Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Exposure to Extremely Low-Frequency Electromagnetic Fields Modulates Na(+) Currents in Rat Cerebellar Granule Cells through Increase of AA/PGE(2) and EP Receptor-Mediated cAMP/PKA Pathway. med./bio.

[Exposition bei extrem niederfrequenten elektromagnetischen Feldern modulieren Na(+)-Ströme in Kleinhirn-Körnerzellen der Ratte durch Anstieg des AA/PGE(2)- und EP-Rezptor vermittelten cAMP/PKA-Signalwegs].

Veröffentlicht in: PLoS One 2013; 8 (1): e54376

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollten die Wirkungen extrem niederfrequenter Magnetfelder auf die Aktivität der spannungsgesteuerten Natrium-Ionenkanäle in zerebralen Körnerzellen der Ratte untersucht werden (und der damit verbundene Signalweg).

Hintergrund/weitere Details

Zerebrale Körnerzellen werden als Modell für die neuronale Zell-Entwicklung und -Apoptose genutzt. Die Autoren haben kürzlich gezeigt, dass Natrium-Stromdichten zerebraler Körnerzellen durch Arachidonsäure moduliert werden können: Ein Anstieg der Arachidonsäure-Gehalte erhöhte die Natrium-Ströme zerebraler Körnerzellen durch die Prostaglandin E2-vermittelte Aktivierung des cAMP/Proteinkinase A-Signalwegs. Arachidonsäure kann in Prostaglandin E2 umgewandelt werden, z.B. durch Cyclooxygenasen. Phospholipase A2 spielt eine wichtig Rolle bei der Erzeugung der Arachidonsäure.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 50 Hz
Expositionsdauer: 10, 30, 60 oder 90 Min.
Exposition 2: 50 Hz
Expositionsdauer: 6 h oder 12 h

Allgemeine Informationen

Maximum temperature increase in exposed cultures was 0.4±0.1°C; temperature controls were performed at 37°C and 37.4°C.

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Expositionsdauer 10, 30, 60 oder 90 Min.
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Kammer a pair of Helmholtz coils placed opposite to each other; surfaces of the culture plates were parallel to the force lines of the magnetic field
Schein-Exposition Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 1 mT - gemessen - -

Exposition 2

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Expositionsdauer 6 h oder 12 h
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Schein-Exposition Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 0,4 mT - - - -

Referenzartikel

  • Varani K et al. (2012): Effect of pulsed electromagnetic field exposure on adenosine receptors in rat brain.
  • Ongaro A et al. (2012): Electromagnetic fields (EMFs) and adenosine receptors modulate prostaglandin E(2) and cytokine release in human osteoarthritic synovial fibroblasts.
  • De Mattei M et al. (2009): Adenosine analogs and electromagnetic fields inhibit prostaglandin E2 release in bovine synovial fibroblasts.

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes System:
Untersuchungszeitpunkt:
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Die Ergebnisse zeigten, dass die Exposition zerebraler Körnerzellen bei extrem niederfrequenten Magnetfeldern die Natrium-Ströme spannungsgesteuerter Natrium-Ionenkanäle in einer zeit- und intensitäts-abhängigen Weise signifikant erhöhte. Die Steady State-Aktivierungs-Kurve verschob sich durch die Magnetfeld-Exposition signifikant in Richtung Hyperpolarisation.
Nach Magnetfeld-Exposition wurden Erhöhungen der Gehalte von intrazellulärer Arachidonsäure, Prostaglandin E2 und phosphorylierter Proteinkinase A in den zerebralen Körnerzellen beobachtet. Zusätzlich verstärkte die Magnetfeld-Exposition signifkant die Enzymaktivität der Phospholipase A2, aber nicht von COX-1 oder COX-2.
Das Protein der Untereinheit 1.2 des spannungsgesteuerten Natrium-Kanals war auf der Körnerzellen-Zellmembran erhöht, aber die insgesamten Expressions-Werte des Proteins der Untereinheit 1.2 waren nach der Magnetfeld-Exposition nicht erhöht, was auf eine Insertion neuer Natrium-Ionenkanäle in der Membran hindeutet.
Cyclooxygenase-Inhibitoren und Prostaglandin E2-Rezeptor-Antagonisten konnten den Magnetfeld-induzierten Anstieg der phosphorylierten Proteinkinase A und des Natrium-Stroms aufheben. Ein Proteinkinase A-Antagonist schwächte signifikant den durch das Magnetfeld-induzierten Anstieg des Natrium-Stroms ab. Die Verabreichung von db-cAMP (ein cAMP-Analogon) erzeugte einen signifikanten Anstieg des Natrium-Stroms. Folglich unterstützen die Daten die Hypothese, dass der cAMP/Proteinkinase A-Signalweg bei der Magnetfeld-Wirkung auf den Natrium-Strom involviert ist.
Die Ergebnisse zeigten, dass der neuronale Natrium-Strom durch eine extrem niederfrequente Magnetfeld-Exposition durch einen "Phospholipase A2-Arachidonsäure-Prostaglandin E2- Prostaglandin E2-Rezeptor-Proteinkinase A"-Signalweg erhöht wurde.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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