Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Под ред. Дж. Киршвинка. Том 2 (1989) (1095848), страница 77

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 77)

СГСМ, а средняя 81КМ 2,1 10 ' ед. СГСМ, т.е, в три раза больше. Величина 1КМ для головы у грызунов была того же порядка, что и у других позвоночных, например голубей (%а!со!1 е( а1., 1979) и дельфинов (Еоейег е1 а1., 1981). Тот факт, что уровень 1КМ в тканях довольно высок н у диких, и у лабораторных грызунов, позволяет предполагать, что наличие значительных количеств магнитного материала присуще грызунам вообще. Характер магнитного материала в голове грызунов изучали, анализируя спектр коэрцитивностн магнитных частиц; эта работа проводилась совместно с Дж.Л.

Киршвинком (Калифорнийский технологический институт). Спектр коэрцитивности определяют, чередуя намагничивание 327 25. Магниторецепцил у грызунов и - во й во во й зо Й 3 з 10 ю 50 100 зве 500 ЮОО МТЛ Рис, 25.9. Кривые размагничивания переменным током н приобретения 18М лля головы лесной мыши. Представлены усредненные данные для трех взрослых мышей (одии самец, две самки). Точка пересечения двух кривых дает величину коэрцитивной силы (44 мТл) и степень взаимодействия между гранулами (Л = 37%). Зтн данные позволяют предположить умеренное взаимодействие между однодоменными кристаллами магнетита. (8Ь.

Кбгзсбч(лк личное сообщение.) образца в постоянном поле и размагничивание в переменном; таким путем можно определить форму и размеры частиц, а также их доменную структуру (К1гзсЬт1пк, 1983). Кривые намагничивания и размагничивания головы лесной мыши (средние величины для трех особей) представлены на рис. 25.9.

Точка пересечения этих двух кривых дает величину коэрцитивной силы 44 мтл (440 Гс), и это позволяет предполагать, что магнитный материал представлен однодоменными частицами магнетита. Результаты измерения взаимодействия между частицами (Я = = 37%) и асимметрия этих двух кривых указывают на значительную степень группировки магнитных частиц, вероятно в виде цепочек, аналогично тому, как зто имеет место у бактерий, обладающих магнитотаксисом (Ргап)ге! ег а1., 1979), или же в виде небольших отдельных кластеров.

Спектр козрцитивносги, близкий к описанному выше, получен и для тканей других позвоночных, например решетчатых костей лосося (К1гвсЬзпп)г, 1983). 4.2. Гистологические исследования Поскольку в магнитометрических исследованиях головы грызунов была определена только общая локализация магнитного материала в переднедорсальной части черепа, для более точной локализации были использованы гистологические методы (Матйег ег а1., 1982). К настоящему времени таким путем исследованы четыре вида грызунов: европейские лесные мыши (молодые и взрослые животные, точный возраст которых не известен, так как они были пойманы кошками); лабораторные мыши 328 Ч.

1К Магнитореяенянн и магнитные минералы (возраст 1О дней); лабораторные крысы линий Брэттлборо (возраст 5 дней) и Лонг-Эванс (возраст 7 нед.); золотистые хомячки (взрослые, возраст !8 мес), В подготовке образцов для гистологического исследования участвовал Джон Х. Кэннаф (Манчестерский университет). Целую голову вначале фиксировали в 5%-ном нейтральном формалине (не менее двух суток), заливали в стандартный воск и резали образцы при помо~ци салазочного микротома МБЕ. Срезы толщиной 12 мкм собирали при помощи чувствительной к давлению пленки, помещали на предметные стекла, покрытые альбумином Мейера, и сушили в течение 2 сут в термостате при 50 С.

Пленку и адгезивный материал удаляли, погружая предметные стекла сначала в ацетон, а затем в хлороформ, и проводили срезы через ксилол и серию спиртов до дистиллированной водьь Срезы окрашивали на окисное железо прн помощи берлинской лазури, для чего помещали образцы в теплый раствор из равных количеств 4%-ного ферроцианида калия и 4%-ной соляной кислоты (максимум на 10 мин в термостате при 60'С (Нп1сЫзоп, 1953) или на 30 мин при комнатной температуре|. После этого срезы промывали в дистиллированной воде, обезвоживали в серии спиртов, слегка контрастировали в эозине, просветляли ксилолом и, наконец, заключали их в депекс.

Для анализа срезов использовали обычный световой микроскоп; при этом любые о~поженил окисного железа выявлялись по синей окраске. Контрольные пробы показали, что частицы магнетита геологической природы после описанной выше обработки дают синий осадок. Принимая во внимание результаты магнитометрин, гистологическому исследованию вначале подвергали преимущественно переднедор- 25, Магнипюрецепцич у грызунов 329 Рис, 25,10 Срезы головы взрослой лесной мыши (самки) после окраски для выявления окисного железа (приготовлены Дж.Х.

