test mélyén is kialakulhat. Ugyanígy az sem
lehetetlen, hogy a mágneses mezőt detektáló sejtek nem hoznak létre
kompakt szervet, hanem diffúz módon oszlanak el a szervezetben.
Elképzelhető, hogy az érzékeléshez szükséges komponensek csupán
nehezen felismerhető sejtszervecskék, sejtalkotók.
Általánosan elfogadott hipotézis, hogy egyes
madarak csőrében a háromosztatú ideg Gasser-dúcában (ganglion
semilunare) találhatók magnetitrészecskéket tartalmazó idegsejtek,
amelyek érzékelni képesek a mágneses mezőt. Az elmúlt években
vörösbegyekkel (Erithacus rubecula) végzett kísérletekben a
háromosztatú ideg agytörzsi érzékelő régióiban emelkedett idegi
aktivitást mutattak ki, amikor a madarat félpercenként változó
mágneses mezőbe helyezték. A kontrollként megfigyelt agyi régiókban
nem találtak ilyen aktivitásnövekedést, és akkor sem, ha a
háromosztatú ideget átvágták (Heyers et al., 2007). Az elméletek
bizonytalanságát mutatja azonban egy újabb kutatás, amely szerint a
galambok csőrében található magnetitszemcsékben gazdag sejtek nem is
neuronok, hanem makrofágok, így nem lehet közük a mágneses mező
érzékeléséhez (Treiber et al., 2012).
A szabadgyök-pár hipotézist támasztják alá az
ecetmuslicával végzett következő kísérletek. Az ecetmuslica
cirkadián ritmusának (napi élettani ritmus) meghatározásában
jelentős szerepet játszanak a szem sejtjeiben kifejeződő
kék-UV-érzékeny kriptokróm fehérjék. Kutatók kimutatták, hogy
labirintusos útvonalválasztó kísérletekben az ecetmuslicák
kondicionálhatók a mágneses mező segítségével. Kék fény hiányában
vagy genetikai okok miatt kriptokróm-hiányos változatokban a
kondicionálás nem működött (Gegear et al., 2008). A gerincesekben a
kriptokróm fehérjék a retinában találhatók. Úgy tűnik, hogy a
kriptokrómot tartalmazó retinasejtek aktívak, amikor laboratóriumi
kísérletek során a madarak mágneses navigációs feladatokat hajtanak
végre. Ezekben a kísérletekben, amikor a vörösbegynek semmi más
lehetősége nem volt tájékozódásra, mint a természetes mágneses mező,
azt tapasztalták, hogy a madár jobb szemének lefedése megzavarja a
tájékozódást, a bal szem lefedése azonban nem. Ugyancsak megzavarta
a madarat a rádiófrekvenciás zaj, ami arra utal, hogy az érzékelés a
szabadgyök-pár mechanizmuson alapul, a magnetit aligha játszik benne
szerepet (Stapput et al., 2010).
Laikus körökben is szenzációt keltett az a
kísérlet, amelyben kriptokróm-hiányos ecetmuslicába az egyik emberi
kriptokrómfehérje-változat génjét illesztették be génmérnöki
módszerrel, és kimutatták, hogy ezzel helyreállt a muslica mágneses
mezőt érzékelő képessége. Ebből arra lehet következtetni, hogy az
emberi kriptokróm fényérzékeny reakcióját is befolyásolhatja a
mágneses mező. Humán kísérletek utalnak arra, hogy a földmágneses
mező gyenge, de talán még kimutatható irányfüggő hatással bír az
emberi szem fényérzékenységére (Thoss et al., 2002). Azonban azokat
a szórványos humán viselkedésbiológiai kísérleti eredményeket,
amelyek azt sugallják, hogy létezik egy nem vizuális, mágneses
érzékelésen alapuló navigációs képesség, általában nem fogadják el.
