يقلل التحفيز المغناطيسي للجسم بالكامل من التغذية الشبيهة بالأكل المفرط في نموذج الفأر الذي يعاني من اضطراب الأكل

ملخص

تم استخدام التحفيز المغناطيسي للجسم بالكامل (WB-MS) في نموذج تغذية شبيه بالنهم يتضمن وصولا متقطعا إلى نظام غذائي مقبول. قلل WB-MS من السحب بشكل مؤقت أثناء المحاكاة دون تغيير كمية الاستهلاك. ومع ذلك، لم تستمر التأثيرات، حيث عادت السلوك الشبيه بالنهم بعد العلاج، دون أي تغييرات في الوزن أو السمنة أو تعبير c-Fos من الأكومبينس.

الملخص

تم استخدام التحفيز المغناطيسي للجسم بالكامل (WB-MS) في نموذج تغذية شبيه بالنهم يتضمن وصولا متقطعا إلى نظام غذائي مقبول. قلل WB-MS من السحب بشكل مؤقت أثناء المحاكاة دون تغيير كمية الاستهلاك. ومع ذلك، لم تستمر التأثيرات، حيث عادت السلوك الشبيه بالنهم بعد العلاج، دون أي تغييرات في الوزن أو السمنة أو تعبير c-Fos من الأكومبينس.

المقدمة

الأكل المفرط هو نمط تغذية غير منظم يتميز باستهلاك سريع لكميات كبيرة من الطعام اللذيذ جدا في غياب الجوع الفسيولوجي. يعد هذا المرض سمة أساسية لاضطراب الأكل القهري (BED)، وهو حالة مرتبطة ارتباطا وثيقا بالسمنة وخلل الأيض ^1,2. تسلط الأدلة المتزايدة الضوء على دور دوائر المكافأة المتوسطة في فقدان السيطرة على سلوك التغذية ^3,4. ينظر بشكل متزايد إلى BED على أنه اضطراب في الإشارات القشرية المتغيرة، حيث يؤدي التواصل غير المنظم بين أنظمة التحكم المرتبطة بالمكافآت وأنظمة التحكم التنفيذية إلى تعزيز تناول الطعام القهري. على المستوى العصبي البيولوجي، تساهم الإشارات الدوبامينية داخل المسار المتوسط، إلى جانب المدخلات الجلوتاماتيرية، في تغير بروز الحوافز والدافع المفرط للطعام اللذيذ ^5,6. بالإضافة إلى ذلك، تتفاعل الإشارات الأيضية الطرفية مثل GLP-1 والأنسولين والجريلين مع هذه الدوائر لتعديل تقييم المكافأة وسلوك التغذية⁷. تشير الأدلة الحديثة أيضا إلى أن السلوك الشبيه بالنوبة مرتبط بتغيرات في ديناميكيات الأعصاب داخل ال NAc، بما في ذلك التذبذبات منخفضة التردد في نطاقي الدلتا والثيتا (2–8 هرتز)، والتي تم ربطها بتوقعات المكافأة وحالات الرغبة التي تسبق فقدان السيطرة⁸.

يعمل المركز الوطني للتحفيز كمركز تكاملي يربط بين الأنظمة الحوفي والقشرة والحركية، ويترجم الإشارات التحفيزية إلى سلوك موجه نحو الهدف. اضطراب هذا النظام، خاصة تحت التعرض المتكرر للأطعمة اللذيذة، يعزز أنماط الاستهلاك القهرية والمعتادة ^9,10. النماذج التجريبية التي تستخدم الوصول المتقطع إلى الطعام اللذيذ التي تحفز بشكل موثوق الأكل الشبيه بالأكل المفرط ترتبط بزيادة تنشيط NAc، مما يدعم دوره في سلوك التغذية القهري^11–14. يشير التعديل العصبي غير الجراحي إلى التقنيات التي تغير نشاط الدماغ دون تدخل جراحي، بما في ذلك الأساليب القائمة على المجال المغناطيسي مثل التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة¹⁵. اكتسبت هذه الاستراتيجيات أهمية سريرية لقدرتها على تعديل الإثارة العصبية ونشاط الشبكات في الاضطرابات العصبية النفسية^16,17. في البشر، أظهر أن التعديل العصبي يقلل من أعراض الأكل بنهم ويحسن التحكم السلوكي، بالإضافة إلى تأثيره على تنظيم الأيض^18,19.

