Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Extremely low-frequency electromagnetic field (ELF-EMF) does not affect the expression of alpha3, alpha5 and alpha7 nicotinic receptor subunit genes in SH-SY5Y neuroblastoma cell line med./bio.

[Ein extrem niederfrequentes elektromagnetisches Feld (ELF-EMF) beeinträchtigt nicht die Expression der alpha3, alpha5 und alpha7 Nikotinrezeptor-Untereinheit-Gene bei der SH-SY5Y-Neuroblastom-Zelllinie]

Von: Antonini RA, Benfante R, Gotti C, Moretti M, Kuster N, Schuderer J, Clementi F, Fornasari D

Veröffentlicht in: Toxicol Lett 2006; 164 (3): 268-277

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollten die Wirkungen extrem niederfrequenter elektromagnetischer Felder auf die Expression neuronaler Nicotinrezeptoren in der humanen Neuroblastom-Zelllinie SH-SY5Y untersucht werden (ein gut etabliertes zelluläres Modell zur Untersuchung neuronaler Nicotin-Acetylcholinrezeptoren).

Hintergrund/weitere Details

Neuronale Nicotin-Acetylcholinrezeptoren sind an einer Anzahl funktionaler Prozesse beteiligt, einschließlich der Kognition, des Lernens und des Gedächtnisses. Veränderungen in ihrer Expression und/oder Aktivität waren bei verschiedenen neurologischen Funktionsstörungen, wie der Alzheimer Krankheit, der Parkinson-Krankheit und der Schizophrenie einbezogen.
Die Arbeit ist Teil des REFLEX-Projektes (Risk Evaluation of Potential Environmental Hazards From Low Energy Electromagnetic Field Exposure Using Sensitive in vitro Methods), gefördert durch die Europäische Union.

Endpunkt

molekulare Biosynthese: Genexpression (Expression der α3-, α5- und α7-Nicotin-Untereinheiten)

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

- Hochspannungsfreileitung

Exposition	Parameter
Exposition 1: 50 Hz Expositionsdauer: intermittierend, 5 min an 5 min aus für 16 Stunden	magnetische Flussdichte: 2 mT Effektivwert magnetische Flussdichte: 1 mT Effektivwert
Exposition 2: 50 Hz Expositionsdauer: kontinuierlich für 16 Stunden	magnetische Flussdichte: 2 mT Effektivwert magnetische Flussdichte: 1 mT Effektivwert
Exposition 3: 50 Hz Expositionsdauer: kontinuierlich für 48 Stunden	magnetische Flussdichte: 1 mT Effektivwert

Exposition 1

Hauptcharakteristika

Frequenz	50 Hz
Typ	Magnetfeld
Signalform	sinusoidal
Polarisation	linear
Expositionsdauer	intermittierend, 5 min an 5 min aus für 16 Stunden
Zusatzinfo	50 Hz power line signal was based on weighted sum of 50 Hz harmonics up to 1250 Hz and corresponded to the maximum accepted distortion for low to medium voltage power systems defined by International Electrotechnical Commission.

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	two 4 coil system each of which placed inside a µ-metal shielded box
Zusatzinfo	Magnetic field was perpendicular to the dish plane. For intermittent exposures, the magnetic field was linearly ramped during on/off switching with rise and fall time of 3 s.

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
magnetische Flussdichte	2 mT	Effektivwert	berechnet und gemessen	-	-
magnetische Flussdichte	1 mT	Effektivwert	berechnet und gemessen	-	-

Mess- und Berechnungsdetails

Magnetic field was measured with three axis Hall probe and was recorded every 10 s and regulated though current measurements in the coils.

Exposition 2

Hauptcharakteristika

Frequenz	50 Hz
Typ	Magnetfeld
Signalform	sinusoidal
Polarisation	linear
Expositionsdauer	kontinuierlich für 16 Stunden

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	gleicher Aufbau wie Exposition 1

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
magnetische Flussdichte	2 mT	Effektivwert	berechnet und gemessen	-	-
magnetische Flussdichte	1 mT	Effektivwert	berechnet und gemessen	-	-

Exposition 3

Hauptcharakteristika

Frequenz	50 Hz
Typ	Magnetfeld
Signalform	sinusoidal
Polarisation	linear
Expositionsdauer	kontinuierlich für 48 Stunden

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	gleicher Aufbau wie Exposition 1

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
magnetische Flussdichte	1 mT	Effektivwert	berechnet und gemessen	-	-

Referenzartikel

Schuderer J et al. (2004): In vitro exposure apparatus for ELF magnetic fields

Exponiertes System:

intakte Zelle/Zellkultur (in vitro)
SH-SY5Y (humane Neuroblastom-Zelllinie)

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

molekulare Biosynthese: Expression der α3-, α5- und α7-Nicotin-Untereinheiten (Northern Blots); allgemeine Genexpression (Human Unigene RZPD-2 DNA-Microarray)
Wirkungen auf das neurologische System: Expression der Nicotin-Untereinheiten (siehe "molekulare Biosynthese")
Bindung von ¹²⁵I-α-Bungarotoxin und ³H-Epibatidin (zur quantitativen Messung der α7- und α3-Rezeptor-Expression (nach Nicotin-Behandlung (als externer Stimulus)))

Untersuchtes System:

DNA/RNA (in vitro)
intakte Zelle/Zellkultur (in vitro)

Untersuchungszeitpunkt:

nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Einige Gene des allgemeinen Genexpressions-Tests wurden nach der extrem niederfrequenten elektromagnetischen Feld-Exposition hochreguliert oder runterreguliert.
Die Epibatidin-Bindungsstellen, die den α3-enthaltenden Rezeptoren entsprechen, waren nach der Exposition bei den extrem niederfrequenten elektromagnetischen Feldern erhöht.
Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass SH-SY5Y-Zellen ein geeignetes Modell sind, um die Wirkungen extrem niederfrequenter elektromagnetischer Felder auf die Expression von neuronalen Nicotinrezeptoren zu untersuchen.
Die Ergebnisse zeigten ebenfalls, dass die Expression einiger relevanter Komponenten des cholinergen Nicotin-Systems auf molekularer Ebene keiner Veränderung durch eine umweltbedingte Exposition bei extrem niederfrequenten elektromagnetischen Feldern unterworfen war. Trotz der unterschiedlichen angewendeten Expositions-Protokolle konnten die Autoren keine Wirkungen der extrem niederfrequenten elektromagnetischen Felder auf diese Rezeptor-Familie nachweisen.

Studienmerkmale:

medizinische/biologische Studie
experimentelle Studie
Voll-/Hauptstudie
Blindstudie

Studie gefördert durch

European Union (EU)/European Commission
Ministero dell' Università e della Ricerca (MIUR (formerly MURST (Ministero dell' Università e della Ricerca Scientifica e Tecnologica); Ministry of University and Research), Italy

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