Īss apskats par magnētisko lauku ietekmi uz neiroloģiskām slimībām 2. daļa

Šūnu membrānā receptori vai kanālu proteīni var darboties arī kā sviras vai antenas, ko aktivizē rezonanses parādības. Tas ir tāpēc, ka uzlādētu molekulu elementus var "nespecifiski" risināt ar atbilstošām EML rezonanses frekvencēm (1. att.).

Šūnas membrāna ir svarīga šūnas sastāvdaļa un viens no galvenajiem atmiņas ierakstīšanas mehānismiem. Šūnu membrāna ir plāna plēve, kas sastāv no dubultā lipīdu molekulu slāņa, kas ieskauj un aizsargā dažādas organellus un ķīmiskas vielas šūnā. Tam ir liela nozīme ārējo vielu ievadīšanā šūnā un šūnas iekšējās un ārējās vides stabilitātes uzturēšanā, kā arī ir cieši saistīta ar cilvēka atmiņu.

Šūnu membrāna var ne tikai ievadīt šūnā vielas, bet arī pārraidīt signālus no viena neirona uz otru caur neirotransmiteriem. Tāpēc tas ir svarīgs neirotransmisijas kanāls un ir cieši saistīts ar cilvēka mācīšanos un atmiņu. Cilvēka atmiņu izskaidro psiholoģija un neirozinātne. Ilgtermiņā tas galvenokārt ir atkarīgs no smadzeņu garozas sinapses morfoloģijas un funkcijas izmaiņām.

Atmiņa ir cieši saistīta ar neironiem, jo ​​savienojums starp neironiem veido mūsu atmiņas fizisko un ķīmisko pamatu. Lipīdiem, olbaltumvielām un citiem savienojumiem šūnu membrānā ir svarīga loma savienojumā starp neironiem. Piemēram, postsinaptiskās membrānas struktūras un funkcijas ziņā olbaltumvielām uz šūnu membrānas ir būtiska nozīme. Tie veicina neirotransmiteru izdalīšanos un neirotransmiteru receptoru aktivitāti uz postsinaptiskās šūnu membrānas.

Papildus tam, ka šūnu membrāna spēlē lomu neironu savienojumos, tā var arī ierakstīt atmiņu, izmantojot reģionam raksturīgus svārstību signālus. Piemēram, kopējo potenciālo atšķirību var izmantot, lai uztvertu emocionālus pārdzīvojumus un atcerētos konkrētas ainas, spēlējot nozīmīgu lomu cilvēka atmiņas veidošanā. Īsāk sakot, šūnu membrānu loma atmiņā ir cieši saistīta ar cilvēka atmiņas neiroloģiju, tāpēc šūnu membrānu funkcijas un stabilitātes saglabāšana ir viens no svarīgiem elementiem, lai aizsargātu cilvēka atmiņas veselību.

Ikdienas dzīvē šūnu membrānu veselības uzturēšana ir būtiska, lai saglabātu veselīgu atmiņu. Saprātīgs uzturs, regulāras fiziskās aktivitātes, pietiekams miegs un garīgā veselība ir svarīgi veidi, kā uzturēt šūnu membrānas darbību. Tajā pašā laikā, ēdot pārtiku, kas bagāta ar neaizstājamām taukskābēm (piemēram, zivīm un riekstiem) un papildinot to ar pareizajām uzturvielām un šķiedrvielām, var arī palīdzēt uzturēt normālu šūnu membrānu darbību. Šie ieradumi ir ne tikai labvēlīgi fiziskajai veselībai, bet arī palīdz saglabāt cilvēka atmiņas veselību. Var redzēt, ka mums ir jāuzlabo atmiņa, un Cistanche var ievērojami uzlabot atmiņu, jo Cistanche ir antioksidanta, pretiekaisuma un pretnovecošanās iedarbība, kas var palīdzēt samazināt oksidatīvās un iekaisuma reakcijas smadzenēs, tādējādi aizsargājot cilvēka veselību. nervu sistēma. Turklāt Cistanche var arī veicināt nervu šūnu augšanu un atjaunošanos, tādējādi uzlabojot neironu tīklu savienojamību un darbību. Šie efekti var palīdzēt uzlabot atmiņu, mācīšanās spējas un domāšanas ātrumu, kā arī var novērst kognitīvo disfunkciju un neirodeģeneratīvo slimību rašanos.

