Uma breve revisão sobre a influência dos campos magnéticos nas doenças neurológicas, parte 2

Na membrana celular, receptores ou proteínas canal também podem funcionar como alavancas ou antenas, ativadas por fenômenos de ressonância. Isto ocorre porque os elementos moleculares carregados podem ser abordados "não especificamente" por frequências de ressonância apropriadas de EMF (Fig. 1).

A membrana celular é um componente importante da célula e um dos principais mecanismos de registro da memória. A membrana celular é uma película fina composta por uma dupla camada de moléculas lipídicas que envolve e protege várias organelas e produtos químicos dentro da célula. Desempenha um papel importante na introdução de substâncias externas na célula e na manutenção da estabilidade do ambiente interno e externo da célula e também está intimamente relacionado com a memória humana.

A membrana celular pode não apenas introduzir substâncias na célula, mas também transmitir sinais de um neurônio para outro por meio de neurotransmissores. Portanto, é um importante canal de neurotransmissão e está intimamente relacionado ao aprendizado e à memória humana. A memória humana é explicada pela psicologia e pela neurociência. A longo prazo, depende principalmente de alterações na morfologia e função das sinapses no córtex cerebral.

A memória está intimamente ligada aos neurônios porque a conexão entre os neurônios forma a base física e química da nossa memória. Lipídios, proteínas e outros compostos da membrana celular desempenham um papel importante na conexão entre os neurônios. Por exemplo, em termos da estrutura e função da membrana pós-sináptica, as proteínas da membrana celular desempenham um papel vital. Eles promovem a liberação de neurotransmissores e a atividade de receptores de neurotransmissores na membrana celular pós-sináptica.

Além de desempenhar um papel nas conexões neuronais, a membrana celular também pode registrar a memória por meio de sinais oscilatórios específicos da região. Por exemplo, a diferença potencial global pode ser usada para perceber experiências emocionais e lembrar cenas específicas, desempenhando um papel importante na formação da memória humana. Em suma, o papel das membranas celulares na memória está intimamente relacionado com a neurologia da memória humana, pelo que a manutenção da função e estabilidade da membrana celular é um dos elementos importantes para proteger a saúde da memória humana.

Na vida diária, manter a saúde das membranas celulares é essencial para manter uma memória saudável. Uma dieta razoável, exercícios regulares, sono adequado e saúde mental são formas importantes de manter o funcionamento da membrana celular. Ao mesmo tempo, comer alimentos ricos em ácidos graxos essenciais (como peixes e nozes) e suplementar os nutrientes e fibras alimentares corretos também pode ajudar a manter o funcionamento normal das membranas celulares. Esses hábitos não são bons apenas para a saúde física, mas também ajudam a manter a saúde da memória humana. Percebe-se que precisamos melhorar a memória, e Cistanche pode melhorar significativamente a memória porque Cistanche tem efeitos antioxidantes, antiinflamatórios e antienvelhecimento, que podem ajudar a reduzir as reações oxidativas e inflamatórias no cérebro, protegendo assim a saúde do sistema nervoso. Além disso, Cistanche também pode promover o crescimento e a reparação das células nervosas, melhorando assim a conectividade e a função das redes neurais. Esses efeitos podem ajudar a melhorar a memória, a capacidade de aprendizagem e a velocidade de pensamento, e também podem prevenir a ocorrência de disfunções cognitivas e doenças neurodegenerativas.

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Após esta etapa de uma cascata de sinalização, mensageiros secundários são eliciados e isso inicia vias "clássicas" [38, 41, 60]. Eventos secundários a jusante são eliciados, por exemplo, por meio de receptor de tirosina quinases, PIP2 (fosfatidilinositol 4, 5- bifosfato ), PIP3 (Fosfatidilinositol 3,4,5-trifosfato) e lipídio Fosfatase PTEN (homólogo de Fosfatase e Tensina).

