مراجعة قصيرة عن تأثير المجالات المغناطيسية على الأمراض العصبية الجزء الأول

1. الملخص

تستعرض هذه الدراسة استخدام المجالات المغناطيسية والكهرومغناطيسية (EMF)، والمجالات الكهرومغناطيسية النبضية (PEMF)، والتحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (TMS) في مرض باركنسون، أو مرض الزهايمر (AD)، أو التصلب المتعدد (MS).

مرض باركنسون هو مرض تنكس عصبي يتميز بالتصلب والرعشة والحركات البطيئة. ومع ذلك، ما لا يعرفه الكثير من الناس هو أن مرض باركنسون يمكن أن يسبب أيضًا مشاكل في الذاكرة والقدرات المعرفية. ومع ذلك، لا ينبغي لنا أن ندع هذه الأخبار السلبية تثبط عزيمتنا، خاصة عندما ندرك أنه يمكننا اتخاذ خطوات لتحسين صحتنا المعرفية.

أولاً، يجب أن نفهم كيف يؤثر مرض باركنسون على ذاكرتنا وقدراتنا المعرفية. على الرغم من أن الوضع يختلف من شخص لآخر، إلا أن بعض المرضى قد يعانون من تدهور الذاكرة وبطء التفكير وقلة الاهتمام وصعوبة التفكير المجرد. يمكن أن تؤثر هذه المشكلات بشكل خطير على الحياة اليومية، مما يجعل إدارة مرض باركنسون أكثر تعقيدًا.

ومع ذلك، يجب أن نتذكر أن مرض باركنسون لا يعني بالضرورة فقدان كل الذاكرة والقدرات المعرفية. لقد وجد الباحثون بعض الطرق لتحسين الصحة المعرفية، والتي يمكن استخدامها أيضًا من قبل الأشخاص المصابين بمرض باركنسون. وتشمل هذه الأساليب:

1. إجراء التدريب المعرفي

يمكن أن يساعد التدريب المعرفي في تقوية وتحدي القدرات المعرفية للدماغ، بما في ذلك مهارات الذاكرة والانتباه والتفكير. أظهرت الدراسات أيضًا أن التدريب المعرفي يمكن أن يحسن الوظيفة الإدراكية ونوعية الحياة لدى الأشخاص المصابين بمرض باركنسون.

2. حافظ على صحتك

الصحة البدنية لها تأثير كبير على الوظيفة الإدراكية، لذلك من المهم جدًا الحفاظ على تجربة جيدة وممارسة التمارين الرياضية المعتدلة. ثبت أن التمارين القلبية الرئوية طويلة المدى، مثل الجري وركوب الدراجات، تعمل على تحسين الوظيفة الإدراكية.

3. التفاعل الاجتماعي

التفاعل الاجتماعي هو مفتاح الصحة المعرفية لكثير من الناس. وحتى مع مرض باركنسون، يمكننا البقاء على اتصال مع الآخرين وتعزيز التفاعلات الاجتماعية، وبالتالي تقليل خطر التدهور المعرفي.

باختصار، يمكن أن يؤثر مرض باركنسون على الذاكرة والقدرة المعرفية، لكننا لا نفقد بالضرورة الذاكرة والقدرة المعرفية. يمكننا تحسين قدرتنا المعرفية من خلال التدريب المعرفي، والحفاظ على الصحة البدنية، والتفاعل الاجتماعي للحفاظ على حياة صحية ونشطة. فلنؤمن بقدراتنا، ونواجه التحديات بإيجابية، ونستمر في المضي قدمًا. يمكن ملاحظة أننا بحاجة إلى تحسين الذاكرة، ويمكن لـ Cistanche تحسين الذاكرة بشكل كبير لأن Cistanche هو دواء صيني تقليدي له العديد من التأثيرات الفريدة، أحدها هو تحسين الذاكرة. تأتي فعالية Cistanche من المكونات النشطة المختلفة التي يحتوي عليها، بما في ذلك حمض التانيك، والسكريات، وجليكوسيدات الفلافونويد، وما إلى ذلك، والتي يمكن أن تعزز صحة الدماغ بعدة طرق.

