Es sollte der Wirkungsmechanismus der Aktivierung der Sphingosin-Kinase 1 durch eine Exposition bei einem 50 Hz Magnetfeld untersucht werden.
In einer früheren Studie fanden Qui et al. (2019) heraus, dass die Exposition bei einem 50 Hz-Magnetfeld die Zellproliferation und die Sphingosin-Kinase 1 aktivieren könnte, allerdings war der Wirkungsmechanismus unklar.
Die Zellen wurden 5-60 Minuten lang exponiert oder schein-exponiert und teilweise mit verschiedenen Inhibitoren behandelt, um die zugrunde liegenden Signalwege zu untersuchen: Nifedipin (L-Typ-Calciumkanal-Inhibitor), SKI II (Inhibitor der Sphingosin-Kinase 1), Gö6976 (Inhibitor der Proteinkinase C-α) oder U0126 (Inhibitor von ERK).
| Exposition | Parameter |
|---|---|
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Exposition 1:
50 Hz
Expositionsdauer:
5 min, 10 min, 15 min, 30 min oder 60 min
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| Frequenz | 50 Hz |
|---|---|
| Typ | |
| Signalform |
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| Expositionsdauer | 5 min, 10 min, 15 min, 30 min oder 60 min |
| Expositionsquelle | |
|---|---|
| Aufbau | das Expositions-System (sXc-ELF) bestand aus zwei Kammern, die in einen CO2-Inkubator platziert wurden, sowie Steuergeräten außerhalb des Inkubators; jede Kammer enthielt ein Set quadratischer Helmholtz-Spulen (20 x 20 cm2), die doppelt mit zwei Kupferdrähten umwickelt waren, und wurde von Mu-Metall ummantelt, das die in den Spulen befindlichen Zellen vor Streufeldern abschirmte; ein Ventilator an der Wand sorgte für Belüftung und Einhaltung von Luft- und Temperaturgleichmäßigkeit zwischen Kammer und Inkubator; in der Expositions-Kammer wurde der Strom in beide Spulen in der gleichen Richtung eingespeist, während in der Schein Expositions-Kammer die Ströme in entgegengesetzter Richtung in die Spulen eingespeist wurden; während der Exposition bestand die Atmosphäre im Inkubator aus 95% feuchter Luft und 5% CO2; die Temperatur in den Kammern wurde während der gesamten Expositions-Dauer bei 37,0 ± 0,28°C gehalten; der Temperaturunterschied zwischen Expositions- und Schein-Expositions-Bedingung überschritt nicht 0,18°C; Schalen mit Zellen wurden in die Mitte der Spulen platziert; das Magnetfeld war senkrecht zu den Schalen |
| Schein-Exposition | Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt. |
| Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| magnetische Flussdichte | 0,4 mT | - | gemessen | - | - |
Die Exposition bei dem Magnetfeld für 5 min oder 10 min erhöhte den intrazellulären Calcium-Spiegel signifikant im Vergleich zur Schein-Exposition. Diese Wirkung war abhängig vom L-Typ-Calciumkanal. Die Exposition für 15 Minuten oder länger zeigte keine signifikanten Wirkungen auf den intrazellulären Calcium-Spiegel.
Der Western Blot zeigte, dass die Magnetfeld-Exposition die Calcium-abhängige Phosphorylierung von ERK, der Sphingosin-Kinase 1 und Proteinkinase C-α hervorrief. Eine Inhibition von ERK blockierte die Magnetfeld-induzierte Phosphorylierung der Sphingosin-Kinase 1, hatte aber keinen Einfluss auf die Phosphorylierung der Proteinkinase C-α. Die Inhibition der Proteinkinase C-α wiederum hatte keinen Einfluss auf die Aktivierung der Sphingosin-Kinase 1. Schließlich konnte die Aktivierung von ERK und der Proteinkinase C-α durch Hemmung der Sphingosinkinase 1 blockiert werden.
Die Autoren schlussfolgern, dass die Exposition bei einem 50 Hz-Magnetfeld die Sphingosin-Kinase 1 durch Erhöhung des intrazellulären Calciums aktivieren könnte. Zudem könnte es einen Rückkopplungsmechanismus zwischen Sphingosin-Kinase 1 und der ERK-Aktivierung geben.
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