Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 2 - Киршвинк Дж.
ISBN 5-03-001275-3
Скачать (прямая ссылка):
Все образцы, исследованные магнитометрическими методами (кроме костей черепа и самой решетчатой кости), были подвергнуты и гистологическому анализу. Материал, окрашивающийся с помощью специфичных к железу красителей, обнаружен во всех мягких тканях и в костном мозге, но интенсивное специфическое окрашивание на окисное железо обнаружено только в случае клиновидно-решетчатого синуса (рис. 26.5). Здесь на глубине примерно 5 мкм от поверхности кости располагается сплошной слой окрашивающегося материала толщиной около 2 мкм. Однако совместные исследования этого препарата, проведенные Дж. Такачем (лаборатория ядерной физики Оксфордского университета) при помощи протонного зонда, не выявили в нем железа, хотя срезы того же самого образца кости клиновидного синуса при гистологическом исследовании давали положительную окраску на железо (Kennaugh, личное сообщение).
Ни в одном из упомянутых выше образцов тканей приматов с остаточной намагниченностью (т. е. в тканях мозга обезьяны, надпочечников человека, костной ткани синуса человека) магнетит с достоверностью не обнаружен. Источник остаточной намагниченности костей
Рис. 26.5. Фотография среза костной стенки клиновидного синуса женщины в возрасте 57 лет, полученного после окрашивания на окисное железо (Baker et ai., 1983). На расстоянии примерно 5 мкм от поверхности кости виден окрашенный слой. Толщина кости около 200 мкм.
синуса исследуется в настоящее время в сотрудничестве с Дж. Киршвин-ком (Калифорнийский технологический институт). Единственный образец, доступный для исследования, был загрязнен при разрезании во время подготовки к фотографированию. Теперь его необходимо очистить.
Вместе с Д. М. Гатри и Дж. Г. Кеннафом было проведено гистологическое исследование секреторного содержимого клиновидного синуса человека, при этом особое внимание уделялось нервным волокнам. Их здесь немного, что и неудивительно для такой ткани. К сожалению, у нас больше нет возможности получать соответствующие образцы ткани человека (надеемся, временно), причем мы перестали их получать раньше, чем смогли изучить иннервацию и другие особенности костной ткани синуса с помощью электронной микроскопии. Поэтому в настоящее время в своих выводах о распределении железа и нервных волокон в костной ткани синуса человека нам приходится ограничиваться теми сведениями, которые дают параллельные исследования аналогичных костей грызунов (Mather et al., 1982). Эта работа детально описана в гл. 25, и мы остановимся здесь только на тех особенностях, которые могут иметь отношение к нашему исследованию на человеке.
Во-первых, мыши, как и человек, обладают магнитным «компасным чувтвом» (Mather, Baker, 1981); во-вторых, самая большая остаточная намагниченность в голове наблюдается у них вблизи обонятельной кости (Mather, Baker, 1981); в-третьих, под поверхностью решетчатой кости обнаруживается слой, дающий положительную окраску на железо
(Mather et al., 1982). В голове лесной мыши содержится также магнетит (Kirschvink, личное сообщение).
Является ли окрашивающийся на железо слой в костной ткани синуса человека и грызунов полностью магнетитовым или магнетит входит в его состав как один из компонентов, до сих пор неизвестно. Однако результаты современных исследований, проведенных на лесных мышах, а также наши исследования костной ткани синуса человека, проведенные с помощью протонного зонда в Оксфорде, наводят на мысль, что это менее вероятно, чем казалось вначале. Например, нам теперь известно, что у лесных мышей железосодержащий слой обнаруживается в костях тех частей головы, где SIRM гораздо меньше, чем у передней дорсальной области (гл. 25). Такой слой найден и в других костях, по крайней мере в большеберцовой кости. У игрунок Callithrix (Mather, Kennaugh, личное сообщение) тоже обнаружен окрашивающийся на железо слой под поверхностью кости в разных участках черепа. Можно предположить, что такие слои содержатся и во многих костях человека, в том числе и в тех, которые не обнаруживают SIRM, превышающую фон.
Катербах и др. (Kuterbach et al., 1982) показали, что у пчел в области абдомена, обладающего остаточной намагниченностью, связанной с наличием магнетита (Gould et al., 1978), имеются отложения железа, окрашивающиеся при помощи той же методики, которая использовалась при изучении костной ткани синуса человека. Эти отложения содержат гидроксиды железа, которые являются парамагнетиками, но могут быть биохимическими предшественниками магнетита. Такие соединения часто представляют собой биологические «хранилища» железа и являются предшественниками магнетита у хитонов и бактерий, проявляющих магнитотаксис (Towe, Lowenstam, 1967; Frankel et al., 1979). Для достижения уровня остаточной намагниченности, характерного для абдомена пчелы, достаточно, чтобы на долю магнетита приходилось всего 0,33% от количества железосодержащего материала, обнаруживаемого после окрашивания (Kuterbach et al., 1982).
Электронные микрофотографии костей головы лесной мыши, полученные Дж. Мэрупом Йоргенсеном (Дания), свидетельствуют о наличии в них кристаллоподобных образований, размеры которых варьируют от 4 х 2 мкм (что близко к размерам кристаллов гидроксидов железа) до менее чем 100 нм (что близко к размерам одно доменных частиц магнетита) (Йоргенсен, личное сообщение). До сих пор (декабрь 1983 г.) такие структуры были обнаружены только в решетчатых костях,г где они располагались в виде скоплений вблизи нервных волокон. Однако, насколько известно, они находятся дальше от поверхности кости, чем тот слой, который выявляется при гистологическом исследовании.