Noklikšķiniet uz Zināt, lai uzlabotu īstermiņa atmiņu

Pēc šī signalizācijas kaskādes posma tiek izsaukti sekundārie vēstneši, un tas ierosina "klasiskos" ceļus [38, 41, 60]. Sekundārie, pakārtotie notikumi tiek izsaukti, piemēram, caur receptoru tirozīna kināzēm, PIP2 (fosfatidilinozitols 4,{5}}bifosfāts ), PIP3 (fosfatidilinozitols 3,4, 5-trifosfāts) un lipīdu fosfatāzes PTEN (fosfatāzes un tenzīna homologs).

PIP3 var signalizēt tālāk, izmantojot Akt, un pats Akt ir daudzu citu signalizācijas ceļu (1) centrs: proteīnu sintēzei, kas ietekmē augšanu, diferenciāciju, migrāciju utt. Ca++ plūsma, ko izraisa VGCC, var izraisīt daudzas signalizācijas kaskādes.

EML magnētiskā sastāvdaļa var iedarboties uz radikāļu veidošanos un vidē ar skābekli arī uz radikālajām skābekļa sugām (ROS). Turklāt var izraisīt apgriezienu-tripleta pārorientāciju arī virziena komponentu. Kriptohromi (CRY) to var izraisīt un izraisīt ROS ražošanu. Arī mitohondriji var būt ROS ražošanas, kā arī slāpekļa skābekļa (NO) avots.

NO andROS savukārt var reaģēt arī uz peroksinitrīdu (ONOO-). Tas savukārt aktivizēs IκB un NFκB, un tas var izraisīt šūnu reakcijas, piemēram, izraisot sava veida "iepriekšējo kondicionēšanu" un aizsardzību.

Terciārās reakcijas rodas kodolā, izmantojot epiģenētisku gēnu ekspresijas modifikāciju vai tiešu gēnu regulēšanu, izraisot (2) redox homeostāzi, šūnu izdzīvošanu un augšanu vai (3) izmainītu gēnu ekspresiju vai, piemēram, izmaiņas šūnu ciklā.

Kā kurjeri NO un arī ROS var izraisīt Nrf2 antioksidantu ceļa aktivāciju un iedarboties uz aizsargājošu iedarbību [61, 62], samazinot šūnu un oksidatīvo bojājumu biomarķierus.

Attiecībā uz NO ražošanu Chinon etal. [63] novēroja, ka paaugstināts NO līmenis insulta pacientiem pēc TMS ir saistīts ar neirālā slāpekļa oksīda sintetāzes (nNOS) un/vai endotēlija NOS (eNOS) aktivitātēm, bet ne ar inducējamu NOS (iNOS) ekspresiju. Cho et al[5], parādīja, ka ELF-EMF (60 Hz, 2 mT) palielināja nNOS ekspresiju un aktivāciju žurku smadzenēs [63].

Pretēji tam, nNOS un eNOS aktivācija ir atkarīga no kalcija joniem, un ir daudz ziņojumu, ka ELF-EMF bioloģiskā iedarbība ir saistīta ar kalcija kanālu kontroli [64].

Tāpēc novērotais palielinātas NO veidošanās un metabolisma mehānisms var būt saistīts ar kalcija jonu plūsmu. Pastiprināšana ar kalcija plūsmu var arī nodrošināt līdzekļus, ar kuriem EML membrānas izraisītā iedarbība varētu tikt pārnesta šūnā [41, 57]. F-aktīna bāzes Ca2+ krātuves šūnu vieta atrodas submembrānas citoskeletā [38].

Ca2+ transportēšana šūnā var iedarboties uz daudziem citiem ceļiem un organellām.Citus šūnu notikumus izraisa receptoru tirozīna kināzes (RTK), fosfatidilinozīts 4, 5-bifosfāts (PIP2), fosfatidilinozitols 3,4,{ {6}}trifosfāts (PIP3), un lipīdu fosfatāzes un tenzīna homologs (PTEN).

PIP3 var aktivizēt ceļus caur serīna/treonīna kināzi Akt, un pati Akt ir dažādu signalizācijas ceļu centrs. Līdz ar to šīm signalizācijas kaskādēm var funkcionāli piekļūt ar dažādiem mehānismiem [38] (1. att.).

Yao et al. [65] ir arī parādījuši, ka PEMF efekti var ietekmēt arī gēnu ekspresiju, jo viņi in vitro atklāja, ka PEMF veicina oligodendrocītu prekursoru šūnu diferenciāciju.

