РЕЗОНАНСНЫЕ ЭФФЕКТЫ И ДЕЙСТВИЕ СВЕРХНИЗКОЧАСТОТНЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА КЛЕТКИ
Узденский А. Б.
Ростовский госуниверситет. Кафедра биофизики и биокибернетики 344090, Ростов-на-Дону
Биологические эффекты
слабых (< 1 мТл) сверхнизкочастотных
(< 300 Гц) магнитных полей (СНЧ МП) невелики, они медленно
развиваются, плохо воспроизводимы, нелинейно зависят от частоты
и амплитуды поля с полосами чувствительности, в основном, совпадающими
на клеточном и организменном уровнях, что указывает на их общебиологический
механизм, реализующийся на клеточно-молекулярном уровне. Для их
объяснения предложены теории ионного циклотронного (А.Р.Либов)
и параметрического (В.В.Леднев) резонансов, согласно которым физиологические
изменения в клетках обусловлены резонансным влиянием комбинированного
магнитного поля (КМП), являющегося суперпозицией колинеарных постоянного
и переменного полей, на движение катионов, в первую очередь, Са2+,
по ионным каналам (А.Р.Либов) или на связывание Са2+
такими ферментами, как кальмодулин или протеинкиназа С (В.В.Леднев).
Экспериментально обнаружено влияние КМП, "настроенного"
на резонансы Ca2+, Mg2+ или K+,
на разные биологические процессы. Но при ПМП 50 мкТл (геомагнитное
поле) резонансные частоты этих катионов соответствуют диапазону
20 - 64 Гц и резонансные теории не объясняют результатов
экспериментов 60-90 годов о влиянии СНЧ ПеМП других диапазонов:
0,001-0,02; 0,05-0,06; 0,1-0,3; 0,5-0,6; 3-12 Гц, где постоянной
компонентой КМП могло быть геомагнитное поле (~50 мкТл). Предполагая,
что резонансные механизмы увеличения подвижности заряженных частиц
в КМП справедливы и что поле действует не только на данные катионы,
но и на другие заряженные частицы в клетках, можно расширить область
применения этих теорий. Резонансные частоты (f1=767Q/M,
где Q и М - заряд и молекулярная масса иона,
а постоянная составляющая равна 50 мкТл) биохимически важных ионов
(органических кислот, аминокислот, нуклеиновых кислот, макроэргов,
фосфолипидов, некоторых белков и т.д.) соответствуют диапазону
0,7 - 17 Гц. В качестве возможных "мишеней" резонансного
влияния КМП рассматриваются следующие биохимические процессы:
перенос фосфатной группы РО43-, включая
фосфорилирование и дефосфорилирование белков, синтез и гидролиз
макроэргов; связывание лигандов рецепторами (например, нейромедиаторов
или инозитолтрифосфата ITP)
и диссоциация комплексов лиганд - рецептор; белок -
белковые взаимодействия; взаимодействие факторов транскрипции,
гистонов и других белков с нуклеиновыми кислотами и т.п. Индуцированное
магнитным полем изменение кинетической энергии заряженных частиц
значительно меньше kT. Однако предполагается, что КМП может
оказать наибольшее влияние на движение частиц в существенно неравновесных
условиях, когда для их перемещения (например, для сближения ADP3-
и PO43- при синтезе ATP4- H+-ATP-синтетазой),
осуществляемого при конформационном переходе, в белковой макромолекуле
кратковременно создается компенсирующее электрическое поле, позволяющее
преодолеть отталкивание одноименных зарядов, и в этой бифуркационной
точке небольшое смещение частицы может изменить поведение нелинейной
системы. Также предполагается, что слабые сдвиги могут усилиться
в клетках такими нелинейными механизмами, как стохастический резонанс.