Es sollte die Möglichkeit untersucht werden, ob eine Vorbehandlung mit extrem niederfrequenten Magnetfeldern Herz-abgeleitete Zellen vor einer Schädigung durch simulierte Ischämie und Re-Perfusion schützen könnte.
Die Re-Perfusion (Wiederherstellung des Blutflusses) des Herzens nach einer Ischämie führt zu schweren Schädigungen der Herz-Zellen (siehe Ma et al. 2013).
Die Zellen wurden mit einem Magnetfeld für 0, 2, 4, 6 oder 8 Stunden vorbehandelt. Anschließend wurden sie einer Hypoxie/Reoxygenierung unterworfen, um die Ischämie und die Re-Perfusion zu simulieren.
Um zu überprüfen, ob das Expressions-Niveau von Hsp25 und die Enzymaktivitäten der Caspasen 3, 8 und 9 abhängig sind von der Aktivität der P38-Mitogen aktivierten Proteinkinase, wurde teilweise ein Inhibitor (SB203580) zum Kulturmedium gegeben.
| Exposition | Parameter |
|---|---|
|
Exposition 1:
60 Hz
Expositionsdauer:
kontinuierlich für 2, 4, 6, 8 h
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| Frequenz | 60 Hz |
|---|---|
| Typ | |
| Expositionsdauer | kontinuierlich für 2, 4, 6, 8 h |
| Expositionsquelle | |
|---|---|
| Aufbau | Helmholtz coils with a diameter of 38.1 cm (15 inch) vertically oriented and housed inside a water-jacketed cell culture incubator with a constant temperature of 37°C and 5% of CO2; depth of culture medium over the cells maintained at 5 mm |
| Schein-Exposition | Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt. |
| Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| magnetische Flussdichte | 1 µT | Minimum | gemessen | - | - |
| magnetische Flussdichte | 3 µT | - | gemessen | - | - |
| magnetische Flussdichte | 7,5 µT | - | gemessen | - | - |
| magnetische Flussdichte | 15 µT | - | gemessen | - | - |
| magnetische Flussdichte | 30 µT | - | gemessen | - | - |
| magnetische Flussdichte | 60 µT | - | gemessen | - | - |
| magnetische Flussdichte | 120 µT | - | gemessen | - | - |
| magnetische Flussdichte | 240 µT | Maximum | gemessen | - | - |
In Magnetfeld-vorbehandelten Zellkulturen (4-8 Stunden) war die Zelllebensfähigkeit im Vergleich zu Zellen, die einer Hypoxie/Reoxygenierung ohne Vorbehandlung ausgesetzt waren, signifikant erhöht. Eine magnetische Flussdichte von 120 µT führte zur höchsten Zelllebensfähigkeit, deshalb wurden die weiteren Experimente mit dieser Intensität durchgeführt.
Im Vergleich zu Zellen ohne Magnetfeld-Vorbehandlung war das Proteinexpressions-Niveau von Bcl-2 nach der 4- und 6-stündigen Magnetfeld-Vorbehandlung signifikant erhöht, während die Enzymaktivitäten der Caspasen 3, 8 und 9 signifikant erniedrigt waren (4-8 Stunden Magnetfeld-Vorbehandlung). Es wurden keine nennenswerten Wirkungen der Magnetfeld-Exposition auf die Expression der Hitzeschock-Proteine Hsp25, Hsp32 und Hsp72 gefunden (keine Daten über Hsp27 angegeben). Allerdings führte eine Vorbehandlung mit einem Magnetfeld (4-8 Stunden) zu einer signifikanten Abnahme (77%) in der durch die Hypoxie/Reoxygenierung verursachten Translokation des phosphorylierten Hsp25 von der Cytosol- in die Zellkern-Cytoskelett-Fraktion. Eine Zugabe des P38-Mitogen aktivierte Proteinkinase-Inhibitor SB203580 (blockiert die Phosphorylierung von Hsp25) führte zu einem signifikanten Anstieg der Caspase 3-Enzymaktivität im Vergleich zu Magnetfeld-vorbehandelten Zellen ohne Inhibitor. Somit wurde die, durch die Magnetfeld-hervorgerufene Erniedrigung der Caspase 3-Aktivität durch den Inhibitor SB203580 verhindert.
Die Autoren schlussfolgern, dass eine Vorbehandlung mit extrem niederfrequenten Magnetfeldern Herz-Zellen vor Schädigungen, hervorgerufen durch eine simulierte Ischämie und Re-Perfusion, verhindern könnte.
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