استنادا إلى هذه الأدلة، قد يمثل التحفيز المغناطيسي للجسم بالكامل (WB-MS) نهجا علاجيا غير جراحي قادر على تعديل الدوائر المشاركة في التغذية القهرية. على عكس تقنيات البؤرة، يمكن للمجالات المغناطيسية منخفضة التردد أن تؤثر على استثارة الخلايا العصبية وشبكات الدماغ الموزعة، مما يشير إلى تأثير محتمل على البنى تحت القشرية مثل^{NAc 8}. أظهرت الدراسات التجريبية أن هذه الحقول تعدل نقل الأعصاب الدوباميني والجلوتاماتيرجي 6,7,8,19، مما يوفر آلية معقولة للتأثير على الدوائر المرتبطة بالمكافأة. ومع ذلك، لا تزال تأثيراته على سلوك الأكل الشبيه بالأكل الشهير غير معروفة. لذلك، قيمت الدراسة الحالية تأثيرات مرض التصلب الطويل منخفض التردد في نموذج الفأر لتناول الطعام الشبيه بالأكل المفرط الناتج عن الوصول المتقطع إلى الطعام اللذيذ، وتقييم كمية الطعام والوزن والوزن والدهونة وتعبير ال c-Fos في ال NAc.

البروتوكول

تم إجراء جميع الإجراءات وفقا للمعيار الرسمي المكسيكي لرعاية واستخدام الحيوانات المخبرية (NOM-062-ZOO-199) وتمت الموافقة عليها من قبل اللجنة المؤسسية لرعاية واستخدام الحيوانات المخبرية (CICUAL) في الجامعة الوطنية المستقلة في المكسيك (UNAM)، بموجب البروتوكول رقم 035-CIC-2023. جميع المواد المستخدمة في الدراسة مذكورة في جدول المواد.

تعريف السكان واكتسابهم

تم استخدام ما مجموعه 30 فأرا C57BL/6 (9 إناث و21 ذكر) في اليوم 30 بعد الولادة (P30)، بوزن جسم ابتدائي بين 15–18 جم. تم وضع الفئران بشكل فردي في أقفاص منزلية تحت ظروف بيئية مضبوطة: دورة من الإضاءة إلى الظلام 12:12 ساعة (تضيء الأضواء في الساعة 6:00 صباحا)، ودرجة حرارة محيطة 23 ± 2 درجة مئوية، ورطوبة نسبية 70 ± 10٪.

التعود

عند P30، تم وضع الحيوانات بشكل فردي في أقفاص منزلية مع إمكانية الوصول إلى الماء والطعام العادي بشكل مطلق . تم إثراء جميع الأقفاص بيئيا بأنابيب كرتونية، واستخدمت رقائق الخشب كفراش. خلال فترة التعود التي استمرت 7 أيام، تم تسجيل وزن الجسم، وتناول الطعام، واستهلاك الماء كل 24 ساعة.

تناول يشبه النوبات

النموذج التجريبي المستخدم في هذه الدراسة يعتمد على نموذج تناول الطعام المتقطع والاستهلاك المفرط الذي وصفه الباحثون¹⁴. قبل توزيع المجموعات، تم رفع وزن جميع الحيوانات إلى متوسط وزن جسم مماثل (17 جرام) لتقليل التباين الأساسي. ثم تم توزيع الحيوانات (N = 30) عشوائيا على مجموعات تجريبية باستخدام أداة رقمية تسمى "تدوير العجلة"، حيث تم إدراج المشاركين بشكل فردي وتوزيعهم بالتتابع لإحدى المجموعات الثلاث. شملت المجموعة القياسية الإناث (المجموعة الإناث القياسية، SFG؛ n = 3) والذكور (المجموعة الذكورية القياسية، SMG؛ n = 7)، الذين كان لديهم وصول مستمر إلى الطعام والماء القياسيين. شملت مجموعة الوصول المستمر الإناث (المجموعة الإناثية المستمرة، CFG؛ n = 3) والذكور (المجموعة الذكورية المستمرة، CMG؛ n = 7) الذين لديهم وصول مستمر بحق المنح للطعام القياسي والماء والطعام اللذيذ (M&M's). شملت مجموعة الوصول المتقطع الإناث (مجموعة الإناث المتقطعات، IFG؛ عدد = 3) والذكور (مجموعة الذكور المتقطعين، IMG؛ عدد = 7)، الذين كان لديهم وصول مؤقت إلى الطعام والماء القياسيين، وتم توفير الطعام اللذيذ ثلاث مرات في الأسبوع (الاثنين، الأربعاء، والجمعة) لمدة ساعتين (4:00 إلى 6:00 مساء). تم الحفاظ على ظروف التغذية هذه لمدة 35 يوما.

