Kyzylorda-news.kz. Российские ученые открыли, что медленные колебания магнитного поля способны “перенастроить” так называемые циркадные ритмы – “биологические часы” живого организма, этот эффект может быть использован для улучшения самочувствия, сообщили в министерстве науки и высшего образования РФ.
Исследование выполнено в подведомственном Минобрнауки Институте биологии внутренних вод (ИБВВ) имени Папанина РАН в Ярославской области.
Циркадные ритмы — это циклические изменения в организме, которые в течение суток поддерживают его оптимальное функционирование. Наиболее известный пример “внутренних часов” — цикл сна и бодрствования. Одни и те же биологические процессы в разное время суток протекают по-разному. Эти различия определяются внутренними часами организма – так называемым циркадным осциллятором, который представляет собой сложный каскад биохимических событий.
За исключением некоторых особенностей, внутренний осциллятор работает одинаково у животных и человека. Циркадная ритмичность позволяет организму оптимально использовать энергию и ресурсы в изменяющихся условиях внешней среды. Открытие молекулярных механизмов, контролирующих циркадные ритмы организма в 2017 году, было отмечено Нобелевской премией.
Если “внешние” смены дня и ночи не совпадают с внутренним осциллятором, это может вызвать у человека усталость, бессонницу, головную боль, потерю аппетита и так далее. Для того чтобы “внутренние часы” не “отстали” или не “убежали вперед”, циркадный осциллятор постоянно синхронизируется с внешними водителями ритма. Самый изученный из них – ежедневное изменение освещенности. Но могут быть использованы и другие периодические изменения в окружающей среде. Еще в 1960-х годах ученые предположили, что в качестве дополнительного внешнего водителя циркадных ритмов животные могут использовать суточную геомагнитную вариацию.
Последующие исследования показали, что магнитные поля могут влиять на некоторые поведенческие параметры с околосуточным периодом у разных животных, включая рыб. Однако проверить, смогут ли медленные изменения магнитного поля подчинить себе биологические циркадные ритмы и заставить их ускориться или замедлиться, оказалось крайне сложно из-за необходимости устранения естественных геомагнитных вариаций.
Ученые ИБВВ стали первыми, кто провел подобные эксперименты. Для этого они поместили рыбок данио в полностью контролируемую магнитную среду, где регистрировали их поведение. На рыб действовали предварительно записанные сигналы естественной суточной геомагнитной вариации, воспроизводимые с разной скоростью.
“Результаты показали, что медленные магнитные колебания могут увлекать за собой циркадные ритмы поведения рыб, которые напрямую связаны с внутренним осциллятором”, – сказал заведующий лабораторией популяционной биологии и генетики ИБВВ, доктор биологических наук Вячеслав Крылов.
Вероятно, ключевую роль в этом процессе играют молекулы белков криптохромов, добавил он.
“С одной стороны, эти белки – важный элемент биохимического цикла, поддерживающего внутренние циркадные ритмы. С другой, именно криптохромы могут отвечать за восприятие изменений магнитного поля за счет долгоживущих бирадикалов – частиц с двумя пространственно разделенными неспаренными электронами”, – пояснил Крылов.
Нынешнее исследование открывает перспективы для магнитного контроля циркадных процессов, отмечают его авторы. Результаты работы опубликованы в международном научном журнале Biology.
Сейчас ярославские ученые планируют изучить циркадные ритмы у рыб с так называемым нокаутом генов, кодирующих криптохромы (когда ген “выключают”, и он не участвует в биологических процессах). Кроме этого, эксперимент повторят со слепыми пещерными рыбами, которые, предположительно, более чувствительны к изменениям магнитного поля из-за врожденного отсутствия глаз.