Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Effect of extremely low-frequency electromagnetic fields on antioxidant activity in the human keratinocyte cell line NCTC 2544. med./bio.

[Wirkung von extrem niederfrequenten elektromagnetischen Feldern auf die antioxidative Aktivität in der menschlichen Keratinozyten-Zelllinie NCTC 2544].

Veröffentlicht in: Biotechnol Appl Biochem 2017; 64 (3): 415-422

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollten die Wirkungen einer Exposition von menschlichen Keratinozyten bei einem 50 Hz-Magnetfeld auf die Zelllebensfähigkeit, oxidativen Stress und antioxidative Schutzmechanismen untersucht werden.

Hintergrund/weitere Details

Die Studie wurde durchgeführt, um mögliche Zellschäden durch eine therapeutische Verwendung von Magnetfeldern bei der Wundheilung der Haut zu untersuchen.
Die Zellen wurden in 6 Gruppen eingeteilt: Exposition bei einem Magnetfeld mit 1) 0,025 mT, 2) 0,05 mT, 3) 0,1 mT, 4) 0,15 mT, 5) 0,2 mT und 6) Schein-Exposition. In zwei Ansätzen der Gruppe 2 wurden 3 µM Phenanthrolin oder 2 µM Rotenon 30 Minuten vor einer 1-stündigen Exposition zugegeben. Phenanthrolin ist ein Eisen-Chelator, der die Fenton-Reaktion in den Zellen unterbricht, während Rotenon ein Inhibitor der mitochondrialen Atmungskette ist.
Die Zellen wurden entweder direkt nach der Exposition oder 24 Stunden danach untersucht. Es wurde eine Positivkontrolle durchgeführt.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 50 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 1 Stunde
Exposition 2: 50 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 1 h, 2 h oder 4 Stunden
Exposition 3: 50 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 1 h, 2 h oder 4 Stunden
Exposition 4: 50 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 1 Stunde
Exposition 5: 50 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 1 Stunde

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Expositionsdauer kontinuierlich für 1 Stunde
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
  • copper plates
Aufbau the system consisted of three parallel copper plates (40 x 40 cm) and 4 rectangular containers filled with circulating distilled water to regulate temperature (maintained at 37 ± 0.3°C); Faraday shields excluded electric noise in the units
Schein-Exposition Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 0,025 mT - gemessen - -

Exposition 2

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Expositionsdauer kontinuierlich für 1 h, 2 h oder 4 Stunden
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 0,05 mT - gemessen - -

Exposition 3

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Expositionsdauer kontinuierlich für 1 h, 2 h oder 4 Stunden
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 0,1 mT - gemessen - -

Exposition 4

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Expositionsdauer kontinuierlich für 1 Stunde
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 0,15 mT - gemessen - -

Exposition 5

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Expositionsdauer kontinuierlich für 1 Stunde
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 0,2 mT - gemessen - -

Referenzartikel

  • Potenza L et al. (2012): Effect of 300 mT static and 50 Hz 0.1 mT extremely low frequency magnetic fields on Tuber borchii mycelium.
  • Miller DL et al. (1989): Addition of magnetic field capability to existing extremely-low-frequency electric field exposure systems.

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

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

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Nur Expositionen bei einem 0,05 mT- (Gruppe 2) und 0,1 mT-Magnetfeld (Gruppe 3) führten nach 1 oder 2 Stunden (nicht aber nach 4 Stunden) zu signifikant erhöhtem oxidativen Stress im Vergleich zu schein-exponierten Zellen, daher wurden weitere Parameter nur in diesen Gruppen untersucht.
In Gruppe 2 hob Phenanthrolin den oxidativen Stress auf, während Rotenon keine Wirkung hatte.
Die Lipidperoxidation war in Gruppe 2 im Vergleich zur Schein-Expositions-Gruppe nach einer Stunde Exposition signifikant erhöht, während die Menge an reduziertem Glutathion und die Enzymaktivitäten von Glutathionreduktase und Superoxid-Dismutase signifikant verringert waren. Die Wirkungen schwächten sich mit der Zeit ab und nach 24 Stunden gab es zwischen exponierten und schein-exponierten Zellen keine signifikanten Unterschiede mehr. Gruppe 3 zeigte nach einer Stunde eine signifikant reduzierte Enzymaktivität der Superoxid-Dismutase und nach 4 Stunden Exposition eine signifikant erhöhte Menge an reduziertem Glutathion im Vergleich zur Schein-Exposition.
Die Zelllebensfähigkeit wurde durch die Exposition bei dem Magnetfeld in keiner Gruppe signifikant beeinflusst.
Die Autoren schlussfolgern, dass die Exposition von menschlichen Keratinozyten bei einem 50 Hz-Magnetfeld leichten oxidativen Stress auslösen könnte, welcher jedoch durch die antioxidativen Schutzmechanismen der Zelle kompensiert werden kann, ohne zytotoxisch zu wirken.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

Themenverwandte Artikel