linkki eri prosessien
edellä mainitut päätelmät, ottaa kolme erillistä prosessia, jotka harjoittavat cardiomyocyte säännöllinen toiminta; mekaaninen supistuminen, kalsiumia häiriö-ja CK-julkaisu tahtiin. Avoimena kysymyksenä on, onko näistä vaikutuksista vastuussa muutama eri mekanismi vai yhteinen vaikutuspolku., Spontaanien mekaanisten supistusten äkilliseen päättymiseen liittyi kalsiumtransienttien amplitudin asteittainen väheneminen ja pidempi nousuaika. Nämä kaksi asiaa merkitsevät vähentäminen ja vauhti kalsiumia sisäänkäynti sytosolissa. Yhdistettynä erinomainen yhdennäköisyys välillä aika riippuvuus mekaaninen supistuminen korko ja arvioitu supistuminen voimaa, se viittaa siihen, että vähentää solunsisäisen kalsiumia on todennäköisesti syy supistuminen keskeytyksen, kun kalsiumia transientit’ amplitudi pienenee alle tietyn raja-arvon., Toinen perustelu yhteys näiden kahden vaikutuksia on lisätä supistuminen korko aikana ensimmäiset 20 minuuttia kentälle. Lisääntynyt supistumisnopeus voi olla osoitus vähentyneestä SR-kuormituksesta. Lisääntynyt määrä johtuu lyhyempi rentoutumisen aikaa vähentää kalsiumin virtausta ja näin ollen tasapainottaa vähentää kalsiumin reservoir12,13,14 ja mahdollistaa solun voittaa vähentää kalsiumin SR säiliö.,
Sekä mekaaninen supistuminen ja solunsisäisen kalsiumin tasapaino riippuu vahvasti määrä CK solulimassa, on keskeinen toimija energia-huolto mechanism15. Normaaliolosuhteissa CK: n vapautumisnopeus on erittäin alhainen ~5% solun sisällöstä 1,5 tunnissa. Näin ollen havaitut muutokset CK: n vapautumisessa eivät todennäköisesti vaikuta merkittävästi energiataseeseen ja estä mekaanisia supistuksia. Toinen mahdollinen yhteys on kalsiumvaikutteisen eksosytoosin kautta. Solunsisäiset kalsiumpitoisuuden vaihtelut voivat vaikuttaa eksosytoosiin ja quantaan16,17,18., Näin ollen, jos ScR magneettikenttä vaikuttaa kalsiumin homeostaasiin se voi välillisesti vaikuttaa exocytosis ja määrä CK julkaissut puskuri. Hypoksisissa ja oksidatiivisissa stressitiloissa havaittiin CK: n vapautumisnopeuden lisääntymistä. Se ehdottaa toinen mahdollinen suhde, koska kytkimen välillä kalsiumia ja ROS signalointi pathways19,20,21. Oksidatiivinen stressi nostaa solunsisäistä kalsiumpitoisuutta ja lisääntynyt kalsiumpitoisuus aktivoi ROS tuottaa entsyymejä. Kohonneiden ROS-pitoisuuksien osoitettiin aiheuttavan pitkittyneitä SR-vuotoja ja Ca2+ – depletionia22.,
Vaikutus kalsiumin homeostaasiin
se, että 7.8 Hz, 90 nT MF-kenttä ei vaikuta diastolinen Ca2+ – pitoisuus ja oli vain vähäinen vaikutus vähentää aikaa osoittaa, että melkoinen lasku kalsiumia amplitudi ei voida katsoa johtuvan yksinomaan suora vaikutus Natrium-Kalsium-Lämmönvaihdin (NCX) ja Sarco/endoplasmakalvosto Ca2+ – Atpaasi (SERCA) mekanismeja., Suuri väheneminen kalsiumin ohimenevän amplitudi ja pitkäaikainen nousu aika viittaa siihen vaikuttaa ScR MF yksi kaksi mekanismeja vastuussa kalsiumin sisäänkäynti sytosolissa; kalsium virtaa (kautta L-tyypin jänniteriippuvainen kalsium-kanavat) ja kalsiumin vapautumista SR, laukaisi Ca2+ tulva nykyinen. Toimintahäiriö yhden näistä kaksi mekanismeja pitäisi kääntää hitaammin sisäänkäynti kalsiumia, ja siksi pitkäaikainen lisätä aikaa ja alempi ohimenevä amplitudi., Vastaava vähennys kalsiumia ohimenevä amplitudi aiheuttama ScR MF oli nähnyt rotan luustolihaksessa kulttuureissa (julkaistaan). Se viittaa siihen, että kalsiumin vapautuminen SR: stä on kohde, koska ”Ca indusoitu Ca vapautuminen” ei ole merkityksellinen luurankolihaksissa.
