Восстановление потенциала действия на первом слуховом нейроне слабым магнитным полем при тугоухости

Авторы

  • Борис Федорович Щёголев Институт физиологии им. И. П. Павлова РАН https://orcid.org/0000-0001-5500-2837
  • Сергей Викторович Сурма Институт физиологии им. И. П. Павлова РАН https://orcid.org/0000-0003-4505-0995
  • Ирина Ивановна Попова Городской гериатрический медико-социальный центр
  • Дмитрий Семенович Клячко Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт уха, горла, носа и речи Минздрава РФ https://orcid.org/0000-0001-5841-8053

DOI:

https://doi.org/10.33910/2687-1270-2024-5-4-357-364

Ключевые слова:

нейросенсорная тугоухость, потенциалзависимые ионные каналы, деполяризация мембраны, первый слуховой нейрон, потенциал действия, слабое переменное магнитное поле

Аннотация

Нейросенсорная тугоухость может быть вызвана не только классическими поражениями звуковоспринимающего аппарата или центральных отделов слухового анализатора, но и проблемами на клеточном уровне в нейронах, в частности, первом слуховом нейроне. Такой проблемой может быть отсутствие или недостаточность величины потенциала действия (ПД) на нем. Разработана и создана аппаратура по неинвазивному применению слабого (менее 300 мкТл) переменного магнитного поля для воздействия на этот нейрон с целью активации потенциалзависимых Na+, K+ и Ca2+ ионных каналов. Последовательное открытие каналов приводит к деполяризации мембраны первого слухового нейрона, следствием чего является генерирование ПД на нем и восстановление его проводимости. Получен эффект улучшения слуха у испытуемых пациентов с нейрональной тугоухостью III и IV степени, использующих слуховые аппараты. Время воздействия переменного магнитного поля зависит от поставленного диагноза и возраста. Приведены и обсуждаются примеры улучшения слуха у взрослого пациента за один сеанс — 20 минут, улучшение составляло ~10 дб, тогда как для детей 10-минутный сеанс давал улучшение ~20‒40 дб. Полученный после применения электромагнитной стимуляции новый порог чувствительности достаточно нестабилен и требует как дополнительных процедур, так и соответствующей акустической поддержки.

Библиографические ссылки

ЛИТЕРАТУРА

Альтман, Я. А., Таварткиладзе, Г. А. (2003) Руководство по аудиологии. М.: ДМК Пресс, 360 с.

Бинги, В. Н. (1995) Ядерные спины в первичных механизмах биологического действия магнитных полей. Биофизика, т. 40, № 3, с. 671–685.

Гайнутдинова, Т. Х., Силантьева, Д. И., Андрианов, В. В. и др. (2010) Влияние увеличения и снижения содержания внутриклеточного кальция на электрические характеристики командных нейронов у обученных улиток. Ученые записки Казанского государственного университета. Серия: Естественные науки, т. 152, № 2, с. 29–40.

Мельников, К. Н. (2007) Кальциевые каналы возбудимых мембран. Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии, т. 5, № 1, с. 28–42.

Преображенский, Б. С., Темкин, Я. С., Лихачев, А. Г. (1955) Болезни уха, носа и горла. 5-е изд. М.: Медгиз, 335 с.

Преображенский, Н. А. (ред.). (1978) Тугоухость. М.: Медицина, 439 с.

Сурма, С. В., Щеголев, Б. Ф., Скоромец, Т. А. (2018) Способ купирования периферического нейрогенного хронического болевого синдрома. Патент RU2645948C1. Дата регистрации 28.02.2018. Выдано Роспатентом.

Тишевской, И. А. (2000) Анатомия центральной нервной системы. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 131 с.

Ahmed, Z., Wieraszko, A. (2015) Pulsed magnetic stimulation modifies amplitude of action potentials in vitro via ionic channels-dependent mechanism. Bioelectromagnetics, vol. 36, no. 5, pp. 386–397. https://doi.org/10.1002/bem.21917

Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J. et al. (2002) Molecular biology of the cell. 4th ed. New York: Garland Science Publ., 712 p.

Hoffman, D. A., Magee, J. C., Colbert, C. M., Johnston, D. (1997) K+ channel regulation of signal propagation in dendrites of hippocampal pyramidal neurons. Nature, vol. 387, no. 6636, pp. 869–875. https://doi.org/10.1038/43119

Lacroix, J. J., Campos, F. V., Frezza, L., Bezanilla, F. (2013) Molecular bases for the asynchronous activation of sodium and potassium channels required for nerve impulse generation. Neuron, vol. 79, no. 4, pp. 651–657. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2013.05.036

Rosen, A. D. (2003) Effect of a 125mT static magnetic field on the kinetics of voltage activated Na+ channels in GH3 cells. Bioelectromagnetics, vol. 24, no. 7, pp. 517–523. https://doi.org/10.1002/bem.10124

Shen, J.-F., Chao, Y.-L., Du, L. (2007) Effects of static magnetic fields on the voltage-gated potassium channel currents in trigeminal root ganglion neurons. Neuroscience Letters, vol. 415, no. 2, pp. 164–168. https://doi.org/10.1016/j.neulet.2007.01.015

