Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Nonthermal effects of radiofrequency-field exposure on calcium dynamics in stem cell-derived neuronal cells: elucidation of calcium pathways. med./bio.

[Nichtthermische Wirkungen einer hochfrequenten Feld-Exposition auf die Calcium-Dynamik in Stammzell-abgeleiteten neuronalen Zellen: Untersuchung der Calcium-Signalwege].

Veröffentlicht in: Radiat Res 2008; 169 (3): 319-329

Ziel der Studie (lt. Autor)

Diese Studie wurde durchgeführt, um nicht-thermische Wirkungen einer Hochfrequenz-Exposition auf die Calcium-Dynamik in Stammzell-abgeleiteten neuronalen Zellen der Maus zu untersuchen.

Hintergrund/weitere Details

Es wurde eine undifferenzierte neuronale Stammzelle der Maus ausgewählt, da sie sich unter Verwendung einer bekannten Kombination aus biochemischen Faktoren leicht zu neuronalen Zellen differenziert. Außerdem verfügen diese Zellen im undifferenzierten Zustand nicht über manche Ionenkanäle. Unterziehen sich die Stammzellen der Differenzierung zum Neuron werden diese Ionenkanäle exprimiert (z.B. der N-Typ-Ca2+-Kanal, ein spannungs-abhängiger Calciumkanal der Zellmembran). Die Zellen wurden mit pharmakologischen Inhibitoren (u.a. Nifedipin, ω-Conotoxin: L-Typ-Ca2+-Kanal-Blocker, Thapsigargin: Ca2+-ATPase-Inhibitor) behandelt, um die möglichen Signaltransduktionen des Ca2+-Influx/Efflux zu erörtern.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 700–1.100 MHz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 60 min
  • SAR: 0,5 W/kg
Exposition 2: 800 MHz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 60 min

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 700–1.100 MHz
Typ
Charakteristik
  • gerichtetes Feld
Expositionsdauer kontinuierlich für 60 min
Zusatzinfo 700, 750, 800, 850, 900, 1000, and 1100 MHz
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
  • custom-built frequency-tuneable exposure applicator [Pickard et al., 2006]
Kammer The applicator was constructed of brass with four pairs of "windows" allowing real-time optical imaging when placed on a microscope stage. An insulating well provided a buffer solution for the seeded cells.
Schein-Exposition Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.
Zusatzinfo The differentiated cells were plated on to 24 x 30 mm glass cover slips and cultured with serum-free neurobasal medium for 48 to 60 h before experiments. All experiments were conducted at room temperature of 24-26°C.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
SAR 0,5 W/kg - berechnet - -

Exposition 2

Hauptcharakteristika
Frequenz 800 MHz
Typ
Charakteristik
  • gerichtetes Feld
Expositionsdauer kontinuierlich für 60 min
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Schein-Exposition Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
SAR 0,5 W/kg - berechnet - -
SAR 1,1 W/kg - berechnet - -
SAR 5 W/kg - berechnet - -
SAR 50 W/kg - berechnet - -

Referenzartikel

  • Pickard WF et al. (2006): Electromagnetic and thermal characterization of an UHF-applicator for concurrent irradiation and high resolution non-perturbing optical microscopy of cells.

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes System:
Untersuchungszeitpunkt:
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Unter der Exposition bei hochfrequenten Feldern wurde ein signifikanter Anstieg in der Anzahl der Ca2+-Zacken, besonders bei den differenzierten neuronalen Zellen festgestellt (maximale Anzahl an Ca2+-Zacken bei einer Frequenz von ungefähr 800 MHz). Der Anstieg in der Ca2+-Zacken-Aktivität war von der Frequenz abhängig aber nicht von der spezifischen Absorptionsrate zwischen 0,5 bis 5 W/kg. Bei der spezifischen Absorptionsrate von 50 W/kg wurde eine statistisch signifikante Verminderung der Ca2+-Zacken beobachtet.
Keine Ca2+-Zacken wurden weder bei den Kontrollzellen noch bei den exponierten Zellen unter Abwesenheit des extrazellulären Calciums beobachtet. Dies deutet auf eine entscheidende Rolle des Ca2+-Influx entlang der Zellmembran hin. Unter Verwendung pharmakologischer Inhibitoren zeigte sich, dass an der Vermittlung der Ca2+-Zacken-Vermehrung sowohl die N-Typ-Ca2+-Kanäle als auch die Phospholipase C beteiligt scheinen.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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