Ir ziņots arī par epiģenētiskām izmaiņām, jo ​​atkārtotas TMS, kas tiek lietotas pamodināto peļu frontālajā garozā, izraisa no dopamīna D2 receptoriem atkarīgas pastāvīgas CDK5 (ciklīna atkarīgā kināze 5) un PSD-95 (postsinaptiskā blīvuma proteīna 95-loceklis) izmaiņas. ar membrānu saistītās guanilāta kināzes) proteīna līmenis īpaši stimulētajā smadzeņu zonā [66].

Šīs modifikācijas bija saistītas ar histona acetilācijas izmaiņām to gēnu promotora reģionā, un šis notikums tika novērsts, ievadot histona dezacetilāzes inhibitoru. Konsoles et al. [67] sniedza kritisku pārskatu par epiģenētiskajām izmaiņām, ko izraisīja dziļa smadzeņu stimulācija un TMS gan Parkinsona slimniekiem, gan neironiem no dažādiem eksperimentāliem dzīvnieku modeļiem.

AD pacientu perifērajās asins mononukleārajās šūnās Capelli et al. [28] pārbaudīja zemas frekvences PEMF spēju modulēt gēnu ekspresiju šūnu funkcijās, kas ir disregulētas AD gadījumā (ti, BACE1). Viņi novēroja, ka LF-PEMF var stimulēt miRNS mediētu epiģenētisko regulējumu, kas novestu pie patoloģiskā stāvoklī deregulēto ceļu līdzsvarošanas.

Tomēr ir nepieciešami turpmāki pētījumi molekulārā līmenī attiecībā uz sarežģīto epiģenētisko signālu tīklu un iespējamās nelabvēlīgās ietekmes iespējamību.

AD pelēm pēc PEMF iedarbības bija ilgstoši izziņas un atmiņas traucējumi, un tas izraisīja AD simptomus šīm pelēm [68]. Šī pētījuma autori apgalvo, ka EML var pastiprināt oksidatīvo stresu, un tas varētu būt saistīts ar šiem dzīvniekiem novēroto autofagijas disfunkciju. Augstāka MHz frekvence un ilgāks autofagijas ilgums var izraisīt demielinizāciju peļu smadzenēs[69].

Turpretim, ievērojot EMF logu un intensitātes parādības, Marchesi et al. [70] atklāja, ka autofagija ir pozitīvi modulēta cilvēka neiroblastomas šūnās, tieši pakļaujot zemas frekvences elektromagnētiskos laukus.

Kā ierosināto mehānismu autori min mikroRNS sekvences ekspresiju, kas ietekmē autofagiju, izmantojot Beclin1, ar autofagiju saistītā gēna 6 un BEC-1 ekspresijas ortologu.

Šī pētījuma autori apspriež autofagijas pozitīvo citoprotektīvo efektu olbaltumvielu agregātu klīrensā šūnās tādās slimībās kā AD.

Ievērojami uzlabota plastiskuma gēnu ekspresija 24 stundas pēc intermitējošas teta sprādziena stimulācijas (iTBS), salīdzinot ar fiktīvu TBS, tika konstatēta cilvēka neironam līdzīgo šūnu modelī [71].

Šis specifiskais efekts nodrošina atbalstu plaši pieņemtajiem plastiskuma mehānismiem, kas ir pamatā iTBS ietekmei uz cilvēka garozas uzbudināmību. ROS ražošana ir vēl viena molekulāra saikne saistībā ar magnētisko stimulāciju.

PEMF ierīču izraisītās izmaiņas šūnu ROS līmeņos var izskaidrot to labvēlīgo un dziedinošo ietekmi. Interesanti, ka šādu ierīču izraisītās ROS koncentrācijas ir daudz zemākas nekā oksidatīvā stresa izraisītās [72, 73].

Paradoksāli, bet ROS ir labvēlīga loma, stimulējot antioksidantu aizsardzības un labošanas ceļus, un PEMF terapeitiskā iedarbība ir dokumentēta vairākās patoloģijās, kas ietver noteiktus šūnu mehānismus [74].

PEMF var stimulēt ātru ROSin zīdītāju šūnu uzkrāšanos [72]. Pēc PEMF iedarbības šūnu augšana palēninās un tiek inducēti uz ROS reaģējoši gēni [72]. Šiem efektiem ir nepieciešams kriptohroms, iespējamais magnetosensors, kas sintezē ROS.

