WIlk / Źródło: Unsplash
Środowisko

Czy pole magnetostatyczne ma wpływ na rozrodczość zwierząt?

W badaniach dotyczących związku elektryczności, magnetyzmu czy elektromagnetyzmu ze środowiskiem biologicznym stosunkowo mało uwagi poświęcono oddziaływaniu pola elektrostatycznego i pola magnetostatycznego, a właśnie w ekspozycji na nie ewoluowało życie na Ziemi. Wiele obiektów żyjących wyczuwa statyczne pole elektryczne i magnetyczne w celu migracji obiektów (elektro- i magnetotaksja). Okazuje się, iż żywe istoty o różnym poziomie organizacji są związane z polem geomagnetycznym Ziemi. Dotyczy to nie tylko bakterii, ale też glonów jedno- i wielokomórkowych, pierwotniaków, płazińców, mięczaków oraz kręgowców.  

Przeprowadzane badania behawioralne nie dały żadnych wskazówek co do przyczyn takich zachowań. Przełomem było wykrycie przez Josepha Kirschvinka z laboratorium Jamesa Goulda na uniwersytecie w Princeton obecności cząstek magnetytowych Fe3O4. Są to cząsteczki ferromagnetyczne, posiadające pojedyncze domeny magnetyczne z trwałym momentem magnetycznym, osiągającym w masie cząsteczek wartość 480×103 A/m. Prowadzone ostatnio badania wskazują na inny mechanizm, związany z fizyką kwantowa, nazwany nawigacją kwantową (Świat Nauki, 4.2022).

Chińskie badania nad polem magnetostatycznym  

Wieloletnie badania nad wpływem pola elektromagnetycznego (PEM) na życie i zdrowie ludzi i zwierząt nie wskazywały na potrzebę szczegółowego zajmowania się polem magnetostatycznym (PMs). Coraz częściej jednak pojawiają się opinie, że również ta część spektrum częstotliwościowego pola elektromagnetycznego (PEM), a w zasadzie jego początek przy f=0, może być przedmiotem zainteresowania badaczy. Ostatnio grupa naukowców chińskich podjęła badania nad wpływem pola magnetostatycznego na poziom reprodukcji ssaków (Effects of Moderate to High Static Magnetic Fields on Reproduction, Bioelectromagnetics, 43:278–291, 2022). Chińska grupa badawcza zajęła się PMs, biorąc pod uwagę wzrost emisji tego pola w medycynie, w przemyśle i w życiu codziennym. Badania wskazały na to, że PMs ma istotny wpływ na niektóre aspekty procesu rozrodczego. Autorzy używają PMs o bardzo zróżnicowanych wartościach, od 1 mT do 10 T, w zastosowaniu do różnych modeli zwierzęcych. 

Myszy / Źródło: Unsplash

PMs może mieć wpływ na jakość i właściwości spermy, tj. na ruchliwość, liczebność, witalność i morfologię, a to z kolei może w sposób istotny wpływać na zdolność rozrodczą samców. Prowadzone przez ostatnie kilkanaście lat badania nie dały jasnego komunikatu, jaka jest skala tego wpływu. Wiadomo jedynie, że wpływ PMs na spermę zależy od czasu ekspozycji, intensywności PMs oraz od obiektu (gatunek zwierzęcia) wystawionego na ekspozycję. W części badań nie zauważono takiego wpływu, w części jednak zauważono zmiany parametrów plemników w zależności od przyłożonego PMs.  W części badań, w których zauważono zmiany parametrów plemników, i to zmiany w kierunku negatywnym, PMs miało charakter niejednorodny.  

Wpływ pola magnetostatycznego na komórki rozrodcze 

Chociaż konsekwencje funkcjonalne są nadal nieznane, kilka badań wykazało, że ustawienie nasienia może się zmieniać w PMs. Dla przykładu głowa plemnika składa się z jądra, a ogon składa się głównie z anizotropowych mikrotubuli, które mają właściwości diamagnetyczne i w związku z tym są wrażliwe na pole magnetyczne. W kilku badaniach stwierdzono, że orientacja plemników byka jest prostopadła do linii sił pola magnetycznego wytwarzanego przez elektromagnesy o wartościach 1,5 – 1,7T. Inni badacze stwierdzili, że plemnik jeżowca i plemnik ludzki są ustalone prostopadle do kierunku PMs o wartości 0,5 oraz 0,6 T.  

