Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Effects of extremely low frequency magnetic field on production of mannatide by alpha-hemolytic Streptococcus. med./bio.

[Wirkungen eines extrem niederfrequenten Magnetfelds auf die Produktion von Mannatid bei alpha-hämolysierenden Streptokokken].

Veröffentlicht in: Bioelectromagnetics 2016; 37 (5): 331-337

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollten die Wirkungen einer Exposition von alpha-hämolysierenden Streptokokken-Bakterien bei einem 50 Hz-Magnetfeld auf das Zellwachstum und die Mannatid-Produktion im Hinblick auf einen biotechnologischen Nutzen untersucht werden.

Hintergrund/weitere Details

Mannatid ist ein Glyko-Peptid mit einer Vielzahl von biologisch aktiven Verbindungen, das in der klinischen Medizin, als Geflügel-Futtermittel und für Functional Food verwendet wird. Streptokokken können Manatid erzeugen.
Das Ziel der Studie war es, die optimalen Parameter (magnetische Flussdichte, Expositions-Dauer und Expositions-Zeitraum) für die Endpunkte zu finden. Entsprechend wurden die Zellen in verschiedene Gruppen eingeteilt. Zur Bestimmung der optimalen magnetischen Flussdichte: Exposition bei dem Magnetfeld für 4 Stunden (während der 4.-8. Stunde der Inkubation) bei 1) 0,1 mT 2) 0,4 mT, 3), 0,6 mT, 4) 0,9 mT, 5), 1,2 mT und 6) 1,5 mT. Zur Bestimmung der optimalen Expositions-Dauer: Exposition bei dem 0,6 mT-Magnetfeld für 7) 2 h, 8), 4 h, 9), 6 h, 10), 8 h, 11), 12 h und 12) 16 Stunden von Beginn der Inkubation an. Zur Bestimmung des Expositions-Zeitraums: Exposition bei dem 0,6 mT-Magnetfeld für 4 Stunden im Zeitraum der 13) 0.-4., 14) 4.-8., 15) 8.-12., 16) 13.-17., 17) 17.-21. und 18) 21.-25. Stunde der Inkubation.
Für jede Expositions-Bedingung wurde eine eigene Kontrollgruppe verwendet.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 50 Hz
Expositionsdauer: für 4 Stunden
Exposition 2: 50 Hz
Expositionsdauer: für 4 Stunden
Exposition 3: 50 Hz
Expositionsdauer: für 2, 4, 6, 8, 12 und 16 Stunden
Exposition 4: 50 Hz
Expositionsdauer: für 4 Stunden
Exposition 5: 50 Hz
Expositionsdauer: für 4 Stunden
Exposition 6: 50 Hz
Expositionsdauer: für 4 Stunden

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Expositionsdauer für 4 Stunden
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Kammer rotating culture flasks
Aufbau exposure system consisted of five pairs of cylindrical coils wrapped up using magnetic shielding materials; coils had the following parameters: outer diameter of 120, 126, 132, 138 or 144 mm, inner diameter of 100 mm, wire length of 600 mm, number of threads was 1800, 2400, 3000, 3600 or 4200, diameter of wire of 2 mm; the coils of each pair were used for replicated samples; ten rotating sample shake flasks were placed on a nonconductive stand in the middle of each coil; sample temperature was maintained at 37°C ± 1°C
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 0,1 mT - berechnet und gemessen - -

Exposition 2

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Expositionsdauer für 4 Stunden
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 0,4 mT - berechnet und gemessen - -

Exposition 3

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Expositionsdauer für 2, 4, 6, 8, 12 und 16 Stunden
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 0,6 mT - berechnet und gemessen - -

Exposition 4

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Expositionsdauer für 4 Stunden
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 0,9 mT - berechnet und gemessen - -

Exposition 5

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

Exposition 6

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Expositionsdauer für 4 Stunden
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 1,5 mT - berechnet und gemessen - -

Referenzartikel

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

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

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Bei der Bestimmung der optimalen magnetischen Flussdichte wurde die höchste signifikante Steigerung des Zellwachstums und der Mannatid-Produktion im Vergleich zur Kontrollgruppe in Gruppe 3 (0,6 mT) gefunden, sodass diese magnetische Flussdichte in den weiteren Versuchen verwendet wurde.
Bei der Bestimmung der optimalen Expositions-Dauer zeigte nur Gruppe 8 (4 Stunden) sowohl beim Zellwachstum als auch bei der Mannatid-Produktion einen signifikanter Anstieg im Vergleich zur Kontrollgruppe, sodass diese Dauer für weitere Tests verwendet wurde.
Bei der Bestimmung des optimalen Expositions-Zeitraums wurde der höchste signifikante Anstieg des Zellwachstum in Gruppe 14 (4.-8. Stunde der Inkubation) und der höchste signifikante Anstieg der Mannatid-Produktion in Gruppe 15 (8.-12. Stunde der Inkubation) beobachtet. Da der Mannatid-Produktion Priorität eingeräumt wurde, wurde Gruppe 15 als optimal angesehen.
In einem letzten Schritt wurden die Kinetiken des Zellwachstums und der Mannatid-Produktion in Gruppe 15 über eine Inkubationszeit von 35 Stunden beobachtet. Das maximale Zellwachstum und der Mannatid-Spiegel waren in exponierten Zellen im Vergleich zu der Kontrollgruppe nach 25 und 27 Stunden Inkubation jeweils um 10,7 % und 14,0 % erhöht.
Die Autoren schlussfolgern, dass eine Exposition von alpha-hämolysierenden Streptokokken-Bakterien bei einem 50 Hz-Magnetfeld die Zellwachstums- und Mannatid-Produktions-Rate zeitweilig erhöhen könnte.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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