انقر فوق تعرف على 10 طرق لتحسين الذاكرة

توفر المقدمة مراجعة لـEMF وPEMF وTMS بناءً على الملاحظات السريرية. ويتبع ذلك وصف للمبادئ الأساسية لهذه العلاجات ومراجعة الأدبيات حول الآليات الممكنة التي تصف اقتران هذه العلاجات بالاستجابات البيولوجية.

تشتمل آليات الاستجابة هذه على غشاء الخلية ومستقبلاته وقنواته ومضخاته المدمجة، بالإضافة إلى شلالات الإشارة داخل الخلية والروابط مع عضيات الخلية.

نناقش أيضًا المساهمة المغناطيسية في اقتران المجالات الكهرومغناطيسية والاكتشاف الأخير للكريبتوكروم باعتباره مستشعرًا مغناطيسيًا مفترضًا.

تلخص استنتاجاتنا الشبكة المعقدة من العوامل السببية التي تثيرها المجالات الكهرومغناطيسية مثل تلك الناشئة عن غشاء الخلية عبر شلالات الإشارة إلى أنواع الأكسجين الجذرية، وأكسيد النيتريك، وعوامل النمو، والكريبتوكروم، وغيرها من الآليات التي تنطوي على تغيرات جينية وجينية.

2. مقدمة

تم التعرف على التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (TMS) كأداة علاجية عصبية ونفسية جديدة مفيدة في علاج العديد من الأمراض العصبية لأنه غير جراحي وغير مؤلم بينما يحفز مناطق معينة من الدماغ [1، 2].

ومع ذلك، فإن تأثيرات المجالات الكهرومغناطيسية (EMF) على الأنظمة الجزيئية والبيولوجية لا تزال غير مفهومة تمامًا. ومن المعروف أن "تأثيرات النافذة" موجودة اعتمادًا على طول الموجة وكثافتها، ولهذا السبب، يمكن أن تتراوح تأثيرات المجالات الكهرومغناطيسية من مفيدة إلى ضارة. [3].

ويصف هذا التأثير الظاهرة التي يوجد فيها اتساع محدد لقيم التردد، حيث يتم تنشيط استجابة النظام البيولوجي، في حين أن السعات أو الترددات الأخرى يمكن أن تمنع نفس النظام البيولوجي [4].

في هذه المراجعة، قمنا بدراسة تأثير العلاج المغناطيسي على 3 أمراض عصبية ذات تأثير اجتماعي واقتصادي مرتفع: مرض باركنسون (PD)، ومرض الزهايمر (AD)، والتصلب المتعدد (MS).

نستشهد فقط بتلك الدراسات التي تربط هذه الأمراض بالعلاج المغناطيسي. ركزنا جهودنا على تلك الدراسات المعنية باقتران المجالات الكهرومغناطيسية (منخفضة التردد) (EMF)، والمجالات الكهرومغناطيسية النبضية (PEMF)، والتحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (TMS) لتحديد التأثيرات الفيزيولوجية المرضية على البيولوجيا الخلوية والجزيئية.

تم أيضًا تضمين العلاج المغناطيسي المستخدم لإعادة تأهيل السكتة الدماغية وتأثيراته على متغيرات مثل شدة السكتة الدماغية وأوقات التجدد في هذه المراجعة [5].

3. الجوانب الفنية

في هذه المراجعة، قمنا بدراسة علاج "العلاج بالمجال المغناطيسي" باستخدام EMF أو PEMF أو TMS. يمكن تطبيق TMS على نبضات فردية، أو نبضات متعددة، أو بشكل متكرر (rTMS، يتم تطبيقه في الترددات المنخفضة أو العالية).