O PIP3 pode sinalizar ainda mais via Akt e a própria Akt é o centro de muitas outras vias de sinalização (1): para a síntese de proteínas que atuam no crescimento, diferenciação, migração, etc. O fluxo de Ca ++ eliciado pelo VGCC pode induzir muitas cascatas de sinalização.

O componente magnético dos CEM pode atuar na produção de radicais e em meio com oxigênio também nas espécies radicais de oxigênio (ROS). Além disso, pela reorientação spin-tripleto também pode ser induzido um componente direcional. Os criptocromos (CRY) podem desencadear isso e levar à produção de ROS. Além disso, as mitocôndrias podem ser a fonte de produção de ERO, bem como de oxigênio nítrico (NO).

NO e ROS, por sua vez, também podem reagir ao peroxinitreto (ONOO-). Isto, por sua vez, ativará IκB e NFκB e isso pode provocar reações celulares, por exemplo, levando a uma espécie de “pré-condicionamento” e proteção.

As reações terciárias surgem dentro do núcleo por meio de modificação epigenética da expressão gênica ou regulação gênica direta, levando a (2) homeostase redox, sobrevivência e crescimento celular ou (3) expressão gênica alterada ou, por exemplo, mudanças no ciclo celular.

Como mensageiros, o NO e também as ROS podem induzir a ativação da via antioxidante Nrf2 e exercer efeitos protetores [61, 62] com redução de biomarcadores de danos celulares e oxidativos.

Em relação à produção de NO, Chinon et al. [63] observaram que níveis aumentados de NO em pacientes com AVC após EMT estão associados às atividades da óxido nítrico sintetase neural (nNOS) e/ou NOS endotelial (eNOS), mas não à expressão indutível de NOS (iNOS). Cho et al.[5], mostraram que ELF-EMF (60 Hz, 2 mT) aumentou a expressão e ativação de nNOS em cérebros de ratos [63].

Por outro lado, a ativação de nNOS e eNOS depende de íons de cálcio e há muitos relatos de que os efeitos biológicos do ELF-EMF estão relacionados ao controle dos canais de cálcio [64].

Portanto, o mecanismo observado de aumento da geração e metabolismo de NO pode estar associado ao fluxo de íons de cálcio. A amplificação via fluxo de cálcio também pode fornecer um meio pelo qual os efeitos dos CEM mediados pela membrana possam ser transportados para a célula [41, 57]. O local celular de armazenamento de Ca 2+ baseado em F-actina está localizado no citoesqueleto submembrana [38].

O transporte de Ca2+ para dentro da célula pode atuar em muitas outras vias e organelas. Outros eventos celulares são desencadeados por receptores de tirosina quinases (RTK), Fosfatidilinositol 4,5-bifosfato (PIP2), Fosfatidilinositol 3,4,{ {6}}trifosfato (PIP3) e homólogo lipídico fosfatase e tensina (PTEN).

O PIP3 pode ativar vias através da serina / treonina quinase Akt, e a própria Akt é o centro de diversas vias de sinalização. Portanto, essas cascatas de sinalização podem ser acessadas funcionalmente por vários mecanismos (38) (Fig. 1).

Yao et al. [65] também mostraram que os efeitos do PEMF também podem afetar a expressão gênica, pois descobriram, in vitro, que o PEMF promove a diferenciação de células precursoras de oligodendrócitos.

Mudanças epigenéticas também foram relatadas como TMS repetitiva aplicada sobre o córtex frontal de camundongos acordados, induzindo alterações persistentes dependentes do receptor de dopamina D2 de CDK5 (quinase 5 dependente de ciclina) e PSD-95 (proteína de densidade pós-sináptica 95-um membro do níveis de proteína guanilato quinase associada à membrana) especificamente dentro da área cerebral estimulada (66).

Essas modificações foram associadas a alterações na acetilação da histona dentro da região promotora do gene e esse evento foi evitado pela administração de um inibidor da histona desacetilase. Consolas et al. [67] apresentaram uma visão crítica das alterações epigenéticas desencadeadas pela estimulação cerebral profunda e EMT em pacientes com Parkinson e neurônios de diferentes modelos animais experimentais.