Kriptohromi ir visuresoši izteikti flavoproteīni, kuros notiek konformācijas izmaiņas un gaismas vai magnētiskā lauka klātbūtnē ģenerē aradikālu pāri [75, 76]. Un otrādi, Drosophilalarvae krampju atveseļošanās laikā tika ziņots par pozitīvu magnētiskā lauka iedarbības ietekmi [77].

Tāpat šis efekts ir atkarīgs no kriptohroma, kas liecina par magnētiski jutīgu, fotoķīmisko radikāļu pāru reakciju kriptohromā, kas maina neironu ierosmes līmeni. Visbeidzot, atkārtota TMS ar zemu intensitāti izraisa aksonu izaugšanu un sinaptoģenēzi, kas var labot nervu ķēdi in vivo un ex vivo situācijās, piemēram, pēc bojājuma aksonu izauguma un olivocerebellāra inervāciju pelei.

Šis labojums ir atkarīgs no tā, vai sarežģīti biomimētiskie modeļi ir īpaši efektīvi, un no kriptohroma klātbūtnes [78].

Šos pretrunīgos rezultātus attiecībā uz ROS koncentrāciju var atrisināt ar vienu ELFPEMF izraisītu ROS veidošanos cilvēka osteoblastos, nesamazinot intracelulāro glutationu [79].

Tomēr atkārtota PEMF iedarbība samazināja ROS līmeni, kas liecina par izmaiņām antioksidatīvā stresa reakcijā. Radikālo sugu attīrīšana mazināja PEMF ietekmi uz osteoblastu funkciju [73].

Tādējādi tiek secināts, ka PEMF izraisīja netoksiskus ROS daudzumus un ka reakcijas uz ROS, ko rada PEMF, var izraisīt arī šo šūnu sagatavošanu[81].

7. Secinājumi

Šis ziņojumu apkopojums par magnētisko un EML stimulāciju neiroloģisko slimību gadījumā sniedz sarežģītu ainu, jo ir daudz dažādu ilguma, intensitātes, rezonanses efektu, kā arī logu efektu. Šajā manuskriptā mēs esam mēģinājuši noteikt svarīgas molekulārās un šūnu bioloģiskās saites. zemfrekvences elektromagnētisko lauku savienošanai, kas iegūti dzīvnieku un klīniskos pētījumos.

Starp citiem faktoriem stresa, iekaisušo vai bojāto šūnu atpūtas potenciāls var izraisīt šo pāreju un uzlabot rezultātus šiem pacientiem ar neiroloģiskiem traucējumiem [81].

Šūnu membrānā iestrādātie lādiņu jutīgie receptori un kanāli var aktivizēt dažādas signalizācijas kaskādes, kas izraisa dažādas sekundāras šūnu un audu reakcijas, piemēram, proteīnu sintēzi, augšanu, migrāciju un diferenciāciju. Mēs arī uzsveram ROS ģenerēšanas nozīmi, jo īpaši no mitohondrijiem ar to ļoti augsto ārējās membrānas potenciālu.

Šai organellei ir jārīkojas ar elektronu pārneses ķēdi, kas rada elektronu aizplūšanas risku, izraisot ROS un NO veidošanos. Abiem kurjeriem, kā arī saistītajām signalizācijas kaskādēm ir iespēja izraisīt epiģenētiskas un ģenētiskas izmaiņas, kas galu galā var izraisīt izmaiņas gēnu ekspresijā, kas var ietekmēt šūnu izdzīvošanu, redoksu homeostāzi un daudzas citas šūnu reakcijas.

Salīdzinot ar elektrisko savienojumu, "magnētiskās mijiedarbības" loma joprojām ir pretrunīga. Jaunatklātais iespējamais magnetosensors, kriptohroms, var novirzīt uzmanību uz EMF, PEMF un TMS ietekmi uz to magnētisko komponentu. Tāpēc ir svarīgi, lai biofizika un ar to saistītās disciplīnas pētītu kvantu radikāļu pāru mehānismu un kriptohromu lomu [82, 83].

Tā kā pēdējos gados šajā jomā ir iznākušas daudzas publikācijas, mēs tagad sākam labāk izprast cēloņsakarības principus EML savienošanai ar bioloģiskām parādībām.

