Слабые магнитные поля влияют на клетки через белок, участвующий в миграции птиц
Полезные эффекты, а также возможный вред от воздействия слабых импульсных электромагнитных полей (PEMF) могут быть опосредованы белком, родственным тому, что помогает птицам мигрировать. К такому выводу пришло исследование, опубликованное 2 октября в журнале PLOS Biology. Открытие предлагает потенциальный механизм для терапий на основе PEMF, используемых для лечения депрессии и болезни Паркинсона, и может ускорить разработку магнитной стимуляции для других применений.
Терапии на основе PEMF индуцируют слабые магнитные поля в обрабатываемой ткани. Однако поддержка таких эффектов и их механизмы остаются неясными. Поскольку сила магнитного поля в PEMF-терапии ниже необходимой для возбуждения нейронов, авторы предположили, что эффекты могут быть связаны с активацией белка, чувствительного к магнитным полям. Одна из таких групп белков — криптохромы, которые помогают птицам ориентироваться по магнитному полю Земли.
Авторы обнаружили, что человеческие клетки, подвергнутые слабому магнитному полю, увеличивали выработку активных форм кислорода (ROS) — молекул с множеством ролей в клетке, включая сигнальную. Увеличение ROS замедляло рост клеток и приводило к экспрессии множества ROS-чувствительных генов. Известно, что криптохромы синтезируют ROS, и выработку ROS в ответ на магнитное поле можно было блокировать, снижая количество криптохрома в клетках. Присутствие ROS и снижение её продукции после истощения криптохрома подтвердили биохимическими и визуализирующими методами.
Эти результаты предлагают новый механизм для объяснения эффектов слабых магнитных полей на человеческие клетки. Криптохром-индуцированная выработка ROS, которая в избытке может быть повреждающей, может объяснить потенциальный вред. В то же время, полезные эффекты PEMF-терапии могут быть частично обусловлены сигнальной функцией ROS, запускаемой активацией криптохрома. Поскольку активация криптохрома и продукция ROS поддаются количественной оценке, это исследование указывает путь к выяснению вклада криптохрома как в пользу, так и во вред от слабых магнитных полей.
"Наши выводы дают основание для оптимизации слабых магнитных полей для новых терапевтических применений. В то же время они предполагают, что сами по себе или в сочетании с другими триггерами продукции ROS, такие поля могут негативно влиять на общественное здоровье", — сказала Маргарет Ахмад.
PLOS Biology также опубликовал сопровождающую статью-примьер от Лукаса Ландлера и Дэвида Кейса. В ней авторы отмечают, что представленное исследование демонстрирует "большое улучшение по сравнению с существующими работами", хотя контрольные эксперименты "всё ещё несовершенны". Они заключают: "Если эта работа будет независимо воспроизведена несколькими лабораториями, она, несомненно, окажется влиятельной... Может оказаться, что криптохром — это магнитосенсор, но с тёмной стороной".