Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Enhanced cytotoxic and genotoxic effects of gadolinium following ELF-EMF irradiation in human lymphocytes. med./bio.

[Verstärkte zytotoxische und genotoxische Wirkungen von Gadolinium in menschlichen Lymphozyten nach ELF-EMF-Feldexposition].

Veröffentlicht in: Drug Chem Toxicol 2014; 37 (4): 440-447

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollten die Wirkungen von extrem niederfrequenten Feldern auf die Toxizität von Gadolinium in menschlichen Lymphozyten untersucht werden.

Hintergrund/weitere Details

Das chemische Element Gadolinium mit der Ordnungszahl 64 wird als Kontrastmittel in der Magnetresonanztomographie eingesetzt. Die toxische Wirkung von Gadolinium ist bekannt. Allerdings wurden die kombinierten Wirkungen von Gadolinium und extrem niederfrequenten Feldern, denen Patienten während einer Magnetresonanztomographie ausgesetzt sind, bisher nicht untersucht.
Menschliche Lymphozyten wurden mit unterschiedlichen Gadolinium-Konzentrationen (0 mM (Kontrollgruppe); 0,2 mM; 0,4 mM; 0,8 mM; 1,2 mM) behandelt, während sie bei einem 60 Hz-Magnetfeld exponiert oder schein-exponiert wurden.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 60 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für bis zu 72 Stunden

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 60 Hz
Typ
Expositionsdauer kontinuierlich für bis zu 72 Stunden
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Aufbau two identical, electrically coupled solenoid coils (length 0.30 m, diameter 0.15 m) were wound with 350 turns/m of number-16 bifilar magnet wire on a cylindrical acrylic support; uniformity of the magnetic field in the active exposure volume was ± 2.5%; no significant temperature variations were observed during sham exposure and magnetic field exposure (37 ± 0.5°C)
Schein-Exposition Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.
Zusatzinfo sham exposed cultures were tested before the experiments with the same exposure system but with the power supply switched off
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 0,8 mT - gemessen - -

Referenzartikel

  • Walleczek J et al. (1999): Increase in radiation-induced HPRT gene mutation frequency after nonthermal exposure to nonionizing 60 Hz electromagnetic fields.

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

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

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Lymphozyten, die mit Gadolinium behandelt wurden, zeigten im Vergleich zur Kontrolle eine Zeit- und Konzentrations-abhängige Verringerung der Zelllebensfähigkeit. Eine kombinierte Behandlung mit Gadolinium (0,4 mM; 0,8 mM oder 1,2 mM) und dem 60 Hz-Magnetfeld führte, verglichen mit der Gadolinium-Behandlung allein, zu einer weiteren signifikanten Verringerung der Zelllebensfähigkeit. Die Apoptose-Rate und die Bildung von Mikronuklei waren in Zellen, die mit 1,2 mM Gadolinium und dem 60 Hz-Magnetfeld behandelt wurden, im Vergleich zur Kontrolle und im Vergleich zur alleinigen Gadolinium-Behandlung, signifikant erhöht. Die Anzahl der DNA-Strangbrüche war in Gadolinium-behandelten Zellen (0,2 mM; 0,4 mM oder 0,8 mM) im Vergleich zur Kontrolle signifikant erhöht. Außerdem führte die alleinige 60 Hz-Magnetfeld-Exposition im Vergleich zur Kontrolle zu einem signifikanten Anstieg der DNA-Strangbrüche. Eine kombinierte Behandlung mit Gadolinium und Exposition bei dem 60 Hz-Magnetfeld führte, verglichen mit der alleinigen Gadolinium-Behandlung, zu einem weiteren signifikanten Anstieg der Strangbrüche.
In Gadolinium-behandelten Zellen (0,2 mM; 0,4 mM oder 0,8 mM) war der Gehalt an reaktiven Sauerstoffspezies im Vergleich zur Kontrolle in einer Konzentrations-abhängigen Weise signifikant erhöht. Eine kombinierte Behandlung mit 0,8 mM Gadolinium und dem 60 Hz-Magnetfeld führte, verglichen mit alleiniger Gadolinium-Behandlung, zu einer Erhöhung der reaktiven Sauerstoffspezies. Eine Zugabe von N-Acetylcystein verhinderte diese Erhöhung.
Die Daten deuten darauf hin, dass Gadolinium DNA-Schäden und apoptotischen Zelltod in menschlichen Lymphozyten hervorruft und dass diese Wirkungen durch extrem niederfrequente Magnetfelder verstärkt werden könnten.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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