A mitogenetikus sugárzás A biokémia célja, hogy minden biológiai jelenséget kémiai reakciókkal magyarázzon. Persze a növények és állatok növekedését, embriogenezisét és morfológiai (alaki) szerkezetük irányítását is kémiai úton szeretnék magyarázni. Azonban a szervezet létező sejtjeinek kell meghatározniuk az egyedfejlődés, az embriogenezis során, mikor és hol kell új sejtet létrehozni sejtosztódással. Ezt csak információátadással lehet megoldani, olyan információ átadásával, amely a szervezet egészének áttekintésére is képes kell legyen, és amely el kell tudnia érni, hogy épp a megfelelő sejtet az információ átadása osztódásra is bírja. Spemann 1921-es publikációi után rövidesen A. G. Gurvics, W. Stempell és Margou kezdte tanulmányozni részletesen a sejtek növekedési és osztódási jelenségeit. Gurvics gyorsan osztódó hagyma-sejtek hatását vizsgálta olyan sejtekre, amelyek nem voltak az osztódási fázisban (ábra). Az egyik hagyma-gyökeret, amelyik a detektor szerepét játszotta, fémborítású üvegcsőbe helyezte. A gyökér egyik részét egy lyuk fedetlenül hagyta, és ezzel a lyukkal szemben, az előbbi csőre merőlegesen helyezte el az indító (induktor), jelküldő hagymát, ugyanilyen csőben, úgy, hogy ennek csúcsa nagyon közeli a detektor hagymához, de nem érinti. Emiatt az elrendezés miatt a detektor gyökér helyzete más, mint a szokásos feltételek között. A detektor hagymagyökér fedetlen része közvetlenül szomszédos egy gyors osztódás állapotában lévő másik gyökérrel. Ebben az elrendezésben a lassan és gyorsan osztódó sejtek közeli szomszédságba kerülnek, ami lehetővé teszi a sejtosztódást, a szervezet növekedését irányító folyamat, az információátadás és a növekedés beindító és szabályozó tényezők közvetlen vizsgálatát. Pár óra múlva a detektor gyökér induktornak kitett felülete a fedett körzetekhez képest meggyorsult osztódást mutatott! Ezt nevezik mitogenetikus (sejtosztódást előidéző) hatásnak. A kísérlet finomítása optikai tükrökkel és különböző szűrőkkel (kvarc árnyékolással) demonstrálta, hogy ezt a mitogenetikus hatást ultraibolya fény váltotta ki. Ezek a kísérletek arra a feltevésre vezettek, hogy a biológiai szövettenyészetek bizonyos körülmények között ultraibolya fényt bocsájtanak ki, amely képes más sejtek osztódását kiváltani. Erre a feltevésre vezethető vissza a "mitogenetikus sugárzás" elnevezés. A mitogenetikus sugárzásnak figyelemreméltó tulajdonságai vannak. Ismeretes, hogy a biológiai szövetek rendkívül hatékonyan nyelik el az ultraibolya sugárzást. Nyáron bőrünk felső rétegei égnek le a Nap ultraibolya sugárzásától, a mélyebben fekvő szövetek közvetlenül nem károsodnak. Mégis, az osztódó detektor-hagymánál jóval az ultraibolya sugárzás behatolási mélységén túl is megfigyeltek fokozódott osztódást. Ezt az úgynevezett másodlagos sugárzás magyarázza. Ezt a mélybeli ultraibolya sugárzást olyan sejtek bocsájtják ki, amelyek vagy a felszínről kapnak mitogenetikus sugarakat vagy környező sejtektől másodlagos sugárzást. A másodlagos sugárzás maga is képes osztódást beindítani. A szervezet belsejébe a mitogenetikus sugárzás sejtek relé-állomásain, adó-állomások láncolatán kereszrül jut el. Érdekes, hogy a mitogenetikus sugárzás nemcsak az élet-serkentéskor, hanem a sejtek halálakor is fellép. Ha az induktor sejtjeit méreggel, mechanikusan vagy hűtéssel elölik, a detektor tisztán mutatja a mitogenetikus hatást. Az elhaló, haldokló sejtek ilyen "degradációs" sugárzását az élő sejtek állandósult állapotának szétesése okozza. Ezzel a degradációs sugárzással e haldokló sejtek más sejteket indítanak el az osztódás, a megszületés útján. A hattyúdal megindítja a fogantatást. Ez a visszacsatolás része lehet a szervezetet állandósítva fenntartó szabályozó körnek. Bauer Ervin a harmincas évek elején figyelt fel Vles és Gex kísérleti eredményeire, amelyek azt mutatták, hogy az élő sejtek elhalásuk során ultraibolya