深部经颅磁刺激联合皮肤热成像技术在肥胖症中的应用:交感神经系统的一个窗口

Deep transcranial magnetic stimulation in combination with skin thermography in obesity: a window on sympathetic nervous system.

作者信息Anna Ferrulli, Sara Gandini, Giulio Cammarata, Veronica Redaelli, Stefano Massarini, Concetta Macrì, Ileana Terruzzi, Daniele Cannavaro, Fabio Luzi, Livio Luzi
PMID35174415
发布时间2022-05
DOI10.1007/s00592-022-01859-2

实验完整度

随机对照试验设计,包括HF和Sham组,测量了体温和神经递质,但缺乏体外或动物模型验证,机制研究仅通过关联分析。

主要模型

肥胖受试者(29例)

重点核对

高频刺激组(HF)接受80个18Hz的串刺激,每串2秒,串间间隔20秒,总时长29.3分钟,总脉冲数2880。

摘要

目的:已知肥胖与体温调节异常以及交感神经系统(SNS)功能失调有关。考虑到深部经颅磁刺激(dTMS)调节SNS的能力,我们假设dTMS在影响肥胖症体温调节方面具有潜在作用。本研究旨在监测单次dTMS对肥胖受试者体温的影响,并将dTMS诱导的体温变化与SNS激活(肾上腺素和去甲肾上腺素释放)相关联。方法:将二十九名肥胖受试者[5男,24女;年龄50(IQR:58,38)岁;BMI 36.1(IQR:33.9,38.7)kg/m2]随机分为两组,接受单次高频刺激(HF)或假刺激。在热中性条件下,使用红外热成像评估双侧甲床和腹部温度。结果:在单次HF期间,双侧甲床的平均温度均降低。右手温度差异在HF与假刺激组相比具有统计学显著性:中位数 = –1.45(IQR:–2.0,–1.0)°C(HF),p = 0.009。而左手甲床温度变化在HF与假刺激组相比无统计学显著性:中位数 = –1.26(IQR:–1.6,–0.5)°C,p = 0.064。同时,在估计去甲肾上腺素变化对左手甲床温度变化的影响时,估算出临界显著的正相关性(beta = 1.09,p = 0.067)。结论:深部TMS被证明能有效调节肥胖受试者的体温,部分逆转了肥胖引起的产热和散热改变,其潜在机制可能由SNS介导。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
单次高频dTMS是否能影响肥胖受试者的体温,以及这种变化是否与交感神经系统激活相关?
核心机制
dTMS可能通过调节交感神经系统活性,影响去甲肾上腺素释放,从而改变外周血管舒缩活动,导致甲床温度下降。
主要证据
随机对照试验中,与Sham组相比,HF组右手甲床温度显著下降(median = -1.45°C, p=0.009),左手甲床温度下降趋势不显著;在HF组中,去甲肾上腺素变化与左手温度变化呈临界显著正相关(beta=1.09, p=0.067)。
研究意义
该研究提出dTMS联合红外热成像作为评估交感神经系统活动的新工具,可能用于肥胖及相关自主神经功能障碍的条件。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

受试者筛选与随机化

纳入符合条件的肥胖受试者,并随机分配至HF或Sham组,以比较单次刺激的效应。

根据纳入排除标准筛选29名肥胖受试者,按随机序列分为HF组(n=17)和Sham组(n=12),双盲设计。

2

单次dTMS干预

评估单次高频dTMS对体温的影响。

使用H型线圈刺激双侧前额叶皮层和岛叶,HF组接受80个18Hz串刺激,每串2秒,间隔20秒,总时长29.3分钟,共2880个脉冲;Sham组接受相同程序但15秒后自动关闭。

3

体温测量

在干预前后测量甲床和腹部温度,评估dTMS引起的温度变化。

使用红外热像仪在热中性条件下测量双手甲床和腹部皮肤温度。

4

神经递质检测

评估dTMS对交感神经相关神经递质(肾上腺素、去甲肾上腺素、β-内啡肽)水平的影响。

通过静脉导管在T0和T1抽取血样,使用ELISA试剂盒检测肾上腺素和去甲肾上腺素,使用EIA试剂盒检测β-内啡肽。

5

统计分析

比较各组温度变化,并分析神经递质变化与温度变化的关系。

使用Wilcoxon符号秩检验比较组间温度变化,使用线性回归模型评估神经递质变化对温度变化的影响,并调整性别、BMI和年龄。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证模型特征
测量体温变化

产品清单

实验环节名称品牌货号
Magstim Rapid2经颅磁刺激仪The Magstim Co. Ltd.--
AVIO R500EXPro热像仪AVIO--
β-内啡肽EIA试剂盒Phoenix Pharmaceuticals--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
受试者筛选
纳入标准:年龄22-65岁,BMI 30-45 kg/m2;排除标准:精神疾病、癫痫史等。
阅读提示:Materials and methods: Study participants, Table 1
dTMS刺激参数
高频刺激参数:频率18Hz,每串2秒,串间间隔20秒,总时长29.3分钟,总脉冲数2880;线圈类型:H型线圈。
阅读提示:Materials and methods: Repetitive deep transcranial stimulation procedure (dTMS)
体温测量
测量部位:双手甲床和腹部;环境温度:21-23°C;测量时间:干预前(T0)和干预后(T1)。
阅读提示:Materials and methods: Infrared thermography
神经递质检测
检测物:肾上腺素、去甲肾上腺素、β-内啡肽;检测时间:T0和T1;检测方法:ELISA和EIA。
阅读提示:Materials and methods: Laboratory measurements
统计分析
统计方法:Wilcoxon符号秩检验和线性回归;调整变量:性别、BMI、年龄;显著性水平:p≤0.05。
阅读提示:Materials and methods: Statistical analysis