Mágneses tér és egészség
Elég összepárosítani azt a tényt, hogy a földmágneses mező erőssége
az elmúlt 150 év alatt néhány százalékkal csökkent (néhány évezred
alatt talán 40%-kal is) azzal a nem igazolt, de több ezer éves
elképzeléssel, hogy a mesterséges mágneses mező valamiféleképpen
gyógyító, egészségmegőrző hatású, és máris kész a konklúzió: a
természetes mágneses mező hiánya egészségi problémákat okoz
(Nakagawa, 1976). A feltételezett „mágnesesmező-hiány szindróma”
(magnetic field deficiency syndrome) tünetek széles csoportjára adna
magyarázatot. Mindehhez hozzátartozik az a városi legenda, amely
szerint az első hosszabb űrutazások után a NASA űrhajósai
fáradékonyságra és egyéb tünetekre panaszkodtak, amelyeket az
okozott, hogy a Föld körül keringő űrhajón nem hatott rájuk a
természetes földmágneses mező. Azonban a körülbelül 400 km magasan
keringő Nemzetközi Űrállomáson a földi mágneses mező erőssége csak
6–8%-kal kisebb, mint a földfelszínen. A NASA ugyan ténylegesen
vizsgálja, hogy hogyan lehetne erős mágneseket alkalmazni a jövő
űrhajóin, de nem azért, mert az űrhajósok szervezetének a mágneses
mező energiájára szükségük lenne. Az elképzelés szerint a földi
mágneses mezőből majdan eltávolodó űrhajóban az űrhajósokat és a
műszereket mesterséges mágneses védőernyő létrehozásával óvnák a
nagy energiájú kozmikus sugárzástól.
Szintén elterjedt nézet, hogy a statikus mágnes
azáltal serkenti a véráramlást, hogy vonzza a vastartalmú
hemoglobin-molekulákat. Azonban a hemoglobinban lévő vas nem
ferromágneses tulajdonságú, a mágnes nem fejt ki ilyen módon
lényeges hatást a vörösvértestekre. Talán inkább a Hall-effektus
(mágneses térbe helyezett áramvezető két oldalán fellépő
feszültségkülönbség) jöhetne itt szóba. A mágneses mezőben az áramló
vérben oldott ionokra Lorenz-erő hat, eltéríti azokat, így az ér két
oldala közt a mágneses mezőre merőlegesen feszültségkülönbség
alakulhatna ki. A megfelelő elméleti számításokat elvégezve azonban
kitűnik, hogy ez a hatás is elhanyagolható. Nem csoda, hogy az ilyen
irányú célzott kísérletek sem voltak képesek egyértelmű hatást
kimutatni (Ramey, 1998)
Egészen más a helyzet időben változó mágneses
térben. Több esetben itt is vitatottak a kísérleti, klinikai
eredmények, de ettől eltekintve ilyenkor várhatóan közvetetten nem
is a mágneses mező hatásával, hanem az általa kiváltott elektromos
hatásokkal kell számolni. Ez nem témája a jelen tanulmánynak, ezért
az ilyen behatásokkal csak érintőlegesen foglalkozunk.
Ma már nem elképzelhetetlen, hogy valaki a 25-60 μT
erősségű földmágneses mezőnél akár százezerszer erősebb statikus
mágneses mezővel találkozzon. Az alumínium előállítása vagy a kősó
ipari feldolgozása, elektrolízise során 20 mT, MRI-kezelés során
akár 1–6 T erősségű mágneses mező hathat a dolgozókra, páciensekre.
Az MRI alkalmazása során ráadásul az erős statikus mező mellett
100–5000 Hz frekvenciájú, ún. gradiens mágneses mezőt, valamint
gerjesztő rádiófrekvenciás jelet is használnak. Még ilyen
körülmények között sem tapasztaltak egyértelműen tartós káros
hatásokat, bár egyelőre kevés ilyen felmérés történt, és ezek
esetében is nehéz a mágneses mező esetleges hatását elválasztani az
egyéb tényezőktől.
Az átmeneti, potenciálisan veszélyes hatások miatt
azonban ilyen körülmények között nem hunyhatunk szemet az esetleges
hosszú távú károsodások lehetősége felett. Hivatalos szervek által
több összefoglaló tanulmány is készült az elmúlt években az állandó
mágneses mezőkkel kapcsolatos kutatási eredményekről, egészségügyi
vonatkozásokról. A legátfogóbbak talán a brit Közegészségügyi
Hivatal és az Egészségügyi Világszervezet dokumentumai (WHO, 2006;
HPA, 2008). Ezek az egészség és a mágneses mező kapcsolatának minden
aspektusával foglalkoznak, beleértve azt, hogy mit tudunk a
hatásmechanizmusról, a természetes és mesterséges mezők
előfordulásáról, tulajdonságairól, az in vitro, állati és humán
vizsgálatokról és a jogi szabályzásról.
