Mnohé rastliny a zvieratá sa riadia magnetickým poľom Zeme. No dôkaz, že na magnetické polia môžu reagovať aj ľudské bunky, vyvoláva nové otázky.
Ilustračné foto. Zdroj: iStockphoto.com
Tím vedcov z Univerzity Tokio prvýkrát na svete pozoroval kryptochrómy, ktoré reagujú na magnetické polia v živej bunke. Kryptochrómy sú pigmenty reagujúce na svetlo, ktorými sú vybavené rastliny, zvieratá, ale aj ľudia (kryptochrómy CRY1 a CRY2 pomáhajú riadiť naše biologické hodiny).
Najnovší výskum, publikovaný v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences, je zásadným krokom pri riešení otázky, či môžu magnetické polia nepriamo ovplyvňovať biologické procesy, ba dokonca zdravie človeka.
„O mnohých zvieratách vrátane vtákov, netopierov, úhorov, veľrýb, ale aj baktérií je známe, že vnímajú magnetické pole Zeme,” píše geológ David Bressan v magazíne Forbes. Vedci tejto schopnosti hovoria magnetorecepcia, ale stále im nie je celkom jasné, ako funguje.
Viacero hypotéz
Bressan vysvetľuje, že niektoré baktérie používajú na sledovanie línií magnetického poľa ako ihlu kompasu kryštály magnetitu (chemicky oxid železnato-železitý – Fe3O4). Stavovce však vo svojich bunkách také štruktúry nemajú. Ďalej sa zmieňuje o vedeckej hypotéze, ktorá hovorí o chemických reakciách v bunkách navodených magnetickým poľom. Ak sú určité molekuly podráždené, elektróny môžu medzi nimi preskakovať k svojim susedom. Magnetické polia môžu ovplyvňovať rýchlosť tejto výmeny, a tak ovplyvňovať chemické správanie molekuly. Tento účinok by mohol spomaliť alebo urýchliť určité chemické reakcie, ktoré menia správanie zvierat.
Ilustračný obrázok magnetického poľa okolo Zeme. Zdroj: iStockphoto.com
Z čoho vedci vychádzali
Vedci vedeli, že kryptochrómy sa považujú za molekuly citlivé na magnetické pole, ktoré pri pohlcovaní svetla vydávajú elektromagnetický signál. V Japonsku však teraz prvýkrát na vlastné oči pozorovali, ako reagujú na magnetické pole.
Výskum robili spolu profesor Jonathan Woodward z Univerzity Tokio a doktorandský študent Noboru Ikeya. Pracovali s bunkami HeLa, ľudskými bunkami rakoviny krčka maternice, ktoré sa bežne používajú vo výskumných laboratóriách. Osobitne sa však zaujímali o ich molekuly flavínu, podjednotku kryptochrómov, pretože pri pôsobení modrého svetla prirodzene žiaria alebo fluoreskujú.
Vychádzali s už vyššie spomínanej vedeckej hypotézy, ktorá hovorí o chemických reakciách v bunkách navodených magnetickým poľom. Ak sa o ňu zaujímate viac, podrobne je opísaná v článku uverejnenom na portáli tokijskej univerzity.
Ako prebiehal pokus
V skratke, vedci pozorovali ľudské bunky obsahujúce flavín pomocou špeciálneho optického mikroskopu citlivého na slabé záblesky svetla. Pretože flavín je citlivý na modré svetlo, ožarovali ním bunky, aby fluoreskovali. Každé 4 sekundy ponad ne prehnali magnetické pole. Vtedy fluorescencia buniek klesla asi o 3,5 percenta.
Takto bunka reaguje na magnetické pole. Štatistická analýza intenzity svetla vo videách ukázala, že fluorescencia bunky je stlmená asi o 3,5 percenta zakaždým, keď sa cez ňu preženie magnetické pole. © Ikeya a Woodward, CC BY, pôvodne publikované v PNAS DOI: 10.1073 / pnas.2018043118
„V týchto bunkách sme nič neupravovali ani sme do nich nič nepridali. Myslíme si, že máme mimoriadne silné dôkazy o tom, že sme pozorovali čisto kvantovomechanický proces ovplyvňujúci chemickú aktivitu na bunkovej úrovni,“ poznamenal profesor J. Woodward. Zároveň dodal, aký bol rád, keď videl, že vzťah medzi rotáciami dvoch jednotlivých elektrónov môže mať zásadný vplyv na biológiu, a teda aj ľudské zdravie.
Autori štúdie teraz skúmajú vplyv magnetického poľa na iné typy buniek, jeho potenciálnu úlohu v problematike zdravia i okolia buniek a testujú možné magnetické receptory vrátane kryptochrómov priamo vo vnútri buniek.
(GL)
Zdroje: Forbes, Univerzita Tokio