Hallets [8] atzīmēja, ka TMS ir spēcīgs instruments klīniskajam neirofiziologam, īpaši neiroloģisko traucējumu diagnostikā. Tā kā lielākā daļa šo efektu ir vieglas un bieži vien pārejošas, ir nepieciešama turpmāka izpēte, lai izprastu šo EML izraisīto efektu pamatprincipus.

Lai noteiktu mehānismu iekšējo, šūnu elektrisko lauku plašākai izplatībai, ir nepieciešama rūpīgāka izpratne par šūnas iekšējo komponentu, piemēram, mitohondriju izmantojošo nanooļu sensoru organellu un biomolekulu elektrisko raksturu. Izstrādājot precīzus EML mērījumus šūnas iekšpusē, šos EMF-magnētisko un TMS pētījumu ierobežojumus var labāk izprast.

8. Autoru ieguldījums

MF sniedza attiecīgo slimību fizikas un magnētiskās terapijas pamatjēdzienus un principus. RHWF apraksta magnētiskās un elektromagnētiskās iedarbības un klīniskās iedarbības bioloģiskos principus. RHWF veica manuskripta galīgo rediģēšanu.

9. Ētikas apstiprinājums un piekrišana dalībai

Nav piemērojams.

10. Atzinība

Šajā pārskatā minēto darbu daļēji finansēja Saksijas Zinātnes un izglītības ministrija, GWT, HZDR un TUD (projekts NeuroMaX).

11. Finansējums

Šis pētījums nesaņēma ārēju finansējumu.

12. Interešu konflikts

Autori paziņo, ka nav interešu konflikta

13. Atsauces

[1] Zhang Z, Luan F, Xie C, Geng D, Wang Y, Ma J. Zemas frekvences transkraniālā magnētiskā stimulācija ir labvēlīga, lai uzlabotu sinaptisko plastiskumu novecojošās smadzenēs. Neironu reģenerācijas pētījumi. 2015; 10: 916–924.

[2] Pell GS, Roth Y, Zangen A. Kortikālās uzbudināmības modulācija, ko izraisa atkārtota transkraniāla magnētiskā stimulācija: laika un ģeometrisko parametru un pamatā esošo mehānismu ietekme. Progress neirobioloģijā. 2011; 93: 59–98.

[3] Panagopoulos dīdžejs, Margaritis LH. Intensitātes 'loga' identifikācija par mobilās telefonijas starojuma bioefektiem. International Journal of Radiation Biology. 2010. gads; 86: 358.–366.

[4] Marko S. Markovs. "Bioloģiskie logi": veltījums V. Rosadejam. Vides aizstāvis. 2005, 25: 67–74.

[5] Cho SI, Nam YS, Chu LY, Lee JH, Bang JS, Kim HR u.c. Ārkārtīgi zemas frekvences magnētiskie lauki modulē slāpekļa oksīda signalizāciju žurku smadzenēs. Bioelektromagnētika. 2012., 33: 568–574.

[6] Parkin B, Ekhtiari H, Walsh V. Neinvazīva cilvēka smadzeņu stimulācija kognitīvajā neirozinātnē: Primer. Neiron.2015, 87: 932–945.

[7] Dayan E, Censor N, Buch ER, Sandrini M, Cohen LG. Neinvazīva smadzeņu stimulācija: no fizioloģijas līdz tīkla dinamikai un atpakaļ. Dabas neirozinātne. 2013., 16: 838–844.

[8] Hallets M. Transkraniālā magnētiskā stimulācija: Primer. Neirons. 2007, 55: 187–199.

[9] Ziemann U, Rothwell JC, Ridding MC. Mijiedarbība starp intrakortikālo inhibīciju un atvieglošanu cilvēka motorajā garozā. Fizioloģijas žurnāls. 1996; 496: 873–881.

[10] Beitz JM. Parkinsona slimība: pārskats. Frontiers in Bioscience.2014; 6: 65–74.

[11] Vadalà M, Vallelunga A, Palmieri L, Palmieri B, MoralesMedina JC, Iannitti T. Elektromagnētiskās terapijas mehānismi un terapeitiskie pielietojumi Parkinsona slimībā. Uzvedība un smadzeņu funkcijas. 2015; 11:26.

[12] Morberg BM, Malling AS, Jensen BR, Gredal O, Bech P, Wermuth L. Parkinsona slimība un transkraniālie impulsa elektromagnētiskie lauki: randomizēts klīniskais pētījums. Kustību traucējumi.2017; 32: 625–626.

For more information:1950477648nn@gmail.com