Innym elementem wpływu PMs na proces rozrodczy jest jego wpływ na żeńskie komórki rozrodcze. Wydaje się, że PMs o umiarkowanej intensywności nie mają negatywnego wpływu na wzrost lub rozwój oocytów, a nawet mogą mieć działanie cytoochronne (kriokonserwację jajników). Nieliczne badania wskazują, że duży wpływ na tworzenie mikrojąder ma PMs o bardzo wysokiej indukcji rzędu 10 T, działające w połączeniu z promieniowaniem rentgenowskim. Ogólnie badania na temat PMs na żeńskim układzie rozrodczym nadal są bardzo ubogie. W związku z tym potrzeba więcej eksperymentów, aby uzyskać lepsze zrozumienie wpływu PMs na żeński układ rozrodczy. 

Wpływ pola magnetostatycznego na przebieg ciąży 

Część badaczy jest też zainteresowana w ocenie wpływu PMs na przebieg ciąży u zwierząt. Okres ciąży myszy i szczurów to około 3 tygodni, co sprzyja przeprowadzeniu odpowiednich badań rozwoju embrionalnego. Zapłodnione jajo przechodzi wiele podziałów ze stadium zygoty do wczesnego zarodka. W tym procesie rozwijające się narządy są niezwykle podatne na zewnętrzne bodźce środowiskowe. Wyniki badań, rejestrowane w dostępnej literaturze, są jednak mocno niejednoznaczne co do oceny tego wpływu. Można spotkać badania, w których ciężarne szczury wystawione w okresie 10 tygodni na działanie jednorodnego PMs o wartości indukcji 9,4 T nie wykazały w ich sercu żadnych istotnych zmian, podobnie było w przypadku pulsu, diety, masy ciała, funkcji poznawczych, wątroby lub wskaźników biochemicznych nerek.  

Wiewiórka / Źródło: Unsplash

W innym badaniu ciężarne szczury wystawione zostały na działanie PMs 128 mT przez 13 dni (1 godz./dzień). Stwierdzono, że czerwone krwinki, hemoglobina, dehydrogenaza mleczanowa i poziom glutationu w wątrobie zostały znacznie zwiększone, podczas gdy uwalnianie insuliny uległo zmniejszeniu, w wyniku czego nastąpiło zwiększenie stężenie glukozy we krwi u ciężarnych szczurów. Inne badanie z kolei pokazało, że PMs 128 mT może mieć działanie ochronne przed kadmem, indukującym upośledzenie u ciężarnych szczurów. Przytoczone przykłady wskazują na niemożność jednoznacznej oceny wpływu PMs na przebieg ciąży u zwierząt, a zatem, biorąc pod uwagę, że PMs może mieć wpływ na poziom glukozy we krwi, stres oksydacyjny i inne ważne parametry zdrowotne, należy kontynuować badania w celu uzyskania w miarę jednoznacznej odpowiedzi na pytanie, czy PMs ma wpływ, a także jaki, pozytywny czy negatywny, na życie matki i jej potomstwa w życiu płodowym. 

Pole magnetostatyczna a narządy rozrodcze 

Oprócz wymienionych wyżej badań przeprowadzono również kilka badań wpływu PMs na narządy rozrodcze, takie jak jądra, najądrza, itp. W jednym z badań stwierdzono, że PMs 3,5T prowadziło do zahamowania kojarzenia się myszy w celu godowym. Ponieważ jest to badanie ekskluzywne, trzeba z dużą ostrożnością podchodzić do jego wyników. Inne badania nie wskazywały na istotne zmiany w masie i funkcjonowaniu narządów rozrodczych (poziom testosteronu) u szczurów i myszy. 

Wygląda na to, że pole magnetostatyczne ma różny wpływ 

Ogólnie rzecz biorąc, PMs ma różny wpływ na reprodukcję, w tym gametogenezę i rozwój embrionalny zwierząt modelowych. Wyniki przeprowadzonych badań w dużej mierze zależą od właściwości ekspozycji PMs, przede wszystkim jednorodności pola, geometrii pola oraz czasu ekspozycji. Uwaga badaczy powinna skierować się na badanie wpływu pola magnetostatycznego o dużej intensywności, bo z takim polem mogą spotkać się pacjenci diagnozowani NMR czy poddani zabiegom magnetoterapeutycznym. Warto też spojrzeć do opisu badań wskazujących na istotnie pozytywny wpływ PMs na zmniejszanie poziomu glukozy, a zatem w terapii cukrzycy II rodzaju (http://elektrofakty.pl/2021/12/17/elektroceutyczne-metody-leczenia-chorob-masowych-cukrzyca-2-rodzaju-i-szumy-uszne/).  

Należy zwrócić uwagę na fakt, że wykazany wpływ PMs na środowisko biologiczne jest w pewnej sprzeczności z doniesieniami literaturowymi, wskazującymi na brak takiego wpływu (Livingston JD. Magnetic therapy. Plausible attraction? Skeptical Inquirer 1998;58:25-30). Pozytywne wyniki przedstawionych wyżej badań skłaniają do krytycznego spojrzenia na dotychczas istniejące opinie.