A link a különböző folyamatok
A fenti megállapítások jár, három különböző folyamatok folytat a cardiomyocyte rendszeres funkció; a mechanikus összehúzódás, a kalcium hajléktalanok, valamint a CK kiadás mértéke. Nyitott kérdés marad, hogy néhány különböző mechanizmus vagy közös befolyási út felelős-e ezekért a hatásokért., A spontán mechanikai összehúzódások hirtelen megszűnését a kalcium tranziensek amplitúdójának fokozatos csökkenése és hosszabb emelkedési idő kísérte. Ez a két megfigyelés azt jelzi, hogy csökken a kalcium bejutása a citozolba. A mechanikai összehúzódási sebesség és a becsült összehúzódási erő időfüggése közötti kiváló hasonlósággal kombinálva azt sugallja, hogy az intracelluláris kalcium csökkenése valószínűleg a összehúzódási szuszpenzió oka, amikor a kalcium tranziensek amplitúdója egy bizonyos küszöb alá csökken., A két hatás közötti kapcsolat másik indoklása a kontrakciós sebesség növekedése a terepi alkalmazás első 20 percében. A megnövekedett összehúzódási sebesség a csökkentett SR terhelés megnyilvánulása lehet. A rövidebb relaxációs idő miatti megnövekedett arány csökkenti a kalcium-effluxot, ezért ellensúlyozza a kalcium-rezervoir12,13,14 csökkenését, és lehetővé teszi a sejt számára, hogy legyőzze a kalcium-SR rezervoár csökkenését.,
mind a mechanikai összehúzódás, mind az intracelluláris kalcium-egyensúly erősen függ a CK mennyiségétől a citoplazmában, amely kulcsfontosságú szerepet játszik az energia-fenntartó mechanizmusban15. Normál körülmények között a CK felszabadulási sebessége rendkívül alacsony ~5% a sejt tartalmának 1,5 óra alatt. Ezért a CK-kibocsátás megfigyelt eltérései valószínűleg nem befolyásolják jelentősen az energiaegyensúlyt, és nem akadályozzák a mechanikai összehúzódásokat. Egy másik lehetséges kapcsolat a kalcium által befolyásolt exocitózison keresztül történik. Az intracelluláris kalciumkoncentráció-variációk befolyásolhatják az exocitózis sebességét és a quanta16,17,18-at., Ezért, ha az ScR mágneses mező befolyásolja a kalcium homeosztázist, közvetve befolyásolhatja az exocitózist és a pufferbe kibocsátott CK mennyiségét. Hypoxiás és oxidatív stresszhelyzetekben a CK felszabadulási Arány fokozott csökkenését figyelték meg. Ez egy másik lehetséges összefüggést sugall a kalcium és a ROS jelátviteli útvonalak közötti kapcsolódás miatt19, 20, 21. Az oxidatív stressz növeli az intracelluláris kalciumkoncentrációt, a megnövekedett kalciumkoncentráció pedig aktiválja a ROS generáló enzimeket. Kimutatták, hogy a megnövekedett ROS-szint hosszan tartó SR-szivárgást és Ca2+ – kimerülést okoz22.,
Befolyásolják a kalcium homeosztázis
az A tény, hogy a 7.8 Hz, 90 nT MF mező nem befolyásolta a diasztolés Ca2+ – koncentráció, illetve csak kis mértékben befolyásolja a csökkenés idő azt jelzi, hogy a jelentős csökkenése a kalcium amplitúdó nem tulajdonítható kizárólag közvetlen hatással a Nátrium-Kalcium-Exchanger (NCX), valamint Sarco/Leggyakoribb Retikulum Ca2+ – Atpáz (SERCA) mechanizmusok., A nagy csökkentheti a kalcium -, átmeneti amplitúdó, illetve a hosszabb felfutási idő arra utal, hogy egy befolyása az ScR MF a két fő felelős mechanizmusok kalcium bejárat a cytosol; a kalcium beáramlás (a L-típusú feszültség-függő kalcium-csatorna), valamint a kalcium-kiadás a SR, által kiváltott Ca2+ – beáramlás aktuális. A két mechanizmus egyikének meghibásodása a kalcium lassabb bejutását eredményezi, ezért hosszabb növekedési idő és alacsonyabb átmeneti amplitúdó., Az ScR MF által okozott kalcium átmeneti amplitúdó hasonló csökkenését figyelték meg Patkány vázizomtenyészetekben (közzéteendő). Azt sugallja, hogy az SR-ből származó kalcium felszabadulás a cél, mivel a “Ca indukált Ca felszabadulás” nem releváns a vázizomzatban.