Zheng, Y., Dou, J.-R., Gao, Y. et al. (2016) Effects of 15 Hz square wave magnetic fields on the voltage-gated sodium and potassium channels in prefrontal cortex pyramidal neurons. International Journal of Radiation Biology, vol. 93, no. 4, pp. 449–455. https://doi.org/10.1080/09553002.2016.1259671

REFERENCES

Ahmed, Z., Wieraszko, A. (2015) Pulsed magnetic stimulation modifies amplitude of action potentials in vitro via ionic channels-dependent mechanism. Bioelectromagnetics, vol. 36, no. 5, pp. 386–397. https://doi.org/10.1002/bem.21917 (In English)

Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J. et al. (2002) Molecular biology of the cell. 4th ed. New York: Garland Science Publ., 712 p. (In English)

Altman, Ya. A., Tavartkiladze, G. A. (2003) Rukovodstvo po audiologii [Handbook on audiology]. Moscow: DMK Press, 360 p. (In Russian)

Bingi, V. N. (1995) Yadernye spiny v pervichnykh mekhanizmakh biologicheskogo dejstviya magnitnykh polej [Nuclear spins in the primary mechanisms of biological action of magnetic fields]. Biofizika — Biophysics, vol. 40, no. 3. pp. 671–685. (In Russian)

Gainutdinova, T. Kh., Silantieva, D. I., Andrianov, V. V. et al. (2010) Vliyanie uvelicheniya i snizheniya soderzhaniya vnutrikletochnogo kal’tsiya na elektricheskie kharakteristiki komandnykh nejronov u obuchennykh ulitok [Influence of intracellular calcium level increase and decrease on electrical characteristics of command neurons of learned snails]. Uchenye zapiski Kazanskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Estestvennye nauki, vol. 152, no. 2. pp. 29–40. (In Russian)

Hoffman, D. A., Magee, J. C., Colbert, C. M., Johnston, D. (1997) K+ channel regulation of signal propagation in dendrites of hippocampal pyramidal neurons. Nature, vol. 387, no. 6636, pp. 869–875. https://doi.org/10.1038/43119 (In English)

Lacroix, J. J., Campos, F. V., Frezza, L., Bezanilla, F. (2013) Molecular bases for the asynchronous activation of sodium and potassium channels required for nerve impulse generation. Neuron, vol. 79, no. 4, pp. 651–657. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2013.05.036 (In English)

Mel’nikov, K. N. (2007) Kal’tsevye kanaly vozbudimykh membran [Calcium channels of excitable membranes]. Obzory po klinicheskoj farmakologii i lekarstvennoj terapii — Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy, vol. 5, no. 1, pp. 28–42. (In Russian)

Preobrazhenskij, B. S., Temkin, Ya. S., Likhachev, A. G. (1955) Bolezni ukha, nosa i gorla [Diseases of the ear, nose and throat]. Moscow: Medgiz Publ., 335 p. (In Russian)

Preobrazhenskij, N. A. (ed.). (1978) Tugoukhost’ [Hearing loss]. Moscow: Meditsina Publ., 439 p. (In Russian)

Rosen, A. D. (2003) Effect of a 125mT static magnetic field on the kinetics of voltage activated Na+ channels in GH3 cells. Bioelectromagnetics, vol. 24, no. 7, pp. 517–523. https://doi.org/10.1002/bem.10124 (In English)

Shen, J.-F., Chao, Y.-L., Du, L. (2007) Effects of static magnetic fields on the voltage-gated potassium channel currents in trigeminal root ganglion neurons. Neuroscience Letters, vol. 415, no. 2, pp. 164–168. https://doi.org/10.1016/j.neulet.2007.01.015 (In English)

Surma, S. V., Shchegolev, B. F., Skoromets, T. A. (2018) Sposob kupirovaniya perifericheskogo nejrogennogo khronicheskogo bolevogo sindroma [Relief of peripheral neurogenic chronic pain syndrome]. Patent RU2645948C1. Register date 28.02.2018. Granted by Rospatent. (In Russian)

Tishevskoj, I. A. (2000) Anatomia tsentral’noj nervnoj systemy [Central nervous system anatomy]. Chelyabinsk: South Ural State University Publ., 131 p. (In Russian)

Zheng, Y., Dou, J.-R., Gao, Y. et al. (2016) Effects of 15 Hz square wave magnetic fields on the voltage-gated sodium and potassium channels in prefrontal cortex pyramidal neurons. International Journal of Radiation Biology, vol. 93, no. 4, pp. 449–455. https://doi.org/10.1080/09553002.2016.1259671 (In English)

Загрузки

Опубликован

27.12.2024

Выпуск

Том 5 № 4 (2024)

Раздел

Экспериментальные статьи

Лицензия

Copyright (c) 2025 Борис Федорович Щёголев, Сергей Викторович Сурма, Ирина Ивановна Попова, Дмитрий Семенович Клячко

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Автор предоставляет материалы на условиях публичной оферты и лицензии CC BY-NC 4.0. Эта лицензия позволяет неограниченному кругу лиц копировать и распространять материал на любом носителе и в любом формате, но с обязательным указанием авторства и только в некоммерческих целях. После публикации все статьи находятся в открытом доступе.

Авторы сохраняют авторские права на статью и могут использовать материалы опубликованной статьи при подготовке других публикаций, а также пользоваться печатными или электронными копиями статьи в научных, образовательных и иных целях. Право на номер журнала как составное произведение принадлежит издателю.