Nas células mononucleares do sangue periférico de pacientes com DA, Capelli et al. [28] testaram a capacidade do PEMF de baixa frequência de modular a expressão gênica em funções celulares que estão desreguladas na DA (ou seja, BACE1). Observaram que o LF-PEMF pode estimular a regulação epigenética mediada por miRNAs, o que levaria a um reequilíbrio das vias desreguladas no estado patológico.

No entanto, são necessários mais estudos a nível molecular relativamente à complexa rede de sinais epigenéticos e à possibilidade de potenciais efeitos adversos.

Camundongos com DA mostraram um comprometimento a longo prazo da cognição e da memória após a exposição ao PEMF e isso resultou em sintomas de DA nesses camundongos [68]. Os autores deste estudo argumentam que os CEM podem aumentar o estresse oxidativo, e isso pode estar relacionado à disfunção autofágica observada nesses animais. Frequência MHz mais alta e maior duração da autofagia podem levar à desmielinização em cérebros de camundongos [69].

Em contrapartida, em consonância com os fenômenos das janelas e intensidades dos CEM, Marchesi et al. [70] descobriram que a autofagia é modulada positivamente em neuroblastomacélulas humanas através da exposição direta a campos eletromagnéticos de baixa frequência.

Como mecanismo proposto, os autores citam in vitro a expressão de uma sequência de microRNA que afeta a autofagia via Beclin1, um ortólogo da expressão do gene 6 relacionado à autofagia e BEC-1.

Os autores deste estudo discutem o efeito citoprotetor positivo da autofagia na depuração de agregados proteicos dentro das células em doenças como a DA.

A expressão significativamente aumentada de genes de plasticidade 24 horas após a estimulação Theta Burst intermitente (iTBS) em comparação com o TBS simulado foi encontrada em um modelo de célula semelhante a um neurônio humano [71].

Este efeito específico fornece suporte para os mecanismos de plasticidade amplamente assumidos subjacentes aos efeitos do iTBS na excitabilidade do córtex humano. A produção de ROS é outro elo molecular em relação à estimulação magnética.

Alterações nos níveis celulares de ERO, induzidas por dispositivos PEMF, podem explicar seus efeitos benéficos e curativos. Curiosamente, as concentrações de ERO induzidas por tais dispositivos são muito mais baixas do que aquelas induzidas pelo estresse oxidativo [72, 73].

Paradoxalmente, as ERO desempenham um papel benéfico ao estimular a defesa antioxidante e as vias de reparo, e os efeitos terapêuticos do PEMF foram documentados em diversas patologias envolvendo mecanismos celulares definidos [74].

O PEMF pode estimular um rápido acúmulo de ROS em células de mamíferos (72). Após a exposição ao PEMF, o crescimento celular é retardado e genes responsivos a ROS são induzidos (72). Esses efeitos requerem a presença de criptocromo, um suposto magnetosensor, que sintetiza ROS.

Os criptocromos são flavoproteínas expressas de forma onipresente que sofrem alterações conformacionais e geram um par radical na presença de luz ou campos magnéticos [75, 76]. Por outro lado, um efeito positivo da exposição ao campo magnético foi relatado durante a recuperação de convulsões em Drosophilalarvae (77).

Da mesma forma, este efeito é dependente do criptocromo, sugerindo uma reação de par de radicais fotoquímicos magneticamente sensíveis no criptocromo que altera os níveis de excitação neuronal. Finalmente, a TMS repetitiva em baixa intensidade induz o crescimento de axônios e a sinaptogênese que pode reparar um circuito neural em situações in vivo e ex vivo, como crescimento axonal pós-lesão e reinervação olivocerebelar no camundongo.

Este reparo depende de padrões biomiméticos complexos serem particularmente eficazes e da presença de criptocromo [78].

Esses resultados contraditórios em relação à concentração de ERO podem ser resolvidos por uma única exposição à produção de ERO induzida por ELFPEMF em osteoblastos humanos sem reduzir a glutationa intracelular (79).

