Ca(2+)-ЗАВИСИМЫЕ ФЕРМЕНТЫ КАК ПЕРВИЧНЫЕ МИШЕНИ ВО ВЗАИМОДЕЙСТВИИ СЛАБЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ С БИОСИСТЕМАМИ
Леднев В. В.
Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, 142292 Пущино
В 1989 г. я предложил
возможное объяснение экспериментальных данных относительно влияния
слабых комбинированных магнитных полей (КМП), состоящих из колинеарных
постоянной и переменной компонент, на свойства некоторых биосистем
(Леднев В.В. Препринт, Центр биологических исследований СССР Академии
Наук, Пущино, 1989; см. также Lednev V.V. Bioelectromagnetics,
v. 12, pp. 71-75, 1991; Леднев В.В Биофизика, 41(1): 224-236,
1996). Предложенная модель была основана на следующих предпосылках:
(1) первичными мишенями в воздействии магнитных полей (МП) на
биосистемы являются Са2+-зависимые ферменты, такие
как протеинкиназа С, Са2+-кальмодулинзависимые киназы
и некоторые другие, играющие ключевую роль в регуляции клеточной
активности; (2) слабые МП влияют на активность этих ферментов,
изменяя характер колебаний ионов Са2+ (или других)
в Са2+-связывающих центрах; (3) физические процессы,
лежащие в основе взаимодействия МП со связанными ионами, подобны
тем, которые лежат в основе ряда эффектов, известных в физической
оптике как параметрический резонанс, квантовые биения, деполяризация
флюоресцентного излучения в МП (эффект Ханле), т.е. интерференционных
эффектов (Александров Е.В. и др.: Интерференция атомных состояний.
Москва, 1991). Как известно, при наложении МП плоскость колебаний
заряженного осциллятора начинает прецессировать, в результате
чего происходит своего рода деполяризация колебаний осциллятора
в пространстве. Влияние МП на движение осциллятора можно охарактеризовать
параметром "р", определяющим среднюю по времени
степень поляризации колебаний (Леднев В.В Биофизика, 41(1): 224-236,
1996). Величина "р" зависит от вида индуцируемой
прецессии, т.е. от характеристик используемого МП - комбинированного,
постоянного или переменного - и от времени жизни иона в связанном
состоянии. При проведении соответствующих расчетов величины "р",
связанный ион был представлен изотропным заряженным осциллятором
в среде без трения, т.е. при отсутствии влияния теплового шума.
Очевидно, что такая модель представляет собой весьма упрощенную
аппроксимацию реальной картины движения связанного иона и, как
таковая, очевидно, может быть подвергнута критике (Adair R.K.
Bioelectromagnetics, v. 13, pp. 231-235, 1992; Adair R.K. Bioelectromagnetics,
v. 19, pp. 181-191, 1998). Тем не менее все количественные предсказания
теории (модели), включая нетривиальную зависимость биоэффектов
от частоты и амплитуд компонент КМП, находятся в удивительно хорошем
соответствии с экспериментальными данными. Необходимо также особо
отметить, что ключевая гипотеза относительно возможности воздействия
слабых МП на активность некоторых Са2+-зависимых ферментов
была подтверждена нами в экспериментах с использованием бесклеточной
тест - системы (Шувалова Л.А. и др. ДАН СССР, 217, 227-231, 1991).