Es sollten die Wirkungen einer Exposition bei einem 50 Hz-Magnetfeld auf die Permeabilität der Mitochondrien und reaktive Sauerstoffspezies in menschlichen Amnion-Epithel-Zellen untersucht werden.
Es wurde u. a. die mitochondriale Permeabilitäts-Transition (MPT) untersucht, welche als eine Erhöhung der Permeabilität der Mitochondrien-Membranen für kleine Moleküle über die Öffnung sogenannter MPT-Poren definiert ist.
Die Zellen wurden entweder exponiert oder schein-exponiert und einige Proben wurden zudem mit Acetylcystein (ein ROS-Radikalfänger), SB216763 (ein Inhibitor der Glykogensynthase-Kinase (GSK)-3-beta, welches eine Rolle bei MPT spielen könnte) und mit Cyclosporin A (ein MPT-Poren-Hemmer) behandelt.
| Exposition | Parameter |
|---|---|
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Exposition 1:
50 Hz
Expositionsdauer:
kontinuierlich für 5, 15, 30, 60 oder 120 Minuten
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| Frequenz | 50 Hz |
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| Typ | |
| Signalform |
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| Expositionsdauer | kontinuierlich für 5, 15, 30, 60 oder 120 Minuten |
| Expositionsquelle | |
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| Kammer | two exposure chambers in incubator with 95% air humidity and 5% CO2; the temperature was kept at 37.0 ± 0.2°C |
| Aufbau | each chamber contained a set of square Helmholtz coils (20 cm Œ 20 cm), which were double-wrapped with two lines of copper wire and encased by µ-metal to shield cells from stray fields; a fan in the wall made air and temperature uniform between chambers and incubator; cell dishes were put in the center of the coils; the magnetic field was perpendicular to the dishes and heterogeneity of MF distribution within the 12 x 12 x 20 cm3 space in the exposure chamber was less than 1% |
| Schein-Exposition | Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt. |
| Zusatzinfo | one chamber was used for sham exposure with opposite direction currents fed into the coils; exposure and the corresponding sham exposure was conducted simultaneously; the difference of temperature between exposure and sham exposure did not exceed 0.1°C |
| Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| magnetische Flussdichte | 4 mT | - | gemessen | - | - |
Die Exposition bei dem Magnetfeld für 60 Minuten führte zu einer signifikanten Zunahme an MPT im Vergleich zu schein-exponierten Zellen, während eine gleichzeitige Behandlung mit Cyclosporin A diese Wirkung verhinderte. Das mitochondriale Membranpotential wurde durch eine Exposition bei dem Magnetfeld nicht verändert.
Die zytosolische Proteinexpression von Cytochrom-c war nach einer Exposition für 60 Minuten im Vergleich zu schein-exponierten Zellen signifikant erhöht und die Proteinexpression von Bax in der gesamten Zelle war signifikant verringert. Die Proteinexpression von phosphorylierter GSK-3-beta war nach 15 Minuten Exposition im Vergleich zur Schein-Exposition signifikant erhöht und nach 60 Minuten signifikant verringert. Eine Behandlung mit dem GSK-3-beta-Inhibitor SB216763 verhinderte das Aufkommen von MPT nach 60 Minuten Exposition bei dem Magnetfeld. Der Gehalt an reaktiven Sauerstoffspezies war nach 5, 15 und 30 Minuten Exposition im Vergleich zu schein-exponierten Zellen signifikant erhöht, wobei Acetylcystein diese Wirkung und das Aufkommen von MPT verhinderte. Darüber hinaus verhinderte Acetylcystein die Veränderungen der Proteinexpression von phosphorylierter GSK-3-beta, was darauf hinwies, dass Magnetfeld-induzierte MPT von einer GSK-3-beta-Aktivierung über reaktive Sauerstoffspezies abhängig sind.
Die Autoren schlussfolgern, dass eine Exposition bei einem 50 Hz-Magnetfeld mitochondriale Permeabilitäts-Transition in menschlichen Amnion-Epithel-Zellen über den ROS/GSK-3-beta-Signalweg hervorrufen könnte.
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