Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Effects of 60-Hz Time-Varying Electric Fields on DNA Damage and Cell Viability Support Negligible Genotoxicity of the Electric Fields. med./bio.

[Wirkungen von zeitlich variierenden, elektrischen 60 Hz-Feldern auf DNA-Schäden und die Zelllebensfähigkeit unterstützt die These, dass die Genotoxizität von elektrischen Feldern vernachlässigbar ist].

Veröffentlicht in: JEES 2015; 15 (3): 134-141

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollten die Wirkungen einer Exposition unterschiedlicher Zelllinien bei 60 Hz elektrischen Felder auf DNA-Schäden und die Zelllebensfähigkeit untersucht werden.

Hintergrund/weitere Details

Die Studie basiert auf zwei früheren Studien der Autoren (Kim et al. (2012) und Kim et al. (2010)) und sollte klären, ob das Magnetfeld oder das elektrische Feld für die beobachteten Wirkungen in den Vorgänger-Studien verantwortlich gewesen war.
Menschliche Zungen-Plattenepithel-Karzinom-Zellen (SCC 25), humane Adenokarzinom-Zellen (HeLa-Zellen) und menschliche Lungen-Fibroblasten (IMR90) wurden bei elektrischen Feldern exponiert, die von zwei verschiedenen Vorrichtungen erzeugt wurden: eine Vorrichtung erzeugte ein paralleles Feld zur Oberfläche der Kulturschalen und die andere erzeugte ein senkrechtes Feld.
SCC 25-Zellen wurden für 30 Minuten bei dem senkrechten elektrischen Feld exponiert. HeLa- und IMR90-Zellen wurden kontinuierlich für 10 Minuten bis 144 Stunden bei dem parallelen Feld exponiert. Außerdem wurden HeLa- und IMR90-Zellen jeweils für 30 Minuten pro Tag über 1-3 aufeinanderfolgende Tage bei dem parallelen Feld exponiert. Für jede Expositions-Bedingung wurde eine separate Kontrollgruppe verwendet.
Es wurde eine Positivkontrolle durchgeführt.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 60 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 30 Minuten
senkrechtes feld
Exposition 2: 60 Hz
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: kontinuierlich für 10 Minuten bis 144 Stunden
paralleles Feld
Exposition 3: 60 Hz
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: kontinuierlich für 30 Minuten pro Tag über 1-3 Tage
paralleles Feld

Allgemeine Informationen

for the positive control, cells were exposed to UVC radiation for 2 minutes (50 J/m2)

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 60 Hz
Typ
Signalform
  • sinusoidal
Expositionsdauer kontinuierlich für 30 Minuten
Zusatzinfo senkrechtes feld
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Aufbau the device was composed of two facing electrodes parallel to the dishes; the powered electrode was located at the bottom surface and the four grounded electrodes were connected to a sinusoidal voltage source with a frequency of 60 Hz; for safety, the powered electrode was covered with white dielectric material with a relative permittivity of 10 and a thickness of 0.18 mm; four dishes were used at the same time for one experimental set; the direction of the electric field was perpendicular to the dish surface
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
elektrische Feldstärke 10 kV/m Maximum geschätzt - im Medium
elektrische Feldstärke 750 kV/m Spitzenwert - - in der Luft

Exposition 2

Hauptcharakteristika
Frequenz 60 Hz
Typ
Signalform
Expositionsdauer kontinuierlich für 10 Minuten bis 144 Stunden
Zusatzinfo paralleles Feld
Modulation
Modulationsart gepulst
Tastgrad 25 %
Pulsart biphasisch
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Kammer CO2 incubator
Aufbau the device consisted of two electrodes of 2 cm width and of 12 cm length covered on the bottom side of a plane glass; the left-side electrode was powered by a bipolar voltage source and the right-side electrode was grounded; the gap distance was 1 cm; the thickness and the relative permittivity of the glass were 3 mm and 4.2, respectively; for safety, the electrodes were covered with white dielectric material with a relative permittivity of 10 and a thickness of 0.18 mm; culture dishes were located on the top of the glass so the center of the dish was at the center of the gap; three dishes were used for one experimental set; the temperature was maintained at 36.7 - 37.1°C
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
elektrische Feldstärke 16 kV/m Maximum berechnet - im Zentrum der Kulturschale
elektrische Feldstärke 10 kV/m räumlicher Mittelwert berechnet - in der Kulturschale

Exposition 3

Hauptcharakteristika
Frequenz 60 Hz
Typ
Signalform
Expositionsdauer kontinuierlich für 30 Minuten pro Tag über 1-3 Tage
Zusatzinfo paralleles Feld
Modulation
Modulationsart gepulst
Tastgrad 25 %
Pulsart biphasisch
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
  • same setup as in E2
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
elektrische Feldstärke 16 kV/m Maximum berechnet - im Zentrum der Kulturschale
elektrische Feldstärke 10 kV/m räumlicher Mittelwert berechnet - in der Kulturschale

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

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

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Eine Exposition bei den verschiedenen Expositions-Vorrichtungen führte bei keiner Zelllinie zu signifikanten Unterschieden zwischen exponierten Zellen und den jeweiligen Zellen der Kontrollgruppe.
Die Autoren schlussfolgern, dass eine Exposition unterschiedlicher Zelllinien bei 60 Hz elektrischen Felder keine DNA-Schäden hervorruft und keine Wirkung auf die Zelllebensfähigkeit hat. Die Ergebnisse der früheren Studien seien daher auf das Magnetfeld zurückzuführen.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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