fényt bocsájtanak ki magukból. Bauer Ervin ebből arra következtetett, hogy az élő szervezetkeben a biomolekulák lényeges többletenergiát tartalamaznak az élettelen, halott állapothoz képest, és ez a többletenergia a biomolekulákat kifeszített és elektromosan polarizált állapotban tartja (lásd Bauer Ervin: Elméleti Biológia, Akadémiai Kiadó, Budapest, 1967). Bizonyos körülmények miatt a kísérletek nem reprodukálhatók minden esetben. A sejtosztódás, a mitózis szaporasága jelentősen különböző lehet, ahogy természeti körülmények között is az. A sejtnek magánélete is van. Emiatt a sejtosztódás mértékének meghatározása eleve jelentős bizonytalanságot tartalmaz. Másrészt a mitogenetikus sugárzás hatására beálló sejtosztódási ütem- növekedés nem egyértelműen múlja felül a természetes fluktuációt. Ezenkívül még egyéb hatások is módosíthatják a kísérlet eredményét, mint például rádióaktív sugarak akár gyenge elnyelése is, vagy a gyökér és az üvegcső falának puszta érintkezése is növelheti a mitózis ütemét. Sok évi kutatás sok ilyen módosító tényező létét mutatta ki, olannyira, hogy magát a mitogenetikus effektus létét nem lehetett egyértelműen és minden kétséget kizáróan bizonyítani. Ezenkívül, amikor a mitogenetikus sugárzás intenzitását közvetlenül, fizikai módszerekkel akarták mérni (amikor a detektor nem élő szövet, és ennek megnövekedett osztódási üteme, hanem kálium, kadmium, vagy egyéb számlálócső), a mérőeszközök alacsony érzékenysége miatt a jel /zaj viszony legtöbbször nem volt elég magas ahhoz, hogy a jel világosan kiemelkedjen a detektor zajából. Néhény szerző bizonyítékot talált a mitogenetikus sugárzás létére, mások, sokszor hasonló detektorokkal, nem találtak világos hatást. A fénysokszorozó csövek kifejlesztésével azonban nagyságrendekkel megnőtt a detektorok érzékenysége. L. Colli és munkatársai felfedezték, hogy a csírázó növények gyenge fényt bocsájtanak ki magukból. A búza, a bab, a lencse, a kukorica fénykibocsájtása 250-750 beütés/másodperc értékeket adott olyan detektorokkal, melyekre a háttér értéke 130 beütés/músodperc. A sugárzás színképe a 4000-6000 Angström tartományba esett -ez éppen a látható fényé, a kéktől a sárgáig - és ezen belül a legerősebb az 5500 Angströmnél (ez felel meg a zöld színnek). Colliék az ötvenes években a növények fénykibocsájtása és a magok életfunkciói között szoros kapcsolatot találtak! Megállapították, hogy a fénykibocsájtás magukból a magokból történik, és nem például biolumineszcens baktériumokból, amit a magok sterilizálása utáni mérésekkel igazoltak. Kiderült, hogy a sugárzás erőssége változik a magok életkorával, a legerősebb a négy-hétnapos csíráknál. A darabokra szétvágott csírák sugárzása az épen hagyottakénál 2-3-szor erősebb. A hatvanas évek elején különösen a Szovjetúnióban nőtt meg az érdeklődés a biológiai szövetek ultragyenge fénykibocsájtása iránt. Fény derült arra, hogy az ultragyenge sugárzás valószínűleg nem a biomolekulák fényelnyelésének következménye, mivel a gerjesztett állapotba juttatott biomolekulák nem mutatnak ilyen ultragyenge fényemissziót. Bebizonyosodott, hogy ez a fénykibocsájtás se nem kémiai, se nem biológiai lumineszcencia. Az állati szövetek is kibocsájtanak gyenge sugárzást. Így például a béka szíve, az összehúzódás fázisában 10 beütés/másodperc intenzitásnak megfelelő fényt bocsájt ki magából. Az egér mája is a látható tartományban sugároz. A béka faridege fényt bocsájt ki, ahogy az idegen elektromos impulzust engednek át (6 ezredmásodpercig 15 V feszültség). A halott ideg nem mutat fényemissziót. Több mint kilencven faj vizsgálata mutatta, hogy az ultragyenge fénykibocsájtás általánosan jellemzi az élő szervezeteket. (Az "Electromagnetic Bio-Information", ed. F.-A. Popp et al., 2nd Edition, Urban & Schwarzenberg, 1989, B. Ruth: Experimental Investigations on Ultraweak Phgoton Emission, p. 128 nyomán) (folyt. köv.) |