التحفيز المغناطيسي للجسم الكامل (WB-MS)

تم اختيار هذا النموذج التحفيزي بناء على دراسات سابقة باستخدام مجالات كهرومغناطيسية منخفضة التردد (50 هرتز، 1 مللي تراز) في فئران C57BL/6 تحت ظروف تجريبية مماثلة^20,21. تم إجراء WB-MS باستخدام جهاز علاج مغناطيسي نابض (Dhan 1000، وحدة العلاج المغناطيسي) الذي يولد مجالا مغناطيسيا متناوبا جيبيا بقوة 10 غاوس (1 مللي ت) عند 50 هرتز. في جلسات التحفيز، بقيت الفئران محتجزة بشكل فردي في أقفاصها المنزلية، التي وضعت بين لوحين كهرومغناطيسيين على جانبي كل قفص. لتجنب التداخل مع المجال المغناطيسي، تمت إزالة المكونات المعدنية، بما في ذلك قفص الأسلاك والشبكة وزجاجة الماء، مؤقتا أثناء التحفيز. سمح هذا النظام للحيوانات بالتحرك بحرية طوال العملية دون قيود أو ضغط إضافي.

لضمان الاتساق التجريبي، تم الحفاظ على نفس المعالجة والظروف البيئية خلال جلسات التحفيز وعدم التحفيز. خلال جلسات التحكم (الأيام 15–21)، كانت الألواح المغناطيسية موضوعة بنفس الطريقة لكنها بقيت غير نشطة، مما يتحكم في التأثيرات المحتملة للتعامل مع الأقفاص، الضوضاء البيئية، أو وضع الألواح الكهرومغناطيسية.

تكونت WB-MS من تعرضات يومية لمدة 20 دقيقة من الساعة 3:40 مساء حتى 4:00 مساء على مدى سبعة أيام متتالية (الأيام 22–28 من البروتوكول التجريبي)، قبل فترة تقييم الأكل الشبيه بالأكل (4:00–6:00 مساء). من اليوم 29 إلى 35، خضعت الفئران مرة أخرى لجلسات دون تحفيز، وبعدها تم تقييم كمية الطعام التي تناولتها.

جمع الأنسجة الدهنية

في نهاية البروتوكول التجريبي (اليوم 36، الساعة 8:00 صباحا)، تم جمع نسيج دهني من جميع المجموعات التجريبية. تكونت مجموعة SG من ثلاث إناث وذكورين اثنين (n = 5)، وCG من ثلاث إناث وثلاثة ذكور (n = 6)، وIG من ثلاث إناث وأربعة ذكور (n = 7). تم تخدير جميع الحيوانات بالكيتامين (60 ملغ/كغ) وزيلازين (5 ملغ/كغ)²²، وأكد غياب استجابة إحساسية لتحفيز قرص الأصابع عمق التخدير الكافي. ثم تم إجراء شق في منتصف البطن باستخدام شفرة رقم 3 المشرط، تمتد عبر المناطق تحت السطحية والبطنية والوسطى، تليها سحب جانبي لطيف للجلد لكشف تجويف البطن.

تم تحديد مستودعات أنسجة الدهون الغونادية، والخلفية، وتحت الجلد بعناية وتشريحها واستئصالها في ظروف موحدة لتقليل التباين بين العينات. مباشرة بعد التشريح، تم وزن الأنسجة باستخدام ميزان تحليلي معاير (السعة القصوى 220 جرام، وقابلية القراءة 0.1 ملغ)، وقد تم التحقق منه سابقا وفقا لمواصفات الشركة المصنعة²³. تمت معالجة جميع العينات تحت ظروف متطابقة عبر المجموعات لضمان الاتساق التجريبي.