في تحفيز انفجار ثيتا (TBS)، هناك ثلاث نبضات 50- هرتز مطبقة عند 5 هرتز لمدة 20-40 ثانية على شكل TBS مستمر (cTBS) أو على شكل TBS متقطع (iTBS) [6، 7]. يتم إنتاج مجال مغناطيسي باستخدام ملف، سواء كان على شكل فراشة أو مفرد.

تمر خطوط التدفق بشكل عمودي على مستوى الملف الذي يتم وضعه عادةً بشكل عرضي لفروة الرأس. يمكن أن تصل شدة المجال المغناطيسي إلى ما يقرب من 2 تسلا وتستمر عادةً لمدة 100 مللي ثانية تقريبًا.

يستحث المجال المغناطيسي مجالًا كهربائيًا متعامدًا مع هذا المستوى. يثير هذا المجال الكهربائي الخلايا العصبية ويتم تحفيز التيارات مما يؤدي إلى إمكانات تثيرها الحركة [8]. تؤدي النبضات المقترنة إلى تثبيط وتسهيل قصير داخل القشرة مما يعكس عمل الخلايا العصبية القشرية [9].

4. الأمراض والمجالات المغناطيسية

تم الإبلاغ عن التأثيرات السريرية الإيجابية لـ TMS في مرض باركنسون في العديد من المراجعات [10-15]. كان العلاج باستخدام TMS متفوقًا على العلاج الوهمي [14] في المرضى الذين يعانون من مرض خفيف والذين لديهم إمكانية أكبر لإعادة التأهيل العصبي [15].

أدى العلاج باستخدام TMS إلى تحسين الحركة وأنشطة درجات الحياة اليومية في مجموعة المرضى الأكثر نشاطًا [12]. علاوة على ذلك، أدى TMS الأسبوعي (كثافة تدفق بيكو تسلا) إلى تقليل تكرار التجمد والسقوط[16].

لا يمكن فقط تخفيف الأعراض السريرية لمرض باركنسون عن طريق TMS [11]، ولكن أيضًا يميل تركيز الدوبامين وحمض الهوفانيليك في السائل النخاعي القطني أيضًا إلى العودة إلى القيم الطبيعية [17، 18].

يمثل تعزيز انخفاض إدراك الرائحة بعد 7 هرتز فقط من EMF تأثير نافذة EMF، على وجه التحديد، إطلاق الدوبامين والتنشيط اللاحق لمستقبلات الدوبامين D2 داخل البصلة الشمية [19].

في مرض باركنسون، هناك آليتان مقترحتان لاقتران المجالات الكهرومغناطيسية: أنواع الأكسجين الجذرية (ROS)، وتأثير ROS على إمكانات الغشاء (انظر القسم الرئيسي) [20، 21].

تم أيضًا ذكر تأثير المجالات الكهرومغناطيسية على إمكانات الغشاء واستثارة القشرة القشرية في الدراسات السريرية لمرض الزهايمر التي أجراها لوبيز وآخرون. [22]. ارتبط علاج TMS بـ "تجديد الأسلاك القشرية" أو "اللدونة التشابكية". تتم مراجعة هذه الظواهر أيضًا في هذه المخطوطة جنبًا إلى جنب مع علاج شيخوخة الدماغ [23-25].

سريريًا، وجد لدى مرضى الزهايمر أن تطبيق TMS المتكرر يمكن أن يستعيد مؤقتًا أو يعوض الوظائف المعرفية التالفة [26]. تم الإبلاغ أيضًا عن أنه في مرضى الزهايمر، فإن تطبيق المجالات المغناطيسية النبضية ثلاثية الأبعاد (3D) يقلل من الالتهاب وينتج تأثيرات توسع الأوعية الدموية والتي بدورها تعمل على تحسين الدورة الدموية على الأرجح بسبب إطلاق أكسيد النيتريك (NO) [27].

