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.