Показано, что воздействие магнитного экранирования на перитонеальные нейтрофилы вызывает снижение внутриклеточной продукции АФК в гипомагнитных условиях (ГМУ), регистрируемое по изменению интенсивности флуоресценции продуктов 2,7-дихлордигидрофлуоресцеина и дигидрородамина 123. В этих экспериментах обнаружено, что действие гипомагнитного поля проявляется на нейтрофилах без их дополнительной стимуляции химическими активаторами респираторного взрыва и, следовательно, механизм такого действия может быть не связан с нарушением ответа нейтрофилов на эти стимулы. Мы также использовали другой метод, активированную хемилюминесценцию с селективным зондом для супероксида, люцигенином, для оценки способности нейтрофилов к продукции радикалов после воздействия ГМУ. Внимание было уделено определению значений остаточного статического магнитного поля (СМП), при которых могут быть воспроизведены эффекты ГМУ. Предварительная инкубация суспензии нейтрофилов в «нулевом» магнитном поле (<0,02 мкТл) приводила к достоверному снижению интенсивности люцигенин-зависимой хемилюминесценции (примерно на 30%). При увеличении постоянного поля до 2,5 мкТл этот эффект исчезал, но при значении СМП = 7 мкТл появлялся снова; при 30 и 44 мкТл эффект отсутствовал (значение соответствовало значению СМП в контроле). Такой полиэкстремальный характер зависимости ответа на слабое СМП был отмечен и в экспериментах на нейтрофилах при регистрации продукции АФК методом флуоресцентной спектроскопии. Показано, что добавление в среду инкубации дифенилиодония, ингибитора НАДФН-оксидазы, приводит к снижению интенсивности хемилюминесценции как в опытных (ГМУ), так и в контрольных (геомагнитное поле) образцах. Различия между группами, вызванные действием «нулевого» магнитного поля, наблюдались в широком диапазоне концентраций этого ингибитора (2,5-100 мкМ) в одинаковой степени. Напротив, добавление агента, разобщающего окисление и фосфорилирование в митохондриях, 2,4-динитрофенола, от 5 мкМ до 200 мкМ практически полностью нивелировало различия между контрольной и экспериментальной группой, которые наблюдались в отсутствие или при более низких концентрациях этого ингибитора. Эти данные показывают перспективность изучения митохондрий нейтрофилов как потенциальных мишеней, реагирующих на изменение СМП.

Эффекты комбинированных магнитных полей (КМП) отличаются от эффектов «нулевого» поля и слабого СМП. Как показали наши эксперименты, респираторный взрыв нейтрофилов чувствителен к предшествующим этому событию изменениям магнитных параметров. Прайминг-эффект (предактивация респираторного взрыва в нейтрофилах) комбинированного слабого статического (42 мкТл) и коллинеарного низкочастотного переменного (сумма частот 1, 4,4 и 16,5 Гц, суммарная амплитуда 0,86 мкТл) магнитных полей проявлялся в виде более значительного усиления хемилюминесценции суспензии нейтрофилов в ответ на аппликацию бактериального пептида fMLF или форболового эфира ФMA в присутствии люминола. Наоборот, при использовании других параметров КМП, например частоты, настроенной на циклотронный резонанс иона Fe3+, была продемонстрирована деактивация респираторного взрыва. При этом статическое магнитное поле 60 мкТл и коллинеарное переменное низкочастотное магнитное поле частотой 49,5 Гц и амплитудой 60-180 нТл вызывали после 40-минутной предобработки значительное уменьшение интенсивности респираторного взрыва в нейтрофилах в ответ на активатор fMLF, регистрируемое методом люминол-зависимой хемилюминесценции.

We have shown that exposure of murine peritoneal neutrophils to magnetic shielding in hypomagnetic conditions (HMC) causes the decrease of intracellular ROS production recorded by change of fluorescence intensity of the products of 2,7-dichlorodihydrofluorescein and dihydrorhodamine 123. In these experiments, we found that the effect of the hypomagnetic field is apparent on neutrophils without their additional stimulation by the chemical activators of respiratory burst, and, consequently, the mechanism of such action can be not related to the impairment of the response of neutrophils to these stimuli. We also used another method, activated chemiluminescence with selective probe for superoxide anion, lucigenin, to estimate the radical producing ability of the neutrophils after exposure to HMC. Attention was paid to determination of residual static magnetic field (SMF) values at which the effects of HMC can be reproduced. Pre-incubation of the neutrophil suspension in “zero” magnetic field (<0.02 μT) led to significant decrease of the intensity of lucigenin-dependent chemiluminescence (by around 30%). When the constant field was increased to 2.5 μT, this effect vanished, but at SMF value = 7 μT it appeared again; at 30 and 44 μT, the effect was absent (the value corresponded to SMF value in control). Such polyextreme character of the dependence of response to weak SMF was also noticed in the experiment on neutrophils during ROS production registration by fluorescence spectroscopy. We have shown that the addition of diphenyliodonium, a NADPH-oxidase inhibitor, to the incubation medium leads to the decreased intensity of chemiluminescence in both experimental (hypomagnetic conditions) and control (geomagnetic field) samples. The differences between the groups caused by action of “zero” magnetic field were observed in a wide range of concentrations of this inhibitor (2.5-100 μM) to the similar extent. Contrary to that, addition of an agent uncoupling oxidation and phosphorylation in mitochondria, 2,4-dinitrophenol, from 5 μM and up to 200 μM, almost completely leveled the differences between control and experimental group, that were observed in absence or at lower concentrations of this inhibitor. These data show the prospect of studying neutrophil mitochondria as potential targets reacting on changes of SMF values.

The effects of combined magnetic fields (CMF) are different from the effects of a "zero" field and a weak static magnetic field. As our results showed, the respiratory burst in neutrophils is sensitive to variations of magnetic parameters preceding this event. Priming effect (pre-activation of respiratory burst in neutrophils) of combined weak static (42 μT) and collinear low-frequency alternating (sum of frequencies 1, 4.4 and 16.5 Hz, total amplitude 0.86 μT) was shown as more significant enhancement of chemiluminescence of neutrophil suspension in response to application of a bacterial peptide fMLF, or a phorbol ester PMA, in presence of luminol. On the contrary, when using other parameters of CMFs, for example, the frequency tuned to the cyclotron resonance of Fe3+ ion, deactivation of respiratory burst was demonstrated. In this case, 60 μT static magnetic field and the collinear alternating low-frequency magnetic field, 49.5 Hz and 60-180 nT, caused, after 40 min pretreatment, significant alleviation of respiratory burst intensity in suspension of neutrophils in response to the activator fMLF, recorded by luminol-dependent chemiluminescence assay.