في الخلايا وحيدة النواة للدم المحيطي لمرضى AD، Capelli et al. [28] تم اختبار قدرة PEMF ذات التردد المنخفض على تعديل التعبير الجيني في وظائف الخلايا التي يتم خلل تنظيمها في مرض الزهايمر (على سبيل المثال، بروتين سلائف الأميلويد في موقع بيتا الذي يشق الإنزيم 1 أو BACE1).

لاحظ هؤلاء الباحثون أن LF-PEMF يمكن أن يحفز التنظيم اللاجيني بوساطة miRNAs، مما قد يؤدي إلى إعادة توازن المسارات غير المنظمة.

أظهر التعبير عن بروتينات AD النموذجية، مثل تاو، التأثيرات الإيجابية لـ rTMS بترددات منخفضة وعالية في الدراسات التي أجريت على نماذج الفئران AD [24]. مرض التصلب العصبي المتعدد ليس مرضًا تنكسًا عصبيًا نموذجيًا بسبب تورط الجهاز المناعي، الذي يهاجم الألياف العصبية. غمد المايلين [29].

يُذكر أنه في مرض التصلب العصبي المتعدد، تمارس المجالات الكهرومغناطيسية تأثيرات علاجية من خلال تعديل الخلايا ذات الصلة بالمناعة [30]. من الخصائص الأخرى الموجودة لدى مرضى التصلب المتعدد انخفاض نسبة الأكسجين في الدم، وانخفاض الدورة الدموية، وضعف استقلاب الخلايا.

وجد ساكاموتو وزملاؤه أن تطبيق المجالات المغناطيسية ذات التردد والكثافة المنخفضين يحسن هذه المعلمات ويقلل من أعراض مرض التصلب العصبي المتعدد [31]. كما تم العثور على مستويات منخفضة من أكسيد النيتروجين في أدمغة مرضى التصلب المتعدد [32، 33].

بعد تطبيق المجالات المغناطيسية، يتم تطبيع هذه المعلمة في نماذج الخلايا [34، 35].

تمت مناقشة الدور المزدوج لـ NO في نقل الألم [35] حيث أن NO يمنع إدراك الألم في الجهاز العصبي المحيطي والمركزي، بالإضافة إلى التوسط في التأثير المسكن للمواد الأفيونية والمواد المسكنة الأخرى. هوكسبرونجيت آل. [36] وجد أن العلاج باستخدام PEMF قد يكون فعالًا في تقليل الألم لدى مرضى التصلب المتعدد، وذلك باستخدام النقل الكهربائي أحادي القطب للمجالات الكهرومغناطيسية النبضية.

باختصار، تم تغيير العديد من العوامل السريرية بشكل إيجابي بعد العلاج الكهرومغناطيسي لدى المرضى الذين يعانون من أمراض التنكس العصبي.

5. المبادئ الأساسية

تنتج المجالات المغناطيسية المتغيرة بمرور الوقت قوى مشحونة وتكون أكثر فعالية من المجالات المغناطيسية الساكنة[37]. الاعتماد الزمني للمجال المغناطيسي (B(t)) يحفز المجال الكهربائي (E) وفقًا لقانون فاراداي: CurlE=–1/c dB/dt.

في هذه المعادلة، يمثل المتجه E المجال الكهربائي، ويمثل المتجه B الحث المغناطيسي، ويمثل B=H + 4πM. في الحالة الحالية، لا يوجد مغنطة (M)، وبالتالي يتم توليد المجال الكهربائي المستحث (E) بالكامل بواسطة المجال المغناطيسي المعتمد على الوقت H(t).

الرمز c هو سرعة الضوء. تحفز الحقول المغناطيسية المتذبذبة مع الزمن تيارات دوامية داخل الخلايا، والتي، وفقًا لقاعدة Lentz، تتصدى لتغير المجال المغناطيسي الخارجي. تظهر التيارات الدوامية في المواد الموصلة للكهرباء، خاصة على أغشية الخلايا.