In vitro sejteken végzett kutatások alapján 0,2 T –
ez a természetes mágneses mező közel tízezerszerese – alatt nem
lehetett egyértelmű biológiai hatást kimutatni. Ugyan szép számmal
vannak ilyen hatást demonstráló megfigyelések, de ezek általában nem
reprodukálhatók, és nem adnak egységes képet. 0,2–16,7 T között
megfigyelték egyes makromolekulák, sejtek orientációját a mágneses
erővonalak irányába, de az egyéb hatások léte kétséges. Vannak
bizonyítékok arra nézve, hogy egyes sejtfunkciók érintettek a
génexpresszió és a sejtek közti kommunikáció változása miatt, de nem
egyértelmű, hogy ezt ténylegesen a mágneses mező közvetlen hatása
okozta-e. A bizonyítékok összessége szintén nem igazolja a közvetlen
genotoxikus hatást, noha utalnak jelek arra, hogy az erős mágneses
tér károsan befolyásolhatja a sejt védekezési mechanizmusait, és ez
közvetve érzékenyebbé teheti a sejteket egyéb káros hatásokkal
szemben.
A humán vizsgálatok összessége nem igazolja az idegi és kognitív
folyamatokra kifejtett pozitív vagy negatív hatást. Az
agytevékenység statikus mágneses mező által kiváltott megváltozására
vonatkozó EEG-vizsgálatok nem meggyőzőek. A keringési rendszerben –
elsősorban az aorta véráramlásában és a szív ingerületkiváltó
funkciójában – esetleg számíthatunk valamilyen hatásra. Azonban a
tanulmányok metodológiailag elég gyengék, főleg a placebókontroll és
a vakság tekintetében. Egyértelműen pozitívak azonban az
érzékszervekre vonatkozó kísérleti eredmények. Az erős statikus
mágneses mező hatásai szédülés, kisebb izomrángások, csiklandós
érzés, felvillanó fények, fémes íz érzékelése formájában
jelentkeznek, amelyek az erős mágneses mezőtől eltávolodva elmúlnak.
Ezeket valószínűleg a statikus mágneses mezőben mozgó emberi test
vagy testrész érzékszerveiben indukált véletlenszerű áram váltja ki.
MRI használata közben a test mozgása helyett a készülék változó
gradiensmező-komponense is kiválthatja ugyanezt.
Az epidemiológiai tanulmányok, kontrollált klinikai
vizsgálatok és esettanulmányok összességükben nem jeleznek hosszú
távú káros mellékhatásokat, bár a vizsgálatok statisztikai ereje
általában gyenge, s a vizsgálatok metodológiailag is hagynak
kívánnivalót maguk után. Az elektrolízist végző üzemekben a
vizsgálatok jeleznek gyengén megemelkedett rizikót a leukémia
kialakulására, de itt nyilvánvalóan nehéz az egyéb ipari hatások
elkülönítése az okok meghatározásakor. Különösen figyelemre méltó a
páciensek és az egészségügyi dolgozók halálozási és rákos
megbetegedési mutatóinak felderítésére irányuló epidemiológiai
tanulmányok hiánya az MRI-vizsgálatokkal kapcsolatban. A jelek
csupán arra mutatnak, hogy az ilyen eszközöket használó egészségügyi
alkalmazottak és kutatók körében gyakoribbak a szédülésre és fémes
íz érzésére vonatkozó panaszok.
Összefoglalás
A mágneses mező élettani hatásaira vonatkozó kutatások különösen
abból a szempontból tanulságosak, hogy hogyan is kellene a
tudományban a bizonyíték fogalmát értelmezni. Észre kell venni, hogy
a bizonyítékoknak (evidence) különböző fokozatai léteznek. A pozitív
eredményű kísérletek, a statisztikailag szignifikáns kutatási
eredmények több-kevesebb mértékben járulnak hozzá egy hipotézis
igazolásához. Ilyen esetben, amikor az elméleti háttér bizonytalan,
a vizsgálati eredmények nem átütőek, nem igazán mutatnak egy
irányba, mindig számíthatunk arra, hogy egy új megfigyelés
megcáfolja az egyes régebbi kutatási eredményeket, hipotéziseket,
vagy akár azok nagyobb csoportját is. Nem elképzelhetetlen, hogy a
nagyhírű szaklapokban az erről a témáról megjelent tanulmányok jó
részéről kiderül majd, hogy megállapításaik nem állják meg a
helyüket (Ioannidis, 2005). Nem az egyes eredmények, hanem az
elméleti és kísérleti kutatások összessége alapján kell
kialakítanunk az álláspontunkat.
