Es sollten die Wirkungen einer Exposition unterschiedlicher Zelllinien bei 60 Hz elektrischen Felder auf DNA-Schäden und die Zelllebensfähigkeit untersucht werden.
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.
| 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
|
|
for the positive control, cells were exposed to UVC radiation for 2 minutes (50 J/m2)
| Frequenz | 60 Hz |
|---|---|
| Typ | |
| Signalform |
|
| Expositionsdauer | kontinuierlich für 30 Minuten |
| Zusatzinfo | senkrechtes feld |
| 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 |
| Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| elektrische Feldstärke | 10 kV/m | Maximum | geschätzt | - | im Medium |
| elektrische Feldstärke | 750 kV/m | Spitzenwert | - | - | in der Luft |
| Frequenz | 60 Hz |
|---|---|
| Typ | |
| Signalform | |
| Expositionsdauer | kontinuierlich für 10 Minuten bis 144 Stunden |
| Zusatzinfo | paralleles Feld |
| Modulationsart | gepulst |
|---|---|
| Tastgrad | 25 % |
| Pulsart | biphasisch |
| 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 |
| 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 |
| Frequenz | 60 Hz |
|---|---|
| Typ | |
| Signalform | |
| Expositionsdauer | kontinuierlich für 30 Minuten pro Tag über 1-3 Tage |
| Zusatzinfo | paralleles Feld |
| Modulationsart | gepulst |
|---|---|
| Tastgrad | 25 % |
| Pulsart | biphasisch |
| Expositionsquelle |
|
|---|
| 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 |
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.
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