Vaikutus CK julkaisu
irtisanominen mekaaninen supistelua ja vähentää kalsiumin pitoisuutta aikana cardiomyocyte spontaani supistuminen seuraavat laitteen ScR-kenttään voi ehdottaa heikkenemiseen solujen asianmukaista toimintaa., Tutkimme siis ScR-kentän vaikutusta CK: n vapautumiseen puskuriin. CK: n vapautumisnopeus on hidas ja mittaamaton 45 minuutin (keskihajontaa pienempi) jälkeen, jolloin kalsiumin ohimenevä Amplitudi pieneni. Keskimääräinen CK-vapautuksen määrä on ~10% solujen sisällöstä 90 minuutissa. Tällainen pieni muutos vaikuttaa todennäköisesti merkittävästi osoittavat, että merkittävä vaikutus energian tasapaino tai solujen elävyys ja estää mekaanisen supistukset., Lisäksi, jotta voidaan varmistaa, että pienempi CK julkistus kentän altistuminen ei ole seurausta vähentää solujen elävyys tutkimme vaikutus solujen elinkelpoisuutta käyttämällä Propidium Jodidi (PI) värjäys menettely (tietoja ei ole esitetty). PI-arvot olivat yhdenmukaisia CK julkaisu (eli alempi PI-arvot näytteille, joilla on alentunut CK julkaisu) ja näin ollen merkitse sitä enemmän eläviä soluja, koska alan sovellus.
vauriosta riippuvainen \({\Delta }_{Protection}\) esiintyi hypoksian kokeessa, vaikka kenttää käytettiin ennen hypoksista vahinkoa., Tämä on vastakohtana oksidatiivista stressiä tulokset, jossa vahinko riippuvainen aikavälillä \({\Delta }_{Suojaus}\), ilmestyi vain silloin, kun ScR MF sovellettiin samanaikaisesti oksidatiivista stressiä. Me johtuu tämä ristiriita asteittainen vs. äkillinen kasvu ROS tasoja hypoksinen ja oksidatiivista stressiä kokeiluja.
Riippuvuus magneettikentän parametrit
Koska monimutkaisuus ja useita tekijät ja mekanismit, paljastamiseksi fyysinen mekanismi takana ScR MF vaikutus on monimutkainen tehtävä, kuulu tähän työhön., Vaikutuksen riippuvuus sovelletuista MF-parametreista voi kuitenkin osoittaa kohti magnetoreception mekanismia.
sekä mekaaniset supistukset että CK: n vapautumisnopeus olivat riippumattomia MF: n suuruudesta. Tämä ominaisuus sulkee pois muutaman ehdotetun fyysinen selitys, kuten stokastinen resonanssi, Eddy virtaukset selitys, ion syklotronit parametrinen resonanssi selitys, jonka vaikutukset’ suuruus riippuu suhde värähtelevän ja staattinen MF amplitudit, ja radikaali pari rekombinaatio teoria., Toinen vaihtoehto on, että on olemassa tietty kynnys, jonka yläpuolella vaikutus on uskottava. Kynnys voi olla fyysistä tai biologista alkuperää.
