نسیم گیلان - ایسنا / رمزگشایی از میدان مغناطیسی زمین شاید به دانشمندان در درمان پارکینسون و آلزایمر کمک کند، اما چگونه؟
حیات روی زمین هیچگاه بدون پناهی که میدان مغناطیسی سیاره فراهم میکند، وجود نداشته است.
پژوهشی جدید نشان میدهد این حضور دائمی ممکن است به شکلی خاموش با زیستشناسی پایه موجودات زنده درهمتنیده شده باشد؛ موضوعی که میتواند پیامدهایی برای روند پیری و درمانهای آینده بیماریهایی مانند پارکینسون و آلزایمر داشته باشد.
میدان مغناطیسی زمین که دستکم ۳.۷ میلیارد سال است در اعماق هسته زمین ایجاد میشود، تا فاصله بسیار زیادی در فضا امتداد دارد. این پوسته نامرئی معمولا یکی از عوامل حفظ قابلیت زیستپذیری زمین دانسته میشود؛ زیرا از سیاره در برابر بادهای شدید خورشیدی محافظت میکند و به حفظ آب که برای امکان وجود حیات ضروری است، کمک میکند.
دانشمندان همچنین مدتهاست میدانند که پرندگان مهاجر و حیواناتی مانند لاکپشتهای دریایی میتوانند میدان مغناطیسی زمین را احساس کرده و از آن برای مسیریابی استفاده کنند. بااینحال، پژوهشگران میگویند تاثیر بنیادیتر این میدان بر زیستشناسی موجودات زنده همچنان بهخوبی شناخته نشده است.
لیسا چاکرابارتی، استاد دانشکده علوم دامپزشکی و علوم زیستی دانشگاه ناتینگهام، در بیانیهای گفت: ما تمام زندگی خود را درون میدان مغناطیسی زمین سپری میکنیم. این میدان از بدن، سلولها و هر موجود زندهای روی این سیاره عبور میکند، اما با این حال اطلاعات شگفتآور کمی درباره این موضوع داریم که آیا و چگونه این نیروی نامرئی بر نحوه عملکرد سلولهای ما تاثیر میگذارد.
برای یافتن پاسخ، گروه پژوهشی به رهبری مشترک چاکرابارتی تلاش کرد این میدان را خاموش کند.
پژوهشگران با استفاده از یک سامانه ویژه محافظ مغناطیسی، میدان مغناطیسی محیط را تقریبا به صفر رساندند و سپس دو گروه مگس میوه را با یکدیگر مقایسه کردند: مگسهای سالم و مگسهایی که در ژن Pink1 دچار نقص بودند؛ ژنی که با نوع ارثی و زودرس بیماری پارکینسون در انسان ارتباط دارد.
پژوهشگران از زمانی که مگسها به مرحله بلوغ رسیدند، هر دو گروه را به مدت ۷۰ روز زیر نظر گرفتند و هر روز ثبت کردند که مگسها زنده هستند یا مردهاند.
نتایج نشان داد قرار دادن مگسهای مبتلا به نقص Pink1 در محیطی بدون میدان مغناطیسی زمین، طول عمر آنها را حدود ۲۰ درصد افزایش میدهد.
بااینحال، این شرایط عملکرد فیزیکی مگسها را کاهش داد. پژوهشگران برای سنجش عملکرد فیزیکی، مگسها را در انتهای یک ویال کوچک قرار دادند و توانایی آنها برای بالا رفتن را اندازهگیری کردند.
در مقابل، مگسهای سالم واکنشی کاملا متفاوت داشتند: در شرایط مشابه، طول عمرشان کاهش یافت، اما عملکرد فیزیکی بهتری از خود نشان دادند.