Кеннафом). А. Горизонтальный срез через всю голову. ! — раковины решетчатой кости; 2 — корень зуба в верхней челюсти. Для ориентировки указаны: 3 — носовая перегородка; 4-глаз. Б. Сагиттальный срез через раковины решетчатой кости: виден непрерывный слой окисного железа под поверхностью кости. В. Горизонтальный срез через область зуба в верхней челюсти: видны плотные отложения окисного железа в корне зуба и сплошной слой материала, содержащего окисное железо, под поверхностью кости. 330 Ч. 1К Мпгнитореиепиил и магнитные минерилы сальную область головы (рис. 25.10,А).

У всех животных, кроме лабораторных мышей и крыс линии Брэттлборо, срезы этой области давали положительную реакцию Перла, что указывает на присутствие здесь окисного железа. Интересно, что полное отсутствие окраски наблюдалось у очень молодых животных (5 и 10 дней), т.е, именно в том возрасте, в котором грызуны, по-видимому, еще не реагируют на окружающее магнитное поле (см.

выше). У лесных мышей, крыс линии Лонг-Эванс и золотистых хомячков (все они были взрослыми или в старшем ювенильном возрасте) положительное окрашивание наблюдалось в спиральных костях обонятельной области, особенно в раковинах решетчатой кости (рис. 25.10, б). Материал, содержавший Ге(Ш), располагался в виде полоски толщиной 5 — 10 мкм на глубине 5-20 мкм от поверхности кости. Ни в одной из мягких тканей, примыкающих к кости (мозг, оболочки, мышцы), окрашивания не наблюдалось.

Как известно (%а1со1д %а1соц, 1982), гемоглобин — комплекс белка с железом — при реакции Перля не окрашивается. Иннервация области, содержащей железо, не выявлялась. На этой стадии поиска магниторецептора можно предположить, что лежащий под поверхностью обонятельных раковин слой окисного железа и служит источником повышенного уровня 1КМ в переднедорсальной части головы.

В пользу этого говорит то, что позже и у человека был обнаружен слой материала, даюшего реакцию на окисное железо, под поверхностью костной ткани клиновидного и решетчатого синусов (Ваксе, Ма1аег, 1982; Вакег ег а1., 1982), т.е. в области, которая впоследствии оказалась «магнитной» (Ваксе е1 а1., 1983). Эти данные согласуются и с фактом наличия магнетита в комплексе решетчатых костей у тунца (%а(кег, 1лхол, 1981), лосося (К)гзсЬт(лк, 1983), а также с данными об участках, окрашиваюшихся на железо, поблизости от обонятельной области у голубей (%а1со11, %а!согй 1982).

Однако эти косвенные соображения о связи между наличием слоя окисного железа и высоким уровнем намагниченности вскоре были подвергнуты сомнению, так как выяснилось, что у игрунки Са!1(йг(х уассйие такие отложения встречаются под поверхностью не только обонятельных, но и всех других костей головы, хотя ширина и плотность железосодержащего слоя неодинаковы (Магпег, Кеппац8Ь, неопубликованные данные). В связи с зтнм мы провели тотальное исследование головы грызунов. Серийные срезы целой головы лесной мыши (рис. 25.10, А) показали, что окисиое железо здесь действительно широко распространено: полоска материала, окрашенного в голубой цвет, лежит под поверхностью (часто и наружной, и внутренней) большинства костей черепа.

Кроме того, небольшие изолированные скопления окисного железа были найдены и в некоторых участках костного мозга, особенно в раковинах решетчатой кости. Плотными отложениями окнсиого железа были заполнены также участки зубных корней в верхней и нижней челюстях (рис. 25.!О,В). Тогда была сделана попытка найти железо в бедренной кости лесных мышей и был обнаружен железосодержаший слой, тянущийся вдоль 25. Магниторецеляия у грызунов 331 внутренней поверхности кости около костномозговой полости;небольшие скопления имелись также в костном мозге. Очевидно, скелет у грызунов богат окисным железом, У других позвоночных тоже обнаружены разнообразные участки, содержащие окисное железо, причем некоторые из них аналогичны найденным у лесной мыши.

Например, у голубей помимо трех участков поблизости от обонятельной области диффузное голубое окрашивание выявлено в костях дорсальной части черепа, особенно у поверхности и в местах прикрепления мышц. У пещерной саламандры диффузное голубое окрашивание обнаружено в костном матриксе у основания зубов (%а!согГ, %а!соц, 1982). В настоящее время роль различных отложений окисного железа остается неясной, хотя на этот счет могут быть высказаны некоторые предположения.

Характеристики

Список файлов книги