Magneettikenttä altistaa mutaatioille tulevissakin solusukupolvissa 

Saima 2/2016

Ympäristö- ja biotieteiden laitoksella tutkitaan parhaillaan hyvin pienitaajuisten magneettikenttien vaikutuksia soluihin. Magneettikenttien biologiset vaikutukset kiinnostavat, koska ne voivat vauhdittaa sairauksien kuten syöpien syntyä ihmiskehossa.

Magneettikentät ovat olleet tutkimusaiheena jo kauan, ehkä tärkeimpänä motivaationa on väestötutkimuksissa havaittu voimajohtojen yhteys lasten kasvaneeseen leukemiariskiin. Uudemmissa tutkimuksissa on saatu viitteitä siitä, että myös Alzheimerin taudin riski kohoaa, jos altistuminen on pitkäaikaista, kertoo professori Jukka Juutilainen.

Paitsi voimajohdot, myös vaihtovirralla toimivat sähkölaitteet ja johdot synnyttävät pienitaajuisia magneettikenttiä. Kotona kenttä on tyypillisesti 0,05 mikroteslan vahvuinen tai heikompi, teollisilla työpaikoilla taas voidaan päästä jo sataan mikroteslaan, mikä kuitenkin on vielä suositusarvojen mukaista.

Lasten leukemiaa selvittäneiden tutkimusten mukaan riski näyttäisi alkavan kasvaa jo 0,4 mikroteslan magneettikentässä. On kuitenkin vielä epäselvää, onko todella kyseessä syy-seuraussuhde magneettikenttien ja lasten leukemian välillä. Vielä ei tunneta mekanismia, joka voisi selittää näin heikkojen magneettikenttien biologisia vaikutuksia.

Magneettikentän vaikutuksia biologisen tason mekanismeihin on selvitetty Itä-Suomen yliopistossa solukokeiden avulla, ja saadut tulokset saattavat auttaa ratkaisemaan kysymyksen hyvin pientaajuisten magneettikenttien terveysvaikutuksista. Juutilaisen tutkimusryhmä on julkaissut aiheesta useita artikkeleita tiedejulkaisuissa, viimeisimpänä arvostetussa Journal of the Royal Society Interface -sarjassa. 

Merkittävimpänä löydöksenä näissä tutkimuksissa voi pitää sitä, että tutkimusryhmä kuvasi ensimmäisenä hyvin pienitaajuisen magneettikentän aiheuttaman genomin epävakaisuuden. Genomin epävakaisuus on ilmiö, joka kuvattiin ensimmäisen kerran ionisoivan säteilyn aiheuttamana, ja se on mullistanut säteilybiologian peruskäsityksiä. Klassisen säteilybiologian mukaan säteilylle altistetussa solussa mahdollisesti syntyneet mutaatiot periytyvät sellaisenaan tuleville solusukupolville.

– Uuden säteilybiologian havaintojen mukaan kuitenkin jälkeläissoluille periytyy lisääntynyt mutaatiotaipumus, eli uusia geneettisiä muutoksia syntyy seuraavissa solusukupolvissa. Tätä ilmiötä kutsutaan genomin epävakaudeksi, ja nyt on siis havaittu, että myös hyvin pientaajuinen magneettikenttä voi aiheuttaa sitä.

– Genomin epävakaisuus on oletettavasti hyvin merkityksellinen ilmiö ympäristön aiheuttamassa syövässä. Syövän kehittyminen edellyttää useita mutaatioita tietyissä geeneissä. Genomin epävakaisuuteen liittyvä suurentunut mutaatiotaajuus merkitsee suurempaa mahdollisuutta siihen, että mutaatioita osuu syövän kannalta merkityksellisiin geeneihin, lisää yliopistonlehtori Jonne Naarala.  

– Hyvin pientaajuisen magneettikentän aiheuttaman epävakaisuuden havaittiin siirtyvän usean solusukupolven päähän. Ihmisen neuroblastoomasoluilla tehdyissä kokeissa genomin epävakaisuus oli havaittavissa vielä 30 vuorokautta altistuksen jälkeen, mikä näillä soluilla vastaa noin 30 solusukupolvea. Genomin epävakaisuuden havaitsemiseen näissä kokeissa käytettiin mikrotumia. Mikrotumien esiintyminen liittyy kromosomitason vaurioihin, ja niitä käytetään yleisesti genotoksisuuden eli geenimyrkyllisyyden indikaattorina.

Toinen merkittävä havainto tutkimuksissa oli biologisten vaikutusten havaitseminen jo 10 mikroteslan kentällä. Yleensä biologisissa kokeissa on käytetty vähintään 100 mikroteslan magneettikenttiä, jotta tulokset saadaan paremmin näkyviin.

– Olemme nyt suuntaamassa tutkimusta vielä tätäkin pienempiin kenttiin. Niissä on haastetta, sillä täytyy tehdä suuri määrä toistoja, jotta tuloksista saadaan tilastollisesti merkitseviä. Lisäksi soluviljelyinkubaattorin lämmitys- ja säätöjärjestelmät toimivat sähköllä, eli laite itsessään tuottaa pientaajuisia magneettikenttiä. Kontrollinäyte ei siis olekaan nollakentässä, selventää Juutilainen.

– Muiden tutkijoiden esittämä ajatus on, että genomin epävakaisuus olisi aina yhteydessä oksidatiiviseen stressiin eli epätasapainoon solujen hapetus-pelkistystilassa. Olemme tutkineet täällä paljonkin tätä oksidatiivista stressiä, mutta magneettikentän aiheuttaman genomin epävakaisuuden syntyminen ei kokeissamme näyttänyt edellyttävän oksidatiivista stressiä. Antioksidanttikäsittely ei vaikuttanut epävakaaseen genomiin, lisää Naarala. 

Tutkimusala kehittyy kokonaisuudessaan jatkuvasti. Uusilla laitteilla voidaan lähitulevaisuudessa videoida elävää solua ja siinä tapahtuvia välittömiä muutoksia, kun magneettikenttä laitetaan päälle.  

– Mekanismien ymmärtämisen kannalta kiinnostava ilmiö on eläimillä todettu magneettiaisti, joka ainakin osittain näyttää selittyvän magneettikentän kvanttimekaanisella vaikutuksella radikaaliparien elinikään. Ihmisillä magneettiaistin olemassaoloa ei ole osoitettu, ehkä se on kadonnut evoluution myötä. Meissä kuitenkin on samoja magnetosensitiivisiä proteiineja, jotka eläimillä mahdollistavat magneettiaistin, ja samat perusmekanismit voisivat olla myös heikkojen pientaajuisten magneettikenttien biologisten vaikutusten takana, sanoo Juutilainen.

Teksti: Marianne Mustonen Kuva: Raija Törrönen