Hatással CK kiadás
A felmondás a mechanikus összehúzódások a csökkentés mértéke a kalcium koncentráció alatt a cardiomyocyte spontán összehúzódás követően a készülék az ScR mező romlására utalnak a sejtek megfelelő tevékenység., Ezért megvizsgáltuk az ScR mező hatását a CK felszabadulására a pufferre. A CK felszabadulási sebessége lassú, 45 perc elteltével mérhetetlen volt (kisebb, mint a szórás), amelyben a kalcium átmeneti amplitúdójának csökkenése következett be. A CK felszabadulás átlagos mennyisége a sejtek tartalmának ~10% – a 90 perc alatt. Egy ilyen kis változás valószínűtlennek tűnik, hogy jelentősen befolyásolná az energiamérleget vagy a sejtek életképességét, és akadályozná a mechanikai összehúzódásokat., Továbbá annak ellenőrzése érdekében, hogy a terepi expozíció miatti alacsonyabb CK-felszabadulás nem a sejtek életképességének csökkenéséből ered, Propidium-jodid (PI) festési eljárással (nem ismertetett adatok) vizsgáltuk a sejtek életképességére gyakorolt hatást. A PI-értékek összhangban voltak a CK-felszabadulással (azaz a csökkentett CK-felszabadulású minták alacsonyabb PI-értékei), ezért a terepi alkalmazás miatt életképesebb cellákat jelentenek.
a károsodástól függő \({\Delta } _ {Protection}\) megjelent a hypoxia kísérletben, annak ellenére, hogy a mezőt a hipoxiás károsodás előtt alkalmazták., Ez ellentétben áll az oxidatív stressz eredményekkel, amelyekben a kárfüggő kifejezés, \({\Delta }_{Protection}\) csak akkor jelent meg, ha az ScR MF-et az oxidatív stresszel egyidejűleg alkalmazták. Ezt az eltérést a Ros-szint fokozatos emelkedésének tulajdonítottuk a hipoxiás és oxidatív stressz kísérletekben.
A mágneses mező paramétereitől való függőség
a komplexitás és a több tényező és mechanizmus miatt az ScR MF hatás mögötti fizikai mechanizmus feltárása bonyolult feladat, túl a munka hatókörén., Azonban a hatás függése az alkalmazott MF paraméterektől egy magnetoreception mechanizmus felé mutathat.
mind a mechanikai összehúzódások, mind a CK felszabadulási sebessége független volt az MF nagyságától. Ez a tulajdonság kizárja néhány javasolt fizikai magyarázatot, mint például a sztochasztikus rezonancia, az örvényáramok magyarázata, az ion ciklotron parametrikus rezonancia magyarázata, amelyben a hatások nagysága az oszcilláló és statikus MF amplitúdók arányától, valamint a radikális pár rekombinációs elméletétől függ., Egy másik lehetőség az, hogy létezik egy bizonyos küszöbérték, amely felett a hatás elfogadható. A küszöb lehet fizikai vagy biológiai eredetű.
