttä) voivat vahingoittaa mikrovillimäisiä rakenteita. On huomattava, että tällaisten rakenteiden katoaminen ja apikaalisen kalvon romahtaminen havaitaan alkion keltuaispussin endodermisoluissa [56].

Mitokondrioissa kalvopotentiaali on normaalisti erittäin korkea, sillä ulkokalvon potentiaali on 180–220 mV verrattuna solun plasmakalvon enimmäislepopotentiaaliin 70–90 mV [57].

Tyner et al. [58] sekä Lee ja Kopelman[59] havaitsivat, että mitokondrioiden kalvopotentiaali leviää laajemmalle etäisyydelle kuin ennustettiin käyttämällä satunnaisten vesimolekyylien stokastisen Brownin liikkeen aiheuttamia suoja- ja vaimennusparametreja.

Siten magneettiterapia voi vaikuttaa myös mitokondrioiden toimintaan, ja tämä voi johtaa muutoksiin ROS- ja NO-tuotannossa (katso alla).

For more information:1950477648nn@gmail.com