جیکوب رید، دانشجوی دکتری علوم زیستی در دانشگاه ناتینگهام و یکی از پژوهشگران اصلی مطالعه، میگوید: در ابتدا واقعا گیج شده بودم. با خودم فکر میکردم چرا مگسهای مبتلا به پارکینسون از بعضی از مگسهای نوع وحشی بیشتر عمر میکنند؟ مجبور شدم تمام دادههایم را دوباره بررسی کنم.
پژوهشگران منشأ این اثرات را در میتوکندریها، یعنی ساختارهای درون سلول که انرژی تولید میکنند، میدانند؛ بهطور مشخص بخشی از ماشین تولید انرژی میتوکندریایی که کمپلکس ۲ نام دارد.
در مگسهای سالمی که در برابر میدان مغناطیسی محافظت شده بودند، فعالیت کمپلکس II به طور قابلتوجهی افزایش یافت. همزمان، سطح مولکولی واکنشپذیر به نام سوپراکسید (superoxide) نیز بالا رفت.
سوپراکسید یکی از محصولات جانبی فرایند تولید انرژی در سلول است که اگر مقدار آن بیش از حد افزایش پیدا کند، میتواند به مرور زمان به سلولها آسیب برساند. پژوهشگران معتقدند همین موضوع احتمالا توضیحی برای کاهش طول عمر مگسهای سالم است.
اما در مگسهای دارای جهش Pink1، همین افزایش فعالیت کمپلکس II ظاهرا توانست بخشی از نقص ژنتیکی موجود را جبران کند و در نتیجه واکنشی «مفید و افزایشدهنده طول عمر» ایجاد کند.
پژوهشگران در این مطالعه مینویسند این یافتهها این احتمال را مطرح میکنند که قرار گرفتن غیرتهاجمی در شرایط کممغناطیس یا هیپومغناطیسی در آینده بتواند برای بیماریهایی مانند پارکینسون و آلزایمر مزایای درمانی داشته باشد.
چاکرابارتی میگوید: درک اینکه سلولها چگونه میدانهای مغناطیسی را حس میکنند و به آنها پاسخ میدهند، در نهایت میتواند راههای جدیدی برای دستکاری عملکرد میتوکندری در فرایند پیری و بیماریها در اختیار ما قرار دهد.
این یافتهها همچنین بر مجموعهای پراکنده اما قابلتوجه از پژوهشهای قبلی تکیه دارند.
برای مثال، برخی مطالعات انسانی پیشین ارتباط میان کاهش قرارگیری در معرض میدان مغناطیسی و کاهش جزئی عملکرد در انجام وظایف حل مسئله و همچنین تغییرات کوچک در اندازه مردمک چشم را گزارش کردهاند.
در همین حال، مطالعات انجام شده روی موشها درباره ارتباط میدانهای مغناطیسی با تراکم استخوان نتایج متناقضی داشتهاند؛ برخی از آنها کاهش استحکام استخوانها را نشان دادهاند، درحالی که برخی دیگر هیچ تاثیری پیدا نکردهاند.
پژوهشگران میگویند در مجموع، نتایج این حوزه هنوز پیچیده و گاه متناقض است، اما یک الگو به طور مداوم در حال ظاهر شدن است: میدانهای مغناطیسی میتوانند بر فرایندهای بنیادی سلولی تاثیر بگذارند و واکنش سلولها نیز بسته به نوع سلول متفاوت است.
این پژوهش ممکن است پیامدهایی فراتر از زمین نیز داشته باشد.
با برنامهریزی سازمانهای فضایی برای ماموریتهای طولانیتر به ماه و مریخ، فضانوردان قرار است مدت زمان زیادی را خارج از محدوده میدان مغناطیسی زمین سپری کنند.
دانشمندان از قبل میدانند که چنین شرایطی فضانوردان را در معرض تابشهای کیهانی خطرناک قرار میدهد؛ اما هنوز مشخص نیست که غیبت خود میدان مغناطیسی، جدا از اثرات تشعشعات، چه تأثیری میتواند بر فیزیولوژی انسان داشته باشد.