az alkalmazott MF (18 pT-90 nT) rendkívül gyenge amplitúdói újabb korlátozást határoznak meg, és megszüntetnek néhány javasolt magyarázatot. A radikális pár rekombinációra gyakorolt hatás például csak nagyobb térnagyság esetén képes jelentős hatást kifejteni23 (1-10 mT, lásd Grissom, 1995). A sztochasztikus rezonancia csak 100-as tényezővel erősítheti meg a jelet, ezért kevésbé valószínű, hogy releváns lenne az ScR-hatáshoz24.,
az ScR-effektus frekvenciaspecifikus jellege elutasítja a radikális pár rekombinációs magyarázatot, amely nem rendelkezik frekvenciaszelektivitási mechanizmussal. Az Eddy-áram magyarázata lineáris függést mutat a mezők frekvenciájától, így az ScR-hatás szempontjából nem releváns. Az egyik népszerű elmélet, amely megmagyarázza a gyenge ELF MF s hatását a biológiai szövetekben, az ion ciklotron hatás. Mások27, 28 megvizsgálták a 16 Hz 40 nT mező hatását a cardiomyocyták spontán kalcium tranzienseire., Kimutatták, hogy a kalcium-tranziensek amplitúdója 75% – kal csökkent 30 perc expozíció után. Az a frekvencia, amelyben a mező befolyásolta a kalcium-tranzienseket, akkor változott, amikor az egyenáramú mező nagysága megváltozott, és felszerelte a kálium-ion ion ion ion ciklotron rezonancia frekvenciáját29. A Föld geomágneses mezője Tel Avivban körülbelül 40 µT. Ha a 40 µT egyenáramú mező ionciklotron frekvenciája 7,8 Hz, akkor az egyenáramú mező 50 µT-re vagy 30 µT-re való áthelyezése az ion ciklotron frekvenciáját 9,75 Hz-re, illetve 5,85 Hz-re változtatja., Ha az ScR mező hatása az ion ciklotron rezonanciának köszönhető, akkor a mező kardiomiocitákra gyakorolt frekvenciájának változnia kell, a 7,8 Hz-es mező pedig nem befolyásolja a összehúzódási sebességet. Az eredmények részben leírtak szerint ez nem így van, és a 7,8 Hz-es mágneses mező akkor is befolyásolja a spontán összehúzódási sebességet, ha egy további mágneses egyenáramot alkalmaznak, ezért kizárhatjuk az ion ciklotron hatást.,
az A tény, hogy az ion ciklotron frekvencia az egyetlen jellemző rezonancia frekvencia alkalmas a ScR frekvencia tartomány, de lényegtelen, hogy az ScR hatás, ami biológiai tuning, mint például a teknőst, cochlearis szőrsejtek tuning, sokkal valószínűbb magyarázat is. Egy adott hajsejt rezonanciafrekvenciáját a kalcium-aktivált (BK) káliumcsatornák specifikus száma és kinetikája határozza meg30,31. Ez a mechanizmus támogatja az elektromos indukciós hipotézist, mint lehetséges prekurzort. Szerint Bellono et al .,32, az Elasmobranch halak frekvenciaérzékeny elektrodetekciója a CaV1.3 feszültséggátos kalciumcsatorna alacsony feszültség aktiválási küszöbéből, valamint a nagy vezetőképességű kalcium-aktivált káliumcsatorna (BK) csökkent lejtési vezetőképességéből származik. Ezek az egyedi jellemzők membránpotenciál rezgéseket (~7 Hz) eredményeznek, amelyek a hajsejtek elektromos rezonancia mechanizmusához hasonló hangoló eszközként szolgálhatnak., A cardiomyocyta esetében a BK-csatornák hiányoznak a sarcolemmából, de a csatornák jelen vannak a mitokondriális membránokban33, és kimutatták, hogy részt vesznek az ischaemia elleni kardioprotekcióban a ROS-függő mechanizmuson keresztül34. Ez a potenciális magyarázat, amely egy indukált elektromos térnek a patkány mitokondriumok BK csatornáira gyakorolt hatását érinti, az összes megfigyelt ScR-hatás szempontjából releváns: a hipoxia, az oxidatív stressz és a kalcium tranziensek. Van néhány bizonyíték arra, hogy a mitokondriumok BK csatornái részt vesznek az ischaemia elleni kardioprotekcióban az oxidatív állapot finomhangolásán35, 36, 37., Ezenkívül kimutatták, hogy a mitokondriumokban a ROS-termelés szabályozza a Ca2+ – ot patkány kardiomiocitákban kétirányú, időfüggő manner38-ban. Kimutatták, hogy az indukált mitokondriális ROS-termelés a Ca2+ szikra aktivitás átmeneti növekedését okozta, amelyet fokozatos szikra elnyomás követ, amelyet részben az SR kalciumterhelés csökkenése okoz 15 perc időtartam alatt., Ezért az ScR MF elektromos indukcióval, mint kapcsolómechanizmussal való hatása a mitokondrium BK csatornára, ami ROS termelést eredményez, megnövekedett összehúzódási sebességet, valamint a kalcium átmeneti amplitúdójának fokozatos csökkenését eredményezheti.