Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Nanoelectropulse-Induced Phosphatidylserine Translocation. med./bio.

[Durch Nanoelektropulse induzierte Phosphatidylserin-Translokation].

Veröffentlicht in: Biophys J 2004; 86 (6): 4040-4048

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollte die Membran-Phospholipid-Umordnung (Translokation) untersucht werden, die nach ultrakurzer Puls-Exposition auftritt. Außerdem sollten die elektrophysikalischen Grenzen der gepulsten-Feld-Exposition bewertet werden, die eine Membran-Phospholipid-Translokation erzeugt.

Hintergrund/weitere Details

Phosphatidylserin (PS) ist eine Schlüssel-Phospholipid-Komponente der eukaryotischen Zellmembran und wird fast ausschließlich auf der inneren Hälfte der Zellmembran der Lipid-Doppelschicht normaler gesunder Zellen gefunden. Die PS-Externalisierung (Verlagerung nach außen) ist ein wichtiges physiologisches Signal.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 20 Hz
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: 50 Pulse
Exposition 2: 2 Hz–2 kHz
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: 50 Pulse
Exposition 3:
  • nicht spezifiziert
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: im Artikel nicht angeben
Exposition 4:
  • nicht spezifiziert
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: im Artikel nicht angegeben

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 20 Hz
Typ
Expositionsdauer 50 Pulse
Modulation
Modulationsart gepulst
Pulsbreite 7 ns
Anstiegszeit 2 ns
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
  • mosfet based, inductive adding pulse generator with a spark gap mounted on the microscope stage
Aufbau Cells were placed in a rectangular channel (100 µm wide, 30 µm deep, 12 mm long) with gold plated electrode walls microfabricated on a glass microscope slide
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
elektrische Feldstärke 4.000 kV/m Maximum - - 0; 1; 1,5; 2,5; 3,5; 4 MV/m

Exposition 2

Hauptcharakteristika
Frequenz 2 Hz–2 kHz
Typ
Expositionsdauer 50 Pulse
Zusatzinfo The following pulse repetition rate were used: 0 Hz, 2 Hz, 20 Hz, 200 Hz and 2000 Hz
Modulation
Modulationsart gepulst
Pulsbreite 7 ns
Anstiegszeit 2 ns
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
elektrische Feldstärke 2.500 kV/m - - - -

Exposition 3

Hauptcharakteristika
Frequenz
  • nicht spezifiziert
Typ
Expositionsdauer im Artikel nicht angeben
Modulation
Modulationsart gepulst
Pulsbreite 1 µs
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
elektrische Feldstärke 1.000 kV/m - - - mit 30 µJ/Puls

Exposition 4

Hauptcharakteristika
Frequenz
  • nicht spezifiziert
Typ
Expositionsdauer im Artikel nicht angegeben
Modulation
Modulationsart gepulst
Pulsbreite 30 ns
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
elektrische Feldstärke 2.500 kV/m - - - mit 5 µJ/Puls

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes System:
Untersuchungszeitpunkt:
  • während der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

1.5 MV/m-Pulse erzeugen einen Zwischenwert bei der PS-Translokation, oberhalb des Hintergrund-Wertes, aber weniger als bei der maximalen beobachteten Reaktion bei größeren Amplituden, was darauf hindeutet, dass der Feld-Schwellenwert der PS-Externalisierung (Verlagerung von Phosphatidylserin nach außen) mit 7 ns-Pulsen zwischen 1.0 und 1.5 MV/m liegt. Bei höheren Feldstärken wird ein Plateau bei der Reaktion aufgedeckt. Pulse von 2.5, 3.5 und 4.0 MV/m rufen PS-Translokation bei ungefähr demselbem Teil der Population hervor (30-40% der Zellen). Wird die Puls-Wiederholungsrate über drei Größenordnungen für 50 Pulse (7 ns, 2.5 MV/m) verändert, decken die Expositionen bei 2000 Hz eine Abnahme bei der PS-Externalisierung und eine Zunahme bei 2 Hz auf.
Es wird auch gezeigt, dass für Nano-Elektropuls-induzierte Phosphatildylserin-Translokation kein Calcium im externen Medium erforderlich ist und dass die in diesem Experiment verwendeten Puls-Anordnungen keine signifikante intrazelluläre oder extrazelluläre Joule-Erwärmung verursacht.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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