تحضير أنسجة الدماغ والفلورة المناعية

تم قتل الفئران بعد 90 دقيقة من آخر جلسة استهلاك غذائية^{في 24} دقيقة. تم جمع الأدمغة بعد التروية داخل القلب باستخدام 4٪ بارافورمالديهايد، ثم تمت معالجتها للتحليل النسيجي. تم الحصول على مقاطع إكليلية للدماغ (30 ميكرومتر) باستخدام مبرد يحافظ على درجة حرارة −18 درجة مئوية ويخزن في PBS يحتوي على أزيد الصوديوم حتى المعالجة. تم تخصيص مجموعة فرعية من الذكور من كل مجموعة تجريبية لتحضير أنسجة الدماغ لتحليلات التألق المناعي (SG, n = 4؛ CG، n = 4؛ IG, n = 4)، بينما استخدمت الحيوانات المتبقية لجمع الأنسجة الدهنية. تم تحديد هذا التوزيع التفاضلي مسبقا بناء على المتطلبات المنهجية، حيث يؤدي التروية داخل القلب مع بارافورمالديهايد إلى تثبيت نسيج غير متوافق مع جمع الأنسجة الدهنية اللاحقة بسبب اضطراب سلامة الأنسجة الدهنية. لذلك، كان توزيع العينات مدفوعا حصريا بالقيود التقنية وكان مستقلا عن تعيين مجموعات التجارب أو النتائج البيولوجية.

بالنسبة للتألق المناعي c-Fos، تم حضنة المقاطع لمدة 72 ساعة باستخدام جسم مضاد مضاد وحيد النسيلة للفأر (1:1000، sc-166940) مخفف في PBS يحتوي على 0.25٪ جيلاتين جلد الخنزير و0.5٪ ترايتون X-100، والذي كان بمثابة محلول للحجب والنفاذ. أجريت حضانة الأجسام المضادة الأولية لمدة 24 ساعة في درجة حرارة الغرفة، تلتها 48 ساعة عند 4 درجات مئوية. بعد الحضانة، تم شطف المقاطع جيدا في PBS وحضنتها لمدة ساعتين باستخدام جسم مضاد ثانوي مضاد للفأر متعدد النصوص حمار (أليكسا فلور 488-متزامن، 1:500، AB_2338840) مخفف في نفس المحلول. وأخيرا، تم تركيب الأقسام على شرائح زجاجية باستخدام وسط التثبيت.

اكتساب الصور وقياسها

تم إجراء التصوير الكونفوكالي باستخدام مجهر مزود بليزر 488 نانومتر وعدسة موضوعية 20x. تم الحصول على صور مكدس Z باستخدام برنامج NIS-Elements C وتخزينها تحت معرفات مشفرة للتحليل الأعمى. تم إجراء قياس النوى الموجبة من c-Fos باستخدام ImageJ (ImageJ 2.9.0 / 1.53t). تم تضمين النوى الكاملة فقط في العد، وتم تطبيق نهج قائم على الربع لمنع العد المزدوج للخلايا الفردية. لكل حيوان، تم التقاط صورة واحدة من كل من ثلاثة أقسام مستقلة مصبوغة مناعة باستخدام معلمات اكتساب متطابقة عبر جميع المجموعات التجريبية. تم قياس عدد النوى الموجبة في الفو بشكل فردي لكل صورة، وتم جمع القيم التي تم الحصول عليها من الأقسام الثلاثة المقابلة لنفس الحيوان. تم تطبيع هذه القيمة الكلية لاحقا إلى المساحة الكلية المحللة والتعبير عنها ككثافة c-Fos (نوى موجبة/مم²). المخطط العام للإجراءات التجريبية المستخدمة موضح في الشكل 1A–H.