تنتج المجالات المغناطيسية الساكنة قوى على الجزيئات المشحونة المتحركة. نظرًا لأن أغشية البلازما الخلوية تتحرك باستمرار، فحتى المجالات المغناطيسية الساكنة تنتج قوى متغيرة بمرور الوقت على الجسيمات المشحونة في الدماغ [38، 39].

6. مواقع على المستوى الخلوي والجزيئي لاقتران EMF

توجد الأيونات المشحونة مثل الصوديوم والبوتاسيوم والكالسيوم والمغنيسيوم في جميع أنسجة الجسم. تمتلك معظم الجزيئات الحيوية شحنات وبالتالي يمكن أن تتأثر بشكل مباشر بالمجالات الكهربائية [40، 41].

بشكل عام، هناك طرق متعددة لاقتران المجالات الكهربائية، على سبيل المثال، عن طريق قنوات الكالسيوم ذات الجهد الكهربي، والشقوق غير المحددة المشحونة مثل Ca2+ أو المستقبلات الأخرى، والاقتران بواسطة مبادرة لارمور، وما إلى ذلك. [40].

يعد غشاء الخلية وجزيئاته المدمجة هي المرشحات الأكثر صلة لاقتران المجالات الكهرومغناطيسية بسبب التدرج العالي جدًا للمجال الكهربائي في هذا الموقع [40]. يولد غشاء الخلية إمكانات الراحة التي تأتي من فصل تركيزات الأيونات المشحونة بواسطة الآلات الجزيئية مثل المضخات والناقلات والقنوات الأيونية الموجودة إلى حد كبير داخل غشاء البلازما [41].

أظهر ليفين وزملاؤه أن إزالة الاستقطاب الاصطناعي يبقي الخلايا في حالة غير متمايزة ومتكاثرة، في حين أن فرط الاستقطاب الاصطناعي يسرع التمايز [42]. يمكن استنباط التحول بين الحالات المرضية (على سبيل المثال، الملتهبة) والحالات الطبيعية من خلال التغيرات الخارجية في إمكانات الغشاء [43، 44]. يمكن لكل من EMF وPEMF وTMS [45] التأثير على إمكانات الراحة هذه.

يتم توزيع المجالات الدقيقة للقنوات الأيونية والناقلات في أنماط عبر كامل السطح ثنائي الأبعاد لغشاء الخلية [41، 42]. داخل الغشاء، يمكن لـ PEMF تنشيط قنوات الكالسيوم ذات الجهد الكهربي (VGCC) [46] (الشكل 1).

من هذه القنوات، تحمل عمليات تضخيم الإشارة المحددة تأثيرات الغشاء إلى داخل الخلية [47، 48]. أثناء تحفيز TMS للقشرة، تكون الخلايا العصبية أكثر استثارة عندما تكون إمكانات الغشاء الخاصة بها أقل بقليل من العتبة ولكن لا يتم تفريغها [45].

لقد ثبت أن TMS يعمل بشكل مباشر أكثر على الطبقات السطحية للقشرة، حيث يُحدث المجال الكهربائي تغييرًا في إمكانات الغشاء الساكن عن طريق تراكب جهد الغشاء المستحث كهربائيًا [25].

عندما يخترق التيار الكهربائي الغشاء، قد يتم إزالة استقطاب الغشاء العصبي و/أو فرط الاستقطاب من قيمة الراحة، مما يسبب تثبيط الإثارة للخلية. يمكن أن يؤدي هذا إلى تأثيرات تدريب ثانوية للخلايا العصبية تثير أسلاكًا متشابكة جديدة أيضًا عبر التقوية طويلة المدى وتنشيط عائلة من التيروزينيكيناز (على سبيل المثال، Fyn) [49، 50] (الشكل 1).