erittäin heikko amplitudit sovellettu MF (18 pT-90 nT) aseta toinen rajoite ja poistaa joitakin ehdotettuja selvityksiä. Vaikutus radikaali pari rekombinaatio esimerkiksi voi tuottaa merkittävästi vaikuttaa vasta suuremmilla alalla magnitudes23 (1-10 mT, ks Grissom, 1995). Stokastinen resonanssi voi vahvistaa signaalia vain kertoimella 100 ja on siksi epätodennäköisempää, että sillä olisi merkitystä ScR-vaikutukselle24.,
taajuus erityisluonteen ScR vaikutus torjuu radikaaleja pari rekombinaatio selitys, joka ei ole taajuus valikoivuus mekanismi. Eddy nykyinen selitys esittää lineaarisen riippuvuuden kenttien taajuudesta ja siten merkitystä ScR vaikutus. Yksi suosituista teorioista, jotka selittävät heikon ELF MF s: n vaikutusta biologisiin kudoksiin, on ionisyklotronin vaikutus. Others27,28 on tutkinut alaisena 16 Hz-40 nT-kenttään spontaani kalsiumia transientit sydänlihassolujen., Ne osoittivat kalsiumin transienttien amplitudin pienenevän 75% 30 minuutin eksposeerikerran jälkeen. Taajuus, jossa kenttä vaikuttaa kalsiumin transientit, monipuolinen, kun DC-kentän suuruus oli monipuolinen ja varustettu ion syklotronit resonanssitaajuus kaliumia ion29. Maan geomagneettinen kenttä Tel Avivissa on noin 40 µT. Jos ion syklotronit taajuus DC-alalla 40 µT on 7,8 Hz, siirtää DC-kenttä 50 gt tai 30 gt siirtyy ion syklotronit taajuus 9.75 Hz ja 5.85 Hz., Jos ScR-alan vaikutus johtuu ion syklotronit resonanssi, taajuus, jossa kenttä vaikuttaa sydänlihassolujen pitäisi vaihdella ja vastaavasti 7,8 Hz kenttä ei vaikuta supistuminen korko. Kuvattu tulokset-osiossa, tämä ei ole asia, ja 7,8 Hz magneettikenttä vaikuttaa spontaani supistuminen korko jopa silloin, kun ylimääräinen magneettinen DC on sovellettu, ja tämän vuoksi emme voi sulkea pois ion syklotronit vaikutus.,
se, että ion syklotronit taajuus on ainoa ominaisuus, resonanssi taajuus sopii ScR: n taajuusalueella, mutta merkityksetön ScR vaikutus, tekee biologiset tuning, kuten kilpikonna sisäkorvan karvasoluja viritys, todennäköisempi selitys. Resonanssi taajuus erityinen hiukset solu on määritetty tietty määrä ja kinetiikka kalsium-aktivoitu (BK) kalium channels30,31. Tämä mekanismi tukee sähköistä induktiohypoteesia mahdollisena esiasteena. Mukaan Bellono et al .,32, taajuus herkkä electrodetection ja Elasmobranch kaloja juontuu alhainen jännite aktivointi kynnys jännite-aidatulla kalsium kanavan CaV1.3 ja laski rinne johtokyky iso johtokyky kalsium-aktivoitu kalium-kanava (BK). Nämä ainutlaatuiset ominaisuudet aiheuttavat kalvo mahdolliset heilahtelut (~7 Hz), joka voi toimia tuning laite samanlainen sähkö-resonanssia mekanismi hiukset soluja., Vuonna cardiomyocyte, BK-kanavat näkyvät poissa sarcolemma, mutta kanavat ovat läsnä mitokondrioiden membranes33 ja oli ollut mukana sydäntä vastaan iskemian kautta ROS riippuvainen mechanism34. Tämä on mahdollinen selitys, joissa vaikutuksen aiheuttama sähkökenttä on rat mitokondriot BK kanavia, on merkitystä kaikille ScR havaittu vaikutuksia: hypoksia, oksidatiivista stressiä ja kalsiumia transientteja. On jonkin verran näyttöä siitä, että mitokondrioiden BK-kanavat osallistuvat hapettavan state35,36,37: n hienosäätöön iskemiaa vastaan., Lisäksi ROS-tuotantoa mitokondrioissa oli osoittanut säännellä Ca2+ rotan sydänlihassolujen on kaksisuuntainen, aika-riippuvainen manner38. Ne osoittivat, että aiheuttama mitokondrioiden ROS tuotanto aiheuttaa ohimenevää Ca2+ kipinän toimintaa, jota seurasi asteittainen kipinä tukahduttaminen osittain aiheuttama vähennys SR kalsiumia ladata yli aika-asteikko 15 minuuttia., Näin ollen, vaikutusta ScR: n MF-electric induktio kuin kytkimen mekanismi mitokondriot BK kanava, jolloin ROS tuotanto voi johtaa lisääntynyt supistuminen korko, ja asteittainen väheneminen kalsiumin ohimenevän amplitudi.