A exposição repetitiva ao PEMF, no entanto, reduziu os níveis de ERO, sugerindo alterações na resposta antioxidante ao estresse. A eliminação de espécies radicais diminuiu o efeito do PEMF na função osteoblástica (73).

Assim, conclui-se que o PEMF provocou quantidades não tóxicas de ERO e que as reações às ERO geradas pelo PEMF também podem resultar em pré-condicionamento para essas células [81].

7. Conclusões

Esta compilação de relatórios sobre estimulação magnética e EMF em doenças neurológicas pinta um quadro complexo, devido às muitas variações na duração, intensidades, efeitos de ressonância, bem como efeitos de janela. Neste manuscrito, tentamos determinar importantes ligações biológicas moleculares e celulares para acoplamento de campos eletromagnéticos de baixa frequência derivados de estudos clínicos e animais.

Entre outros fatores, o potencial de repouso de células estressadas, inflamadas ou comprometidas pode iniciar essa mudança e resultar em melhores resultados para esses pacientes com distúrbios neurológicos [81].

Receptores e canais sensíveis à carga incorporados na membrana celular podem ativar uma variedade de cascatas de sinalização, levando a diferentes reações celulares e teciduais secundárias, como síntese de proteínas, crescimento, migração e diferenciação. Também enfatizamos a importância da geração de EROs, especialmente a partir das mitocôndrias, com seu potencial de membrana externa muito alto.

Esta organela tem que lidar com a cadeia de transferência de elétrons, que apresenta o risco de escapar de elétrons, levando à produção de ROS e NO. Ambos os mensageiros, bem como as cascatas de sinalização associadas, têm a capacidade de induzir alterações epigenéticas e genéticas que podem, em última análise, levar a alterações na expressão genética que podem afetar a sobrevivência celular, a homeostase redox e muitas outras reações celulares.

Comparado ao acoplamento elétrico, o papel das “interações magnéticas” permanece controverso. O suposto magnetosensor recém-descoberto, o criptocromo, tem o potencial de mudar o foco dos efeitos EMF, PEMF e TMS para seu componente magnético. Portanto, é importante que a biofísica e disciplinas relacionadas investiguem o mecanismo do par radical quântico e o papel dos criptocromos [82, 83].

Com inúmeras publicações surgindo neste campo nos últimos anos, estamos agora começando a compreender melhor os princípios causais do acoplamento de CEM a fenômenos biológicos.

Hallet [8] observou que a TMS é um instrumento poderoso para o neurofisiologista clínico, especialmente no diagnóstico de distúrbios neurológicos. Uma vez que a maioria destes efeitos são ligeiros e frequentemente transitórios, é necessária uma investigação mais aprofundada para compreender os princípios subjacentes destes efeitos induzidos por CEM.

Uma compreensão mais completa é necessária em relação à natureza elétrica dos componentes internos da célula, como organelas e biomoléculas de mitocôndrias, usando sensores de nano-seixos para determinar o mecanismo de disseminação mais ampla de campos elétricos celulares internos. Ao desenvolver medições precisas de EMF no interior da célula, essas limitações dos estudos magnéticos de EMF e TMS podem ser melhor compreendidas.

8. Contribuições do autor

MF forneceu os conceitos e princípios básicos da física e da terapia magnética para as doenças relevantes.RHWF descreve os princípios biológicos dos efeitos magnéticos e eletromagnéticos e dos efeitos clínicos.RHWF realizou a edição final do manuscrito.

9. Aprovação ética e consentimento para participação

Não aplicável.

10. Reconhecimento

O trabalho mencionado nesta revisão foi parcialmente financiado pelo Ministério da Ciência e Educação da Saxônia, GWT, HZDR e TUD (projeto NeuroMaX).

11. Financiamento

Esta pesquisa não recebeu financiamento externo.

12. Conflito de interesses

Os autores declaram não haver conflito de interesses

13. Referências

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