تأثيرات التدريب مهمة بشكل خاص للدماغ المتقدم في السن. تعمل العلامات التشابكية المعززة بـ TMS على تنشيط عامل التغذية العصبية المشتق من الدماغ (BDNF) - مسار مستقبلات التروبوميوزين كيناز B (TrkB) (الشكل 1) بالإضافة إلى كيناز Fyn في اتجاه مجرى النهر، مما يعزز النقل التشابكي للجلوتاماتيرجيك وزيادة الفسفرة في الوحدات الفرعية لـ N-ميثيل-D. -مستقبلات الأسبارتات (NMDA) في الحصين [23].

يشير هذا إلى أن هذه الأحداث تؤدي إلى تغيرات في اللدونة الهيكلية في الحصين المسن وتحسين الوظيفة الإدراكية. في قشرة دماغ الفئران، تحفز مجالات TMS الخلايا العصبية الأخرى التي تمنع نشاط التشعبات من الخلايا العصبية داخل طبقات القشرة العميقة [51].

تعتمد عملية التثبيط هذه على نوع من مستقبلات البروتين في التشعبات تسمى مستقبلات GABAB (حمض جاما أمينوبوتيريك). يؤدي حجب هذه المستقبلات إلى منع التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة من تغيير نشاط مناطق الدماغ المحفزة.

يمكن للنمط الطبوغرافي لغشاء الخلية تشفير معلومات إضافية [42، 45]. على سبيل المثال، يمكن لأنماط التقلبات الجزيئية المتغيرة بمرور الوقت والإيقاعات المحددة أن تعزز هذه المعلومات [52]، وبالتالي، يمكن خفض نسبة الإشارة إلى الضوضاء بشكل كبير.

بالنسبة لاقتران المجالات الكهرومغناطيسية، فإن هندسة الخلايا المتقطعة ذات المستقبلات المجمعة تفضل اكتشاف EF [53]. على وجه التحديد، إذا تم تجميع قنوات Ca2+ التي يتم تشغيلها بواسطة البلاعم داخل الأرجل الصفيحية، فإن تثبيط هذه القنوات يلغي استجابة هجرتها. فيما يتعلق بهندسة الخلية والنتوءات مثل الزغيبات الدقيقة، يمكن تحفيز تكوين مثل هذه الهياكل بواسطة المجالات الكهرومغناطيسية (على سبيل المثال، عند 1 هرتز و2- مجال V/cm في البلاعم [54]).

في الخلايا العظمية للفئران، يمكن إلغاء المسارات التي يثيرها PEMF من خلال ضربة قاضية للأهداب الأولية عن طريق تدخل الحمض النووي الريبي (RNA) [55]. في المقابل، يمكن أن تتضرر الهياكل الشبيهة بالميكروفيلي بترددات PEMF بين 50 و70 هرتز (مجال 0.6- فولت/سم). تجدر الإشارة إلى أنه تم العثور على فقدان مثل هذه الهياكل وانهيار الغشاء القمي في خلايا الأديم الباطن في كيس الصفار الجنيني [56].

في الميتوكوندريا، توجد عادةً إمكانات غشاء عالية جدًا حيث يبلغ جهد الغشاء الخارجي 180-220 مللي فولت مقارنة بإمكانية الراحة القصوى البالغة 70-90 مللي فولت للغشاء البلازمي للخلية [57].

باستخدام أجهزة استشعار "الحصى النانوية"، تاينر وآخرون. [58] ووجد لي وكوبلمان [59] أن إمكانات غشاء الميتوكوندريا تنتشر إلى مسافة أوسع مما كان متوقعًا باستخدام معلمات التدريع والتخميد عن طريق الحركة البراونية العشوائية لجزيئات الماء العشوائية.

وبالتالي، يمكن أن يؤثر العلاج المغناطيسي أيضًا على وظيفة الميتوكوندريا، وهذا يمكن أن يؤدي إلى تغييرات في إنتاج ROS وأكسيد النيتروجين (انظر أدناه).

For more information:1950477648nn@gmail.com