odkaz mezi různými procesy
výše uvedené závěry se týkají tři samostatné procesy zabývající se cardiomyocyte pravidelné funkce; mechanické kontrakce, vápník přechodové jevy a CK rychlost uvolňování. Zda je za tyto účinky zodpovědné několik různých mechanismů nebo společná cesta vlivu, zůstává otevřenou otázkou., Náhlé ukončení spontánních mechanických kontrakcí bylo doprovázeno postupným poklesem amplitudy kalciových přechodů a delší dobou vzestupu. Tato dvě pozorování znamenají snížení množství a tempa vstupu vápníku do cytosolu. V kombinaci s vynikající podobnost mezi časovou závislost mechanické kontrakce, rychlost a odhadovaná kontrakce sílu, to naznačuje, že snížení intracelulární vápník je nejvíce pravděpodobné, že příčinou kontrakce pozastavení když vápník přechody‘ amplituda poklesu pod určitou prahovou hodnotu., Další důvod pro spojení mezi těmito dvěma účinky je zvýšení kontrakce frekvence během prvních 20 minut z oblasti aplikace. Zvýšená rychlost kontrakce může být projevem snížené zátěže SR. Zvýšení kurzu v důsledku kratší relaxační čas snižuje vápník efluxní a proto vyvažuje snížení vápníku reservoir12,13,14 a umožňuje, aby buňka překonat snížení vápníku SR nádrže.,
Oba mechanické kontrakce a intracelulární vápníkové bilance je silně závislá na množství CK v cytoplazmě, je klíčovým hráčem na energie, údržbu mechanism15. Za normálních podmínek je rychlost uvolňování CK extrémně nízká ~5% obsahu buňky za 1,5 hodiny. Proto je nepravděpodobné, že by pozorované změny uvolňování CK významně ovlivnily energetickou rovnováhu a bránily mechanickým kontrakcím. Dalším potenciálním spojením je exocytóza ovlivněná vápníkem. Intracelulární změny koncentrace vápníku mohou ovlivnit rychlost exocytózy a quanta16,17,18., Pokud tedy magnetické pole ScR ovlivňuje homeostázu vápníku, může nepřímo ovlivnit exocytózu a množství CK uvolněného do pufru. Zvýšené snížení rychlosti uvolňování CK bylo pozorováno během hypoxických a oxidačních stresových podmínek. Navrhuje další možný vztah kvůli spojení mezi signálními cestami vápníku a ROS19,20,21. Oxidační stres zvyšuje intracelulární koncentraci vápníku a zvýšená koncentrace vápníku aktivuje enzymy generující ROS. Bylo prokázáno, že zvýšené hladiny ROS způsobují prodloužené úniky SR a Ca2 + depletion22.,
Vliv na vápníkové homeostázy
skutečnost, že 7,8 Hz, 90 nT MF pole neovlivňuje diastolický koncentrace Ca2+ a měla jen malý vliv na snížení času, naznačuje, že značný pokles vápníku amplituda nelze přičítat pouze přímý vliv na Sodno-Vápenatý Výměník (NCX) a Sarco/Endoplazmatického Retikula Ca2+ Atpázy (SERCA) mechanismy., Velké snížení vápníku přechodné amplitudu a delší doba náběhu naznačuje vliv ScR MF na jedné ze dvou hlavních mechanismů odpovědných za vstup vápníku do cytosolu; vápník příliv (přes L-type napěťově závislé vápníkové kanály) a uvolňování vápníku ze SR, vyvolané Ca2+ příliv aktuální. Porucha jednoho z těchto dvou mechanismů by se měla projevit pomalejším vstupem vápníku, a tedy prodlouženým časem zvýšení a nižší přechodnou amplitudou., Podobné snížení přechodné amplitudy vápníku způsobené SCR MF bylo pozorováno v kulturách kosterních svalů potkanů (které mají být publikovány). To naznačuje, že uvolňování vápníku z SR je cílem jako „Ca indukované uvolňování Ca“ není relevantní v kosterním svalu.
Vliv na CK uvolnění
ukončení mechanické kontrakce a snížení koncentrace vápníku v průběhu cardiomyocyte spontánní kontrakce po spotřebič ScR pole by mohla naznačovat zhoršení buněk, správnou činnost., Zkoumali jsme proto vliv ScR pole na uvolnění CK do vyrovnávací paměti. Rychlost uvolňování CK je pomalá a byla neměřitelná po 45 minutách (menší než standardní odchylka), při které došlo k poklesu přechodné amplitudy vápníku. Průměrné množství uvolňování CK je ~10% obsahu buněk za 90 minut. Tak malá změna, jak se zdá nepravděpodobné, že by výrazně ukazují značný vliv na energetickou bilanci nebo životaschopnost buněk a brání mechanické stahy., Navíc, s cílem ověřit, že nižší CK uvolnění v důsledku expozice pole není výsledkem snížení životaschopnosti buněk jsme studovali vliv na životaschopnost buněk pomocí Propidium Jodidu (PI) postup barvení (data nejsou prezentována). Hodnoty PI byly v souladu s uvolňováním CK (tj. nižší hodnoty PI u vzorků se sníženým uvolňováním CK), a proto znamenají životaschopnější buňky v důsledku aplikace v terénu.
závislost na poškození \ ({\Delta }_{Protection}\) se objevila v experimentu s hypoxií, i když pole bylo aplikováno před hypoxickým poškozením., To je na rozdíl od výsledků oxidačního stresu, ve kterých se termín závislý na poškození, \({\Delta }_{Protection}\), objevil pouze tehdy, když byl SCR MF aplikován současně s oxidačním stresem. Tento nesoulad jsme přičítali postupnému vs. náhlému zvýšení hladin ROS v experimentech hypoxického a oxidačního stresu.