الشكل 1: تصميم التجارب والجدول الزمني لبروتوكول الأكل الشبيه بالأكل النوفي وتدخل WB-MS. (أ) يظهر صورة تمثيلية لفأر تشير إلى ظروف السكن الأولية. تم وضع 30 فأرا (9 إناث و21 ذكرا) بشكل فردي في أقفاص منزلية بدءا من P30 وخضعت لفترة تعود لمدة أسبوع. (ب) يوضح الظروف الغذائية المطبقة طوال بروتوكول الأكل الشبيه بالنهم من اليوم التجريبي الأول حتى اليوم 35. كان لدى مجموعة الضابطين وصول بحرية إلى الطعام والماء القياسيين. كانت مجموعات الوصول المستمر تتمتع بإمكانية الوصول القانوني إلى الطعام القياسي والماء والطعام اللذيذ. كانت مجموعات الوصول المتقطع تتمتع بحق الوصول إلى الطعام والماء القياسيين. وفي الوقت نفسه، كان الطعام اللذيذ يقدم فقط أيام الاثنين والأربعاء والجمعة من الساعة 4:00 إلى 6:00 مساء (C). يشير ذلك إلى أنه من اليوم 15 إلى 21، استمرت الحيوانات في تناول نفس الظروف الغذائية بينما وضعت أطباق تحفيز مغناطيسي تحت الأقفاص دون تقديم تحفيز (تعرض وهمي). (D) يظهر أنه من اليوم 22 إلى 28، تم إعطاء WB-MS قبل 20 دقيقة من التعرض للطعام اللذيذ مع الحفاظ على الظروف الغذائية المقابلة لكل مجموعة. (ه) تشير إلى أنه من اليوم 29 إلى 35، تم إيقاف WB-MS، رغم أن الظروف الغذائية بقيت دون تغيير. (F) تظهر أن الأدمغة جمعت في اليوم 72 بعد الولادة (P72)، تلتها جمع الأنسجة الدهنية في اليوم 73 بعد الولادة (P73). (G) يوضح تقسيم الدماغ باستخدام إجراءات التجميد والإجراءات الكيميائية المناعية. أخيرا، يظهر (H) تحليل المجهر الكونفوكالي لنشاط c-Fos المناعي. تم إنشاء الصور من قبل المؤلفين باستخدام Biorender، وتم الحصول على ترخيص مناسب. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

التحليل الإحصائي

تم إجراء تحليلات إحصائية باستخدام النسخة 25 من SPSS. ونظرا لعدم إمكانية افتراض التوزيع الطبيعي، تم استخدام اختبارات غير معلمية طوال الدراسة. تم تقييم الفروقات بين SG وCG وIG باستخدام اختبار كروسكال–واليس. تم تحليل مقارنات متكررة داخل كل مجموعة تجريبية باستخدام اختبار فريدمان، تلتها اختبارات مقارنة متعددة عند الاقتضاء. نظرا لمحدودية حجم العينات لبعض نقاط التجارب النهائية، خاصة لدى الإناث (n = 3 لكل مجموعة)، تم تجميع بيانات من ذكور وإناث فئران C57BL/6 للتحليلات المقدمة في الشكل 2 والشكل 3 والشكل 4 لتحسين المتانة الإحصائية ودعم تقييم استكشافي للنتائج التجريبية. بالإضافة إلى ذلك، تم تحليل بيانات مجمعة تشبه تناول النهم من ذكور وإناث فئران C57BL/6 باستخدام تحليل أنوفي ثنائي الاتجاه تلتها اختبارات مقارنات متعددة لتقييم تأثيرات المجموعة التجريبية والوقت طوال بروتوكول التغذية، بما في ذلك أسبوع تحفيز WB-MS. تم تعريف الدلالة الإحصائية بأنها p ≤ 0.05.

النتائج

خلال فترة النهم، أظهر الأشخاص في مجموعات الوصول المتقطع (IMG للذكور، IFG للإناث) استهلاكا سعريا أعلى بشكل ملحوظ مقارنة بالمشاركين في المجموعات القياسية (SFG وSMG) والمستمرة (CFG وCMG) في الأيام 15 و17 و19 (اختبار كروسكال-واليس؛ الصفحة < 0.05؛ الشكل 2A–B). تم إعطاء WB-MS بشدة 1 mT وتردد 50 هرتز لمدة 20 دقيقة يوميا على مدى سبعة أيام متتالية، كما يشير النطاق الرمادي. خلال هذه المرحلة التحفيزية، تم اكتشاف اتجاه ملحوظ في انخفاض استهلاك ا...

