Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Pulsed or continuous electromagnetic field induce p53/p21-mediated apoptotic signaling pathway in mouse spermatogenic cells in vitro and thus may affect male fertility. med./bio.

[Ein gepulstes oder kontinuierliches elektromagnetisches Feld ruft den p53/p21-vermittelten Apoptose-Signalweg bei spermatogenen Zellen der Maus in vitro hervor und könnte so die mänlliche Fertilität beeinflussen].

Veröffentlicht in: Toxicology 2017; 382: 84-92

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollten die Wirkungen einer kontinuierlichen und einer gepulsten Magnetfeld-Exposition auf spermatogene Zelllinien der Maus als Modell für die männliche Fertilität untersucht werden.

Hintergrund/weitere Details

Die Zellen wurden den folgenden Expositions-Bedingungen ausgesetzt: 1) 2 Hz kontinuierliches Magnetfeld, 2) 50 Hz kontinuierliches Magnetfeld, 3) 120 Hz kontinuierliches Magnetfeld, 4) 2 Hz gepulstes Magnetfeld, 5) 50 Hz gepulstes Magnetfeld, 6) 120 Hz gepulstes Magnetfeld oder 7) nicht-exponierte Kontrollgruppe.
Wenn in den Ergebnissen nicht anders angegeben, wurden die Zellen 48 Stunden nach der Exposition untersucht.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 2 Hz
Expositionsdauer: 2 Stunden
kontinuierliches Magnetfeld
Exposition 2: 50 Hz
Expositionsdauer: 2 Stunden
kontinuierliches Magnetfeld
Exposition 3: 120 Hz
Expositionsdauer: 2 Stunden
kontinuierliches Magnetfeld
Exposition 4: 2 Hz
Expositionsdauer: 2 Stunden
Exposition 5: 50 Hz
Expositionsdauer: 2 Stunden
Exposition 6: 120 Hz
Expositionsdauer: 2 Stunden

Allgemeine Informationen

Erdmagnetfeld wurde nicht berücksichtigt

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 2 Hz
Typ
Signalform
  • sinusoidal
Expositionsdauer 2 Stunden
Zusatzinfo kontinuierliches Magnetfeld
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
  • "Magneris unit (Astar)" (kommerzielles Gerät, entwickelt für Magnetfeldtherapie)
Abstand zw. exponiertem Objekt und Expositionsquelle 10 cm
Aufbau Das Gerät bestand aus zwei Elementen, ausgestattet mit einem Kühlsystem; Kulturgefäße wurden in der Mitte des Magnetfeldes platziert
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 2,5 mT - gemessen - in der Mitte der Kulturgefäße
magnetische Flussdichte 8 mT - gemessen - an der äußeren Ecke der Kulturgefäße

Exposition 2

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Signalform
  • sinusoidal
Expositionsdauer 2 Stunden
Zusatzinfo kontinuierliches Magnetfeld
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 2,5 mT - gemessen - in der Mitte der Kulturgefäße
magnetische Flussdichte 8 mT - gemessen - an der äußeren Ecke der Kulturgefäße

Exposition 3

Hauptcharakteristika
Frequenz 120 Hz
Typ
Signalform
  • sinusoidal
Expositionsdauer 2 Stunden
Zusatzinfo kontinuierliches Magnetfeld
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 2,5 mT - gemessen - in der Mitte der Kulturgefäße
magnetische Flussdichte 8 mT - gemessen - an der äußeren Ecke der Kulturgefäße

Exposition 4

Hauptcharakteristika
Frequenz 2 Hz
Typ
Signalform
Expositionsdauer 2 Stunden
Zusatzinfo gepulstes Magnetfeld
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 2,5 mT - gemessen - in der Mitte der Kulturgefäße
magnetische Flussdichte 8 mT - gemessen - an der äußeren Ecke der Kulturgefäße

Exposition 5

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Signalform
Expositionsdauer 2 Stunden
Zusatzinfo gepulstes Magnetfeld
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 2,5 mT - gemessen - in der Mitte der Kulturgefäße
magnetische Flussdichte 8 mT - gemessen - an der äußeren Ecke der Kulturgefäße

Exposition 6

Hauptcharakteristika
Frequenz 120 Hz
Typ
Signalform
Expositionsdauer 2 Stunden
Zusatzinfo gepulstes Magnetfeld
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 2,5 mT - gemessen - in der Mitte der Kulturgefäße
magnetische Flussdichte 8 mT - gemessen - an der äußeren Ecke der Kulturgefäße

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes System:
Untersuchungszeitpunkt:
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Die Zellproliferation war in beiden Zelllinien 96 Stunden nach der Exposition bei kontinuierlichen Magnetfeldern im Vergleich zu nicht-exponierten Zellen signifikant verringert. Die Zellmorphologie war nur nach der Exposition bei dem gepulsten Magnetfeld verändert. Oxidativer Stress kam bei fast allen Expositions-Parametern vor und zeigte sich, verglichen mit den Zellen der Kontrollgruppe, in einem signifikant höheren Gehalt an reaktiven Sauerstoffspezies und Stickstoffmonoxid. Die Proteinexpression des Nuclear Factor kappa B war in GC-2-Zellen nach der Exposition bei gepulsten Magnetfeldern im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikant erhöht. Nach der Exposition (kontinuierlich und gepulst) war die Zellzyklus-Verteilung bei beiden Zelllinien verschoben: Verglichen mit nicht-exponierten Zellen befanden sich signifikant weniger Zellen in der G0/G1-Phase (beide Zelllinien und alle Expositions-Bedingungen) und signifikant mehr Zellen in der S-Phase oder in der G2/M-Phase (abhängig von der Zelllinie und der jeweiligen Expositions-Bedingung). Die Proteinexpression von p53 war in GC-1-Zellen nach der gepulsten Magnetfeld-Exposition (alle Frequenzen) und nach der kontinuierlichen Exposition bei 120 Hz in GC-2-Zellen im Vergleich zu den jeweiligen nicht-exponierten Zellen signifikant verringert. Die Proteinexpression von p21 war zwar verändert, die Unterschiede waren jedoch nicht statistisch signifikant. Die metabolische Aktivität war nur in GC-2-Zellen, exponiert bei einem 120 Hz-Magnetfeld (gepulst und kontinuierlich), verglichen mit den Kontroll-Zellen signifikant verringert.
Die Autoren schlussfolgern, dass kontinuierliche und gepulste Magnetfelder einen über p53/p21 vermittelten Zellzyklus-Arrest und Apoptose in spermatogenen Zelllinien von Mäusen auslösen könnten.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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