Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

EMF acts on rat bone marrow mesenchymal stem cells to promote differentiation to osteoblasts and to inhibit differentiation to adipocytes. med./bio.

[EMF wirkt auf mesenchymale Knochenmarks-Stammzellen der Ratte, indem es die Differenzierung in Osteoblasten fördert und die Differenzierung die Adipozyten unterdrückt].

Veröffentlicht in: Bioelectromagnetics 2010; 31 (4): 277-285

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollte die Rolle von sinusförmigen elektromagnetischen Feldern von 15 Hz (1 mT) auf die Zelldifferenzierung (Adipogenese und Osteogenese) mesenchymaler Stammzellen untersucht werden und folglich der mögliche Mechanismus von elektromagnetischen Feldern zum Schutz und von der Behandlung von Osteoporose bewertet werden.

Hintergrund/weitere Details

Das Knochenmark enthält mesenchymale Stammzellen, die die Fähigkeit aufweisen, in Adipozyten (Fettzellen) und Osteoblasten zu differenzieren. Es existiert eine gegenseitige Beziehung zwischen der Adipogenese und der Osteogenese mesenchymaler Stammzellen des Knochenmarks. Das Gleichgewicht zwischen dieser Osteoblasten- und Adipozyten-Differenzierung ist bei verschiedenen menschlichen Krankheiten gestört.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 15 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 8 h/Tag an 3 Tagen
Exposition 2: 15 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 15 Tage oder 21 Tage
Ausbildung der mineralisierten Knochenmatirx
Exposition 3: 15 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 21 Tage
Untersuchung der Bildung von cytoplamischen Lipid Droplets
Exposition 4: 15 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 14 Tage
Immunoblot Analyse

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 15 Hz
Typ
Signalform
  • sinusoidal
Expositionsdauer kontinuierlich für 8 h/Tag an 3 Tagen
Zusatzinfo Alkalische Phosphatase Aktivität
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Aufbau pair of Helmholtz coils with a diameter of 30 cm, positioned 30 cm apart, placed inside an incubator; culture dishes positioned between the coils; EMF uniformity about 90 % in the exposure area
Schein-Exposition Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 1 mT - - - -

Exposition 2

Hauptcharakteristika
Frequenz 15 Hz
Typ
Signalform
  • sinusoidal
Expositionsdauer kontinuierlich für 15 Tage oder 21 Tage
Zusatzinfo Ausbildung der mineralisierten Knochenmatirx
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Schein-Exposition Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 1 mT - - - -

Exposition 3

Hauptcharakteristika
Frequenz 15 Hz
Typ
Signalform
  • sinusoidal
Expositionsdauer kontinuierlich für 21 Tage
Zusatzinfo Untersuchung der Bildung von cytoplamischen Lipid Droplets
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Schein-Exposition Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 1 mT - - - -

Exposition 4

Hauptcharakteristika
Frequenz 15 Hz
Typ
Signalform
  • sinusoidal
Expositionsdauer kontinuierlich für 14 Tage
Zusatzinfo Immunoblot Analyse
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:
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Die Ergebnisse zeigten, dass das elektromagnetische Feld die osteogene Zelldifferenzierung der Stammzellen förderte und gleichzeitig die Bildung der Adipozyten hemmte. Das elektromagnetische Feld erhöhte die Enzymaktivität der alkalischen Phosphatase und die Bildung mineralisierter "Knötchen" und stimulierte die Osteoblasten-spezifische Genexpression von RUNX2, ALP, BMP2, DLX5 und BSP. Im Gegensatz dazu verminderte die elektromagnetische Feld-Exposition die Adipogenese und hemmte die Adipozyten-spezifische Genexpression von Adipsin, AP2 und PPARγ2. Es wurde ebenfalls die Proteinexpression von PPARγ2 gehemmt.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Festlegung mesenchymaler Stammzellen in osteogene oder adipogene Abstammungslinien durch das elektromagnetische Feld beeinflusst wird.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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