Es sollten die neurotoxischen Wirkungen einer Exposition von Neuronen des Hippocampus in Primärkultur bei einem 50 Hz-Magnetfeld und die schützende Wirkung von Procyanidinen aus Lotus-Samenkapseln untersucht werden.
Lotus-Samenkapsel-Procyanidine (LSPCs) verfügen über ein breites Spektrum an biologischen, pharmakologischen und chemoprotektiven Eigenschaften gegen freie Radikale und oxidativen Stress. In einer früheren Studie der Autoren (Duan et al. 2013) wurde festgestellt, dass LSPCs eine schützende Wirkung vor oxidativen Schäden nach einer ELF-EMF-Exposition in in vivo-Experimenten hatten.
Die Zellen wurden in 5 Gruppen eingeteilt: 1) Exposition bei dem Magnetfeld, 2) Exposition bei dem Magnetfeld und Behandlung mit 2,5 mg/ml LSPCs, 3) Exposition bei dem Magnetfeld und Behandlung mit 5 mg/ml LSPCs, 4) Exposition bei dem Magnetfeld und Behandlung mit 10 mg/ml LSPCs, 5) Kontrollgruppe.
| Exposition | Parameter |
|---|---|
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Exposition 1:
50 Hz
Expositionsdauer:
kontinuierlich für 90 Minuten
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| Frequenz | 50 Hz |
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| Typ | |
| Expositionsdauer | kontinuierlich für 90 Minuten |
| Expositionsquelle | |
|---|---|
| Kammer | cell culture plates |
| Aufbau | a pair of Helmholtz coils (1.0 mm wire diameter, 9 cm internal diameter, 13 cm external diameter) in 400 turns, parallel to the ground, generated a homogeneous field |
| Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| magnetische Flussdichte | 8 mT | - | gemessen | - | - |
Die Zelllebensfähigkeit, die SOD-Enzymaktivität und das mitochondriale Membranpotenzial waren bei exponierten Zellen (Gruppe 1) im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikant verringert, während die Lipidperoxidation, die Calcium-Konzentration und der Gehalt an reaktiven Sauerstoffspezies signifikant erhöht waren. Bei exponierten Gruppen mit LSPCs (Gruppe 2-4) waren jedoch alle diese Parameter im Vergleich zu Gruppe 1 in einer LSPC-konzentrationsabhängigen Weise verbessert.
Bei den morphologischen Untersuchungen zeigten die Zellen der Gruppe 1 eine rundere Form und weniger Axone sowie kondensierte und fragmentierte Zellkerne im Vergleich zur Kontrollgruppe. Bei einer Kombination mit 10 mg/ml LSPCs (Gruppe 4) war die Morphologie signifikant verbessert.
DNA-Schäden, Apoptose und Nekrose waren in Gruppe 1 im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikant erhöht. In den Gruppen 3 (5 mg/ml LSPCs) und 4 waren diese Parameter im Vergleich zu Gruppe 1 signifikant in einer LSPC-konzentrationsabhängigen Weise reduziert.
Die Zellzyklus-Analyse zeigte eine signifikant verminderte Anzahl an Zellen in der G0-Phase/G1-Phase und einen signifikanten Stillstand in der S-Phase der Gruppe 1 im Vergleich zur Kontrollgruppe. Die LSPCs-Gruppen 3-4 zeigten eine konzentrationsabhängige Wiederherstellung beider Parameter im Vergleich zu Gruppe 1.
Die Proteinexpressionen von Bcl-2 und Bcl-XL waren in Gruppe 1 im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikant reduziert, während Bad und Bax signifikant erhöht waren. Eine LSPCs-Zugabe erhöhte die Expression der anti-apoptotischen Proteine Bcl-2 und Bcl-XL und verringerte die Expression der pro-apoptotischen Proteine Bad und Bax.
Die Autoren schlussfolgern, dass eine Exposition bei einem 50 Hz-Magnetfeld eine neurotoxische Wirkung auf Neuronen des Hippocampus durch oxidativen Stress und eine Aktivierung des mitochondrialen Apoptose-Signalweges haben könnte und dass Procyanidine aus Lotus-Samenkapseln davor schützen könnten.
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