Магнитная восприимчивость организмов - Павлович С.А.
Скачать (прямая ссылка):
Большой процент железа ассимилируют анаэробные бактерии родов Desulfovibrio и Desulfotomaculum. Как показали Н. Е. Jones et al. (1976), в культурах различных видов этих сульфатредуцирующих микробов, выраставших на глюкозо-пептонной дрожжевой среде с большим количеством солей, через 48 ч после момента посева обнаруживалось от 407 до 2670 мкг железа/г клеток, 37— 392 мкг меди, 180—5520 мкг цинка, около 345 мкг марганца, 337 мкг свинца, 200 мкг серебра, т. е. по железу в 2—10 раз, а по другим металлам в несколько десятков раз больше, чем у псевдомонад, эшерихий, клостридий и микрококков. Электронномикроскопический анализ показал, что цитоплазма сульфатредуцирующих бактерий
насыщена многочисленными аморфными электронноплотными частицами диаметром от 0,01 до 0,05 мкм. У энтеробактерий подобные частицы в небольшом числе опре-делялись между цитоплазматической мембраной и клеточной стенкой.
Различие в количестве железа или других металлов, по мнению G. Anderegg et al. (1963), F. T. Last, R. S. Warren (1972), J. B. Neilands (1977), J. B. Neilands, R. R. Wayne (1977), зависит от наличия у них сидерохро-мов и их способности извлекать из окружающей среды ионьгжелеза. Последнее, как показано Н. J. М. Bowen
(1966), обусловлено температурой. В частности, образование энтеробактина у сальмонелл мышиного тифа прогрессивно снижается, начиная с 31 до 40,3 °С. Одновременно указывается, что потеря продукции сидерохро-мов ведет к понижению вирулентности микробов. В связи с этим в заключение важно подчеркнуть, что у молочнокислых бактерий нет сидерохромов и в их культуре не обнаруживается железа (Nejlands, 1974).
Обмен других элементов у микробов изучен недостаточно. Между тем даже минимальные количества марганца, кобальта, никеля, подобно железу, обладают ферромагнетизмом, что может в значительной мере отразиться на магнитной восприимчивости микробной популяции. Это очень ярко продемонстрировано в опытах К- Н. Evans, W. P. Tew (1981), которые с целью повышения магниточувствительности биологических объектов использовали ЕгСЬ. Благодаря высокому значению магнитного момента катиона эрбия (9,5 магнетона Бора) авторы намагничивали высокополимерные органические материалы, дрожжи, бактерии, вирус Висна (Tew, 1979) и с помощью магнита сумели извлечь их из растворов. Способность намагничивать клетки и ткани имеют также другие элементы, как, скажем, гольмий, значение магнитного момента у которого выше, чем у эрбия, и равно 10, 3 магнетона Бора.
Таким образом, природа биомагнетизма имеет очень сложный характер и магнитовосприимчивость живого (органического) вещества, очевидно, обусловлена энергетической эффективностью окисления, активностью биохимических реакций, веществами и элементами клеток, обладающих высоким уровнем парамагнетизма. К таким веществам прежде всего можно отнести клеточный фер-
ритин, находящийся в организме животных, растениях, спорах, спорангиях грибов и некоторых бактериях. Правда, количество этого железосодержащего протеина в клетках млекопитающих колеблется в зависимости от их функциональных особенностей, потребностей организма в железе и общего состояния здоровья, а у растений и микробов — от видовой принадлежности, типа, характера питания, наличия железотранспортных систем. При этом допускается, что магнитовосприимчивость молекул ферритинов неодинакова из-за различия в количестве атомов железа у них. К изменению магнитной восприимчивости ферритина также ведет ферментативное восстановление железа или его освобождение при разрушении апоферритина.
Большой вклад в парамагнетизм крови вносит гемоглобин, в котором находится 2/3 всего железа организма, т. е. эритроцитарный уровень железа намного выше, чем органно-тканевой. При этом основная его часть содержится в белково-связанной форме в цитоплазме клеток, но некоторое количество железа может находиться в свободном состоянии и при этом проявляет ферромагнетизм.
Вклад других металлсодержащих протеинов и ферментов в парамагнетизм клеток животного происхождения, по-видимому, очень небольшой вследствие малого их количества.
У растений и микроорганизмов магнитным материалом могут являться ферредоксины и другие железо-се-русодержащие белки. В частности, магнитная восприимчивость грибов и бактерий должна определяться в основном сильно проявляющими парамагнетизм ферредок-синоподобными протеинами и многочисленными металлсодержащими ферментами.
Кроме этого, уровень биомагнетизма предопределяет минерально-солевой состав и в первую очередь такие парамагнетики, как кислород и калий. Величина суммарной магнитовосприимчивости клеток в значительной мере может зависеть от соотношения и общего содержания в них пара- и ферромагнитных микроэлементов, в частности марганца, алюминия, кобальта и никеля. Пристального внимания заслуживают сообщения о легком намагничивании редкоземельных элементов, которые имеют очень высокое значение магнитного момента.
- 3 -
ГЛАВА
ГЕОМАГНИТОТРОПИЗМ ОРГАНИЗМОВ
Начало экспериментальному исследованию геомаг-нитотропных реакций было положено в серии работ, проведенных F. A. Brown et al. (1960) на улитке Nassarius obsoleta, обитающей в морском иле. Перемещаясь в геомагнитном поле по определенным координатам, эти улитки всякий раз изменяли направление своего передвижения при воздействии на них искусственного магнитного поля, напряженность которого превышала природное в 7—10 раз. Улитки реагировали также на естественные флюктуации магнитного поля Земли и периодически меняли направление движения в связи с синодическим вращением Солнца и сменой фаз Луны. В такой же геофизической среде подобным образом вели себя филогенетически родственные с улитками плоские черви Dugesia dorotocephala и простейшие Paramecium caudatum (Brown, 1962).
