Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Modulation of redox status and calcium handling by extremely low frequency electromagnetic fields in C2C12 muscle cells: A real-time, single-cell approach. med./bio.

[Modulation des Redox-Status und des Kalzium-Umsatzes durch extrem niederfrequente elektromagnetische Felder in C2C12-Muskelzellen: ein Echtzeit-Einzelzell-Ansatz].

Veröffentlicht in: Free Radic Biol Med 2010; 48 (4): 579-589

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es wurde eine Einzel-Zell-Ansatz gewählt, um die Wirkungen einer kurzzeitigen Exposition (30 Min.) bei extrem niederfrequenten elektromagnetischen Feldern (50 Hz, 0,1 und 1 mT) auf die Muskel-Zelldifferenzierung und Zellfunktion zu untersuchen (der Schwerpunkt lag auf Markern des oxidativen Stress und der Calcium-Verarbeitung).

Hintergrund/weitere Details

Um zu bestimmen, ob intrazelluläre Ca2+-Variationen vom extrazellulären Ca2+-Influx durch Spannungs-aktivierte Calciumkanäle in der Zellmembran oder von der intrazellulären Ca2+-Freisetzung aus dem Endoplasmatischen Retikulum/Sarkoplasmatischen Retikulum und/oder Mitochondrien via Ryanodin-sensitive Kanäle abhängig waren, bewerteten die Autoren die Wirkungen der extrem niederfrequenten elektromagnetischen Felder auf die C2C12-Zellen bei Vorhandensein von Kalium-Chlorid (eine depolarisierende Substanz) oder Coffein (ein Agonist der Ryanodin-sensitiven Calciumkanäle).

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 50 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für bis zu 30 min
Einzel-Zellen-Ansatz
Exposition 2: 50 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 5 min oder 30 min
größere Zell-Proben
Exposition 3: 50 Hz
Expositionsdauer: intermittierend für 30 min
Kontrolle der ROS-Produktions-Experimente (Feld 1)

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Expositionsdauer kontinuierlich für bis zu 30 min
Zusatzinfo Einzel-Zellen-Ansatz
Zusatzinfo horizontal polarization
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Aufbau Helmholtz coils with a radius of 445 mm and a distance of 400 mm mounted perpendicular to the ground, located in the working zone of a confocal microscope
Zusatzinfo this setup was used for the examination of: i) ROS level ii) membrane potential iii) Ca2+ signaling
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 0,1 mT - - - -
magnetische Flussdichte 1 mT - - - -

Exposition 2

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Signalform
  • sinusoidal
Expositionsdauer kontinuierlich für 5 min oder 30 min
Zusatzinfo größere Zell-Proben
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Aufbau 340 mm long horizontal cylindrical solenoid with a diameter of 113 mm
Schein-Exposition Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 0,1 mT - - - -
magnetische Flussdichte 1 mT - - - -

Exposition 3

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Expositionsdauer intermittierend für 30 min
Zusatzinfo Kontrolle der ROS-Produktions-Experimente (Feld 1)
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Schein-Exposition Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 1 mT - - - -

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes System:
Untersuchungszeitpunkt:
  • vor der Befeldung
  • während der Befeldung
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Die Ergebnisse deckten auf, dass extrem niederfrequente elektromagnetische Felder 1.) die Produktion reaktiver Sauerstoffspezies in Myoblasten und Myotuben induzierten mit einer gleichzeitigen Abnahme des mitochondrialen Membranpotenzials; 2.) das zelluläre Entgiftungssystem aktivierten, indem die Enzymaktivitäten der Katalase und Glutathionperoxidase erhöht wurden; und 3.) die intrazelluläre Ca2+-Homöostase veränderten, was die spontane Aktivität der Myotuben erhöhte und die zelluläre Reaktivität gegenüber einer depolarisierenden Substanz (Kalium-Chlorid) oder einem Agonisten der Calciumkanäle verstärkte.
Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass die Ergebnisse eine mögliche Verbindung zwischen der Exposition bei extrem niederfrequenten elektromagnetischen Feldern und der Modifizierung des zellulären Redox-Status unterstützen, was wiederum den Gehalt an intrazellulärem Ca2+ erhöhen könnte und somit die metabolische Aktivität der C2C12-Zellen.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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