Závislost na magnetickém poli parametry
Vzhledem ke složitosti a více faktorů a mechanismů, odhalení fyzikální mechanismus za ScR MF efekt je složitý úkol, přesahující rozsah této práce., Závislost účinku na aplikovaných parametrech MF však může směřovat k magnetorecepčnímu mechanismu.
mechanické kontrakce i rychlost uvolňování CK byly nezávislé na velikosti MF. Tato vlastnost vylučuje některé z navrhovaných fyzikální vysvětlení jako stochastické rezonance, Vířivé proudy vysvětlení, iontový cyklotron parametrické rezonance vysvětlení, ve kterém účinky velikost závisí na poměru mezi oscilační a statické MF amplitudy, a radikální pár rekombinace teorie., Další možností je, že existuje určitá prahová hodnota, nad kterou je efekt věrohodný. Prahová hodnota by mohla být fyzického nebo biologického původu.
extrémně slabé amplitudy aplikovaného MF (18 pT-90 nT) nastavují další omezení a eliminují některá navrhovaná vysvětlení. Například vliv na rekombinaci radikálních párů může mít významný vliv pouze při vyšších polních velikostích23 (1-10 mT, viz Grissom, 1995). Stochastická rezonance může zesilovat signál pouze faktorem 100, a proto je méně pravděpodobné, že bude relevantní pro SCR effect24.,
frekvenčně specifický charakter ScR efektu odmítá vysvětlení rekombinace radikálního páru, které postrádá mechanismus selektivity frekvence. Eddy současné vysvětlení představuje lineární závislost na frekvenci polí, a tedy irelevantní pro SCR efekt. Jednou z populárních teorií vysvětlujících vliv slabého elf MF s v biologických tkáních je iontový cyklotronový efekt. Others27, 28 zkoumali vliv 16 Hz 40 NT pole na spontánní kalciových přechodů kardiomyocytů., Prokázali 75% snížení amplitudy kalciových přechodů po 30 minutách expozice. Frekvence, ve které oblasti ovlivňuje vápník přechodové jevy, pestrá při DC velikost pole bylo rozmanité a vybaveny iontové cyklotronní rezonanční frekvence draslíku ion29. Geomagnetické pole Země v Tel Avivu je kolem 40 µT. Pokud iontové cyklotronní frekvence pro DC pole 40 µT je 7,8 Hz, řazení DC poli 50 µT nebo 30 µT bude posun iontové cyklotronní frekvence 9.75 Hz a 5.85 Hz, resp., Pokud je vliv pole ScR způsoben iontovou cyklotronovou rezonancí, frekvence, ve které pole ovlivňuje kardiomyocyty, by se měla lišit a pole 7,8 Hz neovlivní rychlost kontrakce. Jak je popsáno v sekci výsledky, to není tento případ, a 7,8 Hz magnetické pole vliv spontánní kontrakce frekvenci, i když další magnetické DC je aplikován, a proto můžeme vyloučit iontový cyklotron efekt.,
skutečnost, že iontové cyklotronní frekvence je jediná charakteristika, rezonanční kmitočet vhodný pro ScR frekvenční rozsah, ale irelevantní ScR efekt, dělá biologických ladění jako želva kochleární vlasových buněk ladění, více pravděpodobné, vysvětlení. Rezonanční frekvence specifické vlasové buňky je určena specifickým počtem a kinetikou kalciem aktivovaných (BK) draslíkových kanálů30,31. Tento mechanismus podporuje hypotézu elektrické indukce jako možný prekurzor. Podle Bellono et al .,32, frekvence citlivé electrodetection z objevily chrupavčité ryby se odvíjí od nízké napětí aktivační prahová hodnota napětí-gated vápník kanálu CaV1.3 a snížil sklon vodivost velký vodivost vápníkem aktivované draselný kanálů (BK). Tyto jedinečné vlastnosti dávají vznik membránového potenciálu kmitů (~7 Hz), který může sloužit jako ladění zařízení podobné elektrické rezonanční mechanismus vlasové buňky., U kardiomyocytů se v sarkolemmu objevují kanály BK, ale kanály jsou přítomny v mitochondriálních membránách33 a bylo prokázáno, že se podílejí na kardioprotekci proti ischemii pomocí ROS závislého mechanismu34. Tento potenciál vysvětlení, zahrnující vlivu indukovaného elektrického pole na krysy mitochondrie BK kanály, je relevantní pro všechny ScR pozorovány účinky: hypoxie, oxidační stres a vápníku přechodových jevů. Existují některé důkazy, které ukazují zapojení mitochondrií BK kanálů do kardioprotekce proti ischemii pomocí jemného doladění oxidačního stavu35, 36, 37., Navíc bylo prokázáno, že produkce ROS v mitochondriích reguluje Ca2 + v krysích kardiomyocytech v obousměrném, časově závislém manner38. Ukázali, že indukovaná produkce mitochondriálních ROS způsobila přechodné zvýšení aktivity Ca2+ spark, následované postupným potlačením jisker částečně způsobeným snížením zátěže vápníku SR v časovém měřítku 15 minut., Proto, vliv ScR MF s elektrická indukce jako spojovací mechanismus na mitochondrie BK kanálu, což vede produkce ROS může mít za následek zvýšenou rychlost kontrakce, a postupný pokles vápníku přechodné amplitudy.