NOTTINGHAM – Sprevádza život na našej planéte od jeho počiatkov, no takmer ho nevnímame. Vedci teraz zistili, že výrazné oslabenie magnetického poľa Zeme dokáže zmeniť fungovanie mitochondrií, fyzickú výkonnosť a dokonca dĺžku života pokusných organizmov. Výsledok však priniesol prekvapenie – zdravé a poškodené bunky reagovali úplne odlišne.
Magnetické pole Zeme možno nie je iba neviditeľným štítom planéty a orientačnou pomôckou pre niektoré živočíchy. Nový experiment britských vedcov naznačuje, že môže zasahovať aj do základných procesov prebiehajúcich v bunkách.
Výskumníci z University of Nottingham skúmali, čo sa stane s organizmom, keď ho takmer úplne odstienia od prirodzeného magnetického poľa našej planéty.
Ako experimentálny model použili octomilky Drosophila melanogaster. Výsledky zverejnili 23. septembra vo vedeckom časopise Aging.
Magnetické pole takmer vypli
Bežná intenzita geomagnetického poľa Zeme sa podľa štúdie pohybuje približne medzi 25 až 60 mikroteslami.
Vedci však vytvorili špeciálne tienené prostredie, v ktorom zostalo magnetické pole s intenzitou iba približne 5 nanotesiel. V praktickom zmysle tak pokusné mušky takmer úplne odstrihli od prirodzeného geomagnetického poľa.
Potom porovnávali dve skupiny. Prvú tvorili zdravé octomilky, druhú mušky s nefunkčným génom Pink1.
Práve táto druhá skupina bola pre experiment mimoriadne zaujímavá. Strata funkcie Pink1 u octomiliek spôsobuje poruchy mitochondrií, problémy s pohybom, degeneráciu dopaminergných neurónov a skrátenie života. Model preto vedci využívajú pri výskume mechanizmov spojených s Parkinsonovou chorobou s včasným nástupom.
Choré mušky žili o pätinu dlhšie
Výsledok vedcov prekvapil. Mušky s poškodenou funkciou Pink1 žili v prostredí s takmer odstráneným magnetickým poľom približne o 20 percent dlhšie.
Dlhší život však mal svoju cenu. Ich pohybové schopnosti sa zároveň zhoršili. Keď vedci sledovali schopnosť mušiek šplhať, zvieratá vystavené extrémne slabému magnetickému poľu dosahovali horšie výsledky.
Pri zdravých octomilkách sa pritom objavil takmer opačný efekt.
Ich pohybová výkonnosť sa v slabom magnetickom poli zlepšila, ale život sa im skrátil. Výsledok preto nemožno interpretovať jednoducho tak, že oslabenie magnetického poľa predlžuje život.
Zmeny nastali v bunkových „elektrárňach“
Vedci sa preto pozreli hlbšie do buniek. Stopa ich priviedla k mitochondriám.
Tieto malé bunkové štruktúry zabezpečujú veľkú časť produkcie energie potrebnej na fungovanie organizmu. Ich poruchy sa spájajú nielen so starnutím, ale aj s viacerými neurodegeneratívnymi ochoreniami.
Po odstránení prirodzeného magnetického poľa sa zmenilo fungovanie mitochondrií pokusných mušiek. Vedci namerali zvýšenú aktivitu mitochondriálneho komplexu II, ktorý sa podieľa na bunkovom energetickom metabolizme.
Zmenilo sa aj množstvo superoxidu – vysoko reaktívnej formy kyslíka vznikajúcej pri metabolických procesoch v mitochondriách.
Na jeho meranie výskumníci použili mimoriadne citlivé kvantové diamantové senzory založené na takzvaných NV centrách. V hypomagnetickom prostredí zaznamenali zvýšenú produkciu superoxidu.
„Celý život trávime v magnetickom poli Zeme“
Vedúca výskumu Lisa Chakrabarti z University of Nottingham upozorňuje, že geomagnetické pole patrí medzi podmienky, ktorým je pozemský život vystavený nepretržite.
„Celý svoj život trávime v magnetickom poli Zeme,“ pripomenula.
Napriek tomu podľa nej stále vieme prekvapivo málo o tom, či a akým spôsobom táto neviditeľná sila ovplyvňuje fungovanie našich buniek.
Výsledky podľa Chakrabarti otvárajú zaujímavú možnosť, že magnetické pole Zeme môže byť súčasťou biologického prostredia, na ktoré sa život počas evolúcie prispôsobil.
Ak sa vedcom podarí pochopiť, ako bunky magnetické pole vnímajú a ako naň reagujú, poznatky by jedného dňa mohli pomôcť pri hľadaní spôsobov, ako ovplyvňovať funkciu mitochondrií pri starnutí alebo niektorých ochoreniach.
Výsledok môže byť zaujímavý aj pre lety do vesmíru
Otázka života bez bežného geomagnetického poľa má ešte jeden praktický rozmer – cestovanie človeka ďaleko od Zeme.
Doterajší výskum biologických účinkov magnetických polí sa často sústreďoval na schopnosť vtákov a ďalších živočíchov využívať magnetické pole pri navigácii alebo na dôsledky dlhodobého pobytu vo veľmi slabom magnetickom prostredí počas medziplanetárnych letov.
„Oveľa menej vieme o tom, prečo organizmy vôbec môžu magnetické pole potrebovať – alebo nepotrebovať – na normálne fungovanie,“ vysvetlil spoluautor štúdie Jacob Reed.
Nový experiment podľa vedcov ukazuje, že odstránenie podmienky, v ktorej sa pozemský život vyvíjal miliardy rokov, môže zasiahnuť až do základných mechanizmov bunkového metabolizmu.
Znamená to, že magnetické pole ovplyvňuje aj naše starnutie? Zatiaľ to nevieme.
Experiment sa uskutočnil na octomilkách, nie na ľuďoch ani cicavcoch. Hoci sú octomilky dôležitým modelovým organizmom pri výskume mitochondrií a neurodegeneratívnych ochorení, výsledky nemožno automaticky preniesť na človeka.
Nie je teda možné povedať, že slabšie magnetické pole človeku predĺži život. Experiment dokonca ukázal, že účinok môže závisieť od zdravotného a metabolického stavu organizmu – u zdravých a geneticky pozmenených mušiek boli niektoré výsledky opačné.
Ani americká geologická služba USGS v súčasnosti nepovažuje prirodzené geomagnetické pole za faktor s preukázaným priamym vplyvom na ľudské zdravie.
Nová štúdia však prináša dôkaz, že pri octomilkách dokáže výrazná zmena magnetického prostredia ovplyvniť mitochondriálny metabolizmus, tvorbu reaktívnych molekúl, pohybové schopnosti aj dĺžku života.
Vedci teraz chcú zistiť predovšetkým prečo – a či podobný mechanizmus existuje aj u zložitejších organizmov.
