Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Electromagnetic fields instantaneously modulate nitric oxide signaling in challenged biological systems. med./bio.

[Elektromagnetische Felder modulieren unmittelbar den Stickoxid-Signalweg in gestressten biologischen Systemen].

Veröffentlicht in: Biochem Biophys Res Commun 2012; 426 (3): 330-333

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollte die Wirkung eines athermischen gepulsten elektromagnetischen Feldes auf die Ausschüttung von Stickstoffmonoxid in neuronalen Zellen, die vorher mit Lipopolysacchariden (LPS) gestresst wurden, untersucht werden. Außerdem sollte der Einfluss von Calcium/Calmodulin auf die Reaktion eines solchen Feldes in Fibroblasten untersucht werden.

Hintergrund/weitere Details

Mehrere Zell-, Tier- und klinische Studien berichteten über signifikante Wirkungen auf Gewebe-Heilung, Angiogenese, Schmerz und Entzündung durch elektromagnetische Signale. Um diese Mechanismen genauer zu verstehen wurden zwei Experimente durchgeführt:
Im ersten Experiment wurden neuronale Zellen aus dem Inkubator (37°C) genommen und das Kulturmedium wurde gegen eine Salzlösung (23°C) ausgetauscht. Somit wurden die Zellen durch einen Temperaturunterschied und den Entzug des Mediums gestresst. Nach drei Minuten wurde eine nicht-toxische Konzentration von Lipopolysacchariden hinzugegeben. Zwei Minuten bevor die Lipopolysaccharide hinzugefügt wurden, wurde das elektromagnetische Feld eingeschaltet. Die Konzentration von Stickstoffmonoxid wurde elektro-chemisch in Echtzeit gemessen.
Für das zweite Experiment wuchsen Fibroblasten-Kulturen, die Kälber-Serum (erhöht die cytosolische Ca2+-Konzentration) enthielten, für 24 Stunden im Inkubator. Drei Stunden vor einer Exposition in einem elektromagnetischen Feld wurde der Calmodulin Antagonist W-7 in verschiedenen Konzentrationen hinzugegeben. Nach einer 15-minütigen Exposition wurde die Konzentration an Stickstoffmonoxid gemessen.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 27,12 MHz
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: 2 min vor der LPS-Verabreichung
MN9D-Zellen
Exposition 2: 27,12 MHz
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: kontinuierlich für 15 min

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 27,12 MHz
Typ
Expositionsdauer 2 min vor der LPS-Verabreichung
Zusatzinfo MN9D-Zellen
Modulation
Modulationsart gepulst
Pulsbreite 2 ms
Folgefrequenz 2 Hz
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Aufbau single turn coil with a diameter of 20 cm; a) for studies at 37°C: coil placed inside an incubator equipped with a single plastic shelf b) for studies at 23 ± 1°C: coil placed on a non-metallic laboratory bench
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 2,5 µT Spitzenwert gemessen - in der Mitte einer Ebene 1 cm von der Spulen-Oberfläche entfernt
elektrische Feldstärke 41 V/m Mittelwert gemessen - ± 10 V/m in den Zellen am Boden einer 35 mm Petrischale

Exposition 2

Hauptcharakteristika
Frequenz 27,12 MHz
Typ
Expositionsdauer kontinuierlich für 15 min
Zusatzinfo Fibroblasten
Modulation
Modulationsart gepulst
Pulsbreite 2 ms
Folgefrequenz 2 Hz
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 2,5 µT Spitzenwert gemessen - in der Mitte einer Ebene 1 cm von der Spulen-Oberfläche entfernt
elektrische Feldstärke 41 V/m Mittelwert gemessen - ± 10 V/m in den Zellen am Boden einer 35 mm Petrischale

Referenzartikel

  • Pilla A et al. (2011): Electromagnetic fields as first messenger in biological signaling: Application to calmodulin-dependent signaling in tissue repair.

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes Material:
Untersuchungszeitpunkt:
  • während der Befeldung
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Im ersten Experiment war nach Zugabe einer nicht-toxischen Konzentration von Lipopolysacchariden die Stickstoffmonoxid Ausschüttung in exponierten neuronalen Zellen ungefähr dreimal höher als in den Kontroll-Zellen.
Im zweiten Experiment war die Ausschüttung von Stickstoffmonoxid in exponierten Fibroblasten ungefähr zweimal so hoch wie in nicht exponierten Zellen. Dieser Effekt wurde durch die Zugabe des Calmodulin-Antagonisten W-7 geblockt.
Die Autore schlussfolgern, dass die Ergebnisse dieser Studie die These unterstützen, dass die Calcium/Calmodulin-abhängige Produktion von Stickstoffmonoxid als wichtiger Mittler bei der Reaktion auf elektromagnetische Felder fungiert. Dadurch könnten die beobachteten Wirkungen elektromagnetischer Felder auf Gewebe-Heilung, Angiogenese, Schmerz und Entzündung in Tier-Modellen und klinischen Studien erklärt werden.

Studienmerkmale:

Themenverwandte Artikel