Mindezek alapján kijelenthetjük, hogy valójában
igen keveset tudunk a földi mágneses mező érzékeléséről az élő
szervezetek által, illetve a nagyobb energiájú mesterséges mezők
egészségügyi hatásairól. Elég biztosnak tekinthető azonban, hogy a
természetes mező időbeli és térbeli változásai nem okoznak
megbetegedéseket. Ugyanígy az elméleti és kutatási eredmények
alapján nem számíthatunk arra sem, hogy a statikus mágneses mezőt
gerjesztő eszközök alkalmasak lehetnének terápiás és
betegségmegelőző célokra.
Kulcsszavak: mágnesség, tájékozódás, érzékelés, mezmerizmus,
magnetotaxis, madárvonulás, kriptokrómok
IRODALOM
Begall, Sabine – Červený, J. – Neef, J. et
al. (2008): Magnetic Alignment in Grazing and Resting Cattle and
Deer. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA –
PNAS. 105, 44, 13451–13455. •
WEBCÍM
Blakemore Richard (1975): Magnetotactic
Bacteria. Science. 190, 4212, 377–379. DOI: 10.1126/science. 170679
•
WEBCÍM
Cain, Shaun D. – Boles, L. C. – Wang, J.
H. – Lohmann, K. J. (2005): Magnetic Orientation and Navigation in
Marine Turtles, Lobsters, and Molluscs: Concepts and Conundrums.
Integrative and Comparative Biology. 45, 3, 539–546.
doi: 10.1093/icb/ 45.3.539 •
WEBCÍM
Frankel, Richard B. – Bazylinski, D. A. –
Johnson, M. S. – Taylor, B. L. (1997): Magneto-aerotaxis in Marine
Coccoid Bacteria. Biophysical Journal. 73, 2, 994–1000. •
WEBCÍM
Gegear, Robert J. – Casselman, A. –
Waddell, S. – Reppert S. M. (2008): Cryptochrome Mediates
Light-dependent Magnetosensitivity in Drosophila. Nature. 454, 7207,
1014–1018. doi:10.1038/nature07183
Heyers, Dominik – Manns, M. – Luksch, H.
et al. (2007): A Visual Pathway Links Brain Structures Active during
Magnetic Compass Orientation in Migratory Birds. PLoS ONE. 9 DOI:
10.1371/journal.pone.0000937 •
WEBCÍM
HPA (2008): Static Magnetic Fields (RCE-6). HPA Advisory Group on
Non-ionising Radiation. Health Protection Agency. ISBN:
978-0-85951-616-7. •
WEBCÍM
Ioannidis, John P. A. (2005): Why Most
Published Research Findings Are False. PLoS Medicine. 2, 8, e124.
DOI: 10.1371/journal.pmed.0020124 •
WEBCÍM
Lohmann, Kenneth J. – Lohmann, C. M. F. –
Putman, N. F. (2007): Magnetic Maps in Animals: Nature’s GPS. The
Journal of Experimental Biology. 210, 3697–3705.
doi: 10.1242/jeb.001313 •
WEBCÍM
Nakagawa, Kyoichi (1976): Magnetic Field
Deficiency Syndrome and Magnetic Treatment. Japan Medical Journal.
2745, • angolul
WEBCÍM
Ramey, David W. (1998): Magnetic and
Electromagnetic Therapy. Scientific Review of Alternative Medicine.
2, 1, 13–19. •
WEBCÍM
Stapput, Katrin – Güntürkün, O. –
Hoffmann, K. P. (2010): Magnetoreception of Directional Information
in Birds Requires Nondegraded Vision. Current Biology. 20,
1259–1262. DOI: 10.1016/j.cub.2010.05. 070 •
WEBCÍM
Thoss, Franz – Bartsch, B. – Tellschaft,
D. – Thoss, D. (2002): The Light Sensitivity of Human Visual System
Depends on the Direction of View. Journal of
Comparative Physiology. A 188, 235–237. •
WEBCÍM
Treiber, Christopher Daniel – Salzer, M.
C. – Riegler, J. et al. (2012): Clusters of Iron-rich Cells in the
Upper Beak of Pigeons Are Macrophages Not Magnetosensitive Neurons.
Nature. 484, 367–371. doi: 10.1038/nature11046
WHO (2006): Static Fields – Environmental
Health Criteria Monograph No.232. World Health Organization, Geneva
•
WEBCÍM
Wiltschko, Wolfgang – Wiltschko, Roswitha
(2005): Magnetic Orientation and Magnetoreception in Birds and Other
Animals. Journal of Comparative Physiology A. 191, 675–693. DOI
10.1007/s00359-005-0627-7 •
WEBCÍM
|