المناقشة

تشير النتائج الحالية إلى أن WB-MS قد يعدل بشكل مؤقت سلوك الأكل الشبيه بالأكل في نموذج الفأر الناتج عن الوصول المتقطع إلى الطعام اللذيذ. على الرغم من عدم وجود تغييرات كبيرة في النشاط العصبي في NAc، إلا أن تناول الطعام اللذيذ انخفض تدريجيا خلال جلسات الوصول المتقطع خلال فترة التحفيز، مما أدى إلى انخفاض كبير خلال الجلسة النهائية للنهم. تشير هذه الملاحظات إلى أن التحفيز المغناطيسي قد يؤثر على عمليات التعزيز أو التحفيز التي تقوم عليها سلوك التغذية الشبيه بالقهرية. ومع ذلك، لم تهدف الدراسة الح...

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة

الاسم	الشركة	رقم فهرسي	التعليقات
ImageJ	imagej.net	Public Domain, BSD-2	Software. Java-based image processing program. Developed at the National Institutes of Health and the Laboratory for Optical and Computational Instrumentation (LOCI, University of Wisconsin)
Coverslips	Corning	2935	Cover glass 24 x 50 mm (Thickness 0.13–0.17)
Secondary antibody	Jackson ImmunoResearch	AB_2340758	Donkey polyclonal anti-mouse secondary antibody
Laboratory Rodent Diet 5001	LabDiet	1320	Standard food. https://di.facmed.unam.mx/comisiones/Composici%C3%B3n%20del%20alimento%20Laboratory%20Rodent%20Diet%205001.pdf
Leica CM1510 S	Leica	CM1510 S	Cryostat for routine histology.
M&Ms 43.8g (Brown packaging)	M&M´s	NA	Palatable food. Nutritional content per 100 : 480 kcal, 19 g of fat, 70 g of carbohydrates, 5.1 g of protein, 0.13 g of saltIngredients: sugar, cocoa mass, skimmed milk powder, cocoa butter, lactose, starch, milk fat, palm fat, glucose syrup, shea fat, stabiliser (gum arabic), dextrin, glazing agents (beeswax, carnauba wax), colours (E100, carmine, E132, E133, E150a, E150c, E150d, E153, E160a, E160e, E162, E163, E170), beetroot concentrate, emulsifiers (soya lecithin, E445), salt, flavourings, palm kernel oil, antioxidant (E306). (May contain: peanut, hazelnut, almond). Milk chocolate contains milk solids 14% minimum. Milk chocolate contains vegetable fats in addition to cocoa butter.
Dhan 1000	Magnetoterapia SA de CV	MAG1000	Pulsed magnetotherapy device
PBS	MEYER	Monobasic 2415. Dibasic 2410.  NaCl S3014	Sodium Phsphate Monobasic monohydrate . Sodium Phospate Dibasic heptahydrate. Crystalline Sodium Chloride grade molecular biology.
Nikon Microscope	Nikon Instruments, Inc	A1R+ STORM	Confocal Microscope
Polycarbonate mice cage	Orchid Scientific	EM01	Non ferromagnetic policarbonate cage used for WB-MS exposure, fully transparent and autovlave (373 x 190 x 138 mm).
Anesket	Pisa	040.000.0226.00	Ketamine injectable solution
Procin Equus	Pisa	Q-7833-111	Xylazine injectable solution
c-Fos antibody	Santa Cruz Biotechnology	sc-166940	Mouse monoclonal anti-c-Fos antibody
Laboratory balance	Sartorius		Analytical balance
VECTASHIELD Mounting Medium	Vector Laboratories	H-1000-10	Antifade mounting medium is specially formulated to preserve fluorescence signals in immunofluorescence (IF) microscopy by minimizing photobleaching.
Glass slides	VELAB	VE-P30	Microscope glass slides Frosted on one side 26 x 76 mm (Thickness 0.8–1.1 mm)
Sodium azide		K 6048.0100	99% Sodium azide