Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Myosin Light Chain Modification Depending on Magnetic Fields: II. Experimental med./bio.

[Modifizierung der leichten Ketten von Myosin ist abhängig von Magnetfeldern: II. Experimentell]

Von: Markov MS
Veröffentlicht in: Electromagn Biol Med 2004; 23 (2): 125-140
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Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollte die Möglichkeit untersucht werden, dass Wechselwirkungen zwischen Ionen und Proteinen durch Magnetfelder mit verschiedenen Frequenzen und magnetischen Flussdichten beeinträchtigt werden können. Speziell wurde die Ca2+-Calmodulin-abhängige Myosin-Phosphorylierung in einer Zell-freien Präparation mit dem Ziel untersucht, Mechanismen für die Wirkung zu suchen und die Wirksamkeit von verschiedenen klinisch genutzten Magnetfeld-Signalen zu prüfen.

Hintergrund/weitere Details

Die Ca2+-Calmodulin-abhängige "Myosin leichte Ketten"-Phosphorylierung ist ein gut untersuchtes biochemisches Enzym-System, das abhängig von der Ionen-Bindung zu sein scheint.
Die Reaktion wurde durch Hinzufügen von 32P ATP zum Medium gestartet.
Eins der Experimente (Feld 1) wurde durchgeführt, um eine frühere Studie (Shuvalova, L.A., Ostrovskayam M.V., Sosunov, E.A., Lednev, V.V. (1991). Weak magnetic fields tuned to the parametric resonance condition change the rate of calcium-calmodulin dependent myosin phosphorylation. Reports of the Academy of Sciences. USSR 317:227-231) zu wiederholen.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 8–20 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 5 min
Sowohl gleichzeitige Exposition durch 20,9 µT Wechselstrom und Gleichstrom-Magnetfeld als auch einzelne Gleichstrom und Wechselstrom Magnetfeldexposition
Exposition 2:
Expositionsdauer: kontinuierlich für 5 min
Gleichstrom-Magnetfelder im Umgebungsbereich
  • magnetische Flussdichte: 10 µT Minimum (20 µT, 30 µT, 40 µT, 50 µT, 60 µT, 70 µT, 80 µT, 90 µT, 100 µT, 120 µT, 130 µT, 140 µT, 150 µT, 160 µT, 170 µT und 180 µT)
Exposition 3:
Expositionsdauer: kontinuierlich für 5 min
Exposition 4: 27 MHz
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: kontinuierlich für 5 min
gepulstes Hochfrequenzfeld
Exposition 5: 80–180 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 5 min
Exposition 6:
Expositionsdauer: kontinuierlich für 5 min
Gradienten-Magnetfeld
-

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 8–20 Hz
Typ
Signalform
  • sinusoidal
Expositionsdauer kontinuierlich für 5 min
Zusatzinfo Sowohl gleichzeitige Exposition durch 20,9 µT Wechselstrom und Gleichstrom-Magnetfeld als auch einzelne Gleichstrom und Wechselstrom Magnetfeldexposition
Zusatzinfo Reference article: Shuvalova, L.A., Ostrovskayam M.V., Sosunov, E.A., Lednev, V.V. (1991). Weak magnetic fields tuned to the parametric resonance condition change the rate of calcium-calmodulin dependent myosin phosphorylation. Reports of the Academy of Sciences. USSR 317:227-231.
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Kammer Special designed Plexiglas chamber maintained at 37°C.
Aufbau Two orthogonal Helmholtz pairs of square coils were used to apply vertical and horizontal DC magnetic fields and third pair of circular Helmholtz coils was mounted horizontally to apply AC field. The exposure volume was 100 µL of samples poured in Eppendorf tubes.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 20,9 µT Effektivwert gemessen - -

Exposition 2

Hauptcharakteristika
Frequenz
Typ
Expositionsdauer kontinuierlich für 5 min
Zusatzinfo Gleichstrom-Magnetfelder im Umgebungsbereich
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Aufbau Same set-up as described in E1 but the tube was placed in a µ-metal box
Zusatzinfo The magnetic fields were applied alternatively in the vertical and horizontal directions inside the shield.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 10 µT Minimum gemessen - 20 µT, 30 µT, 40 µT, 50 µT, 60 µT, 70 µT, 80 µT, 90 µT, 100 µT, 120 µT, 130 µT, 140 µT, 150 µT, 160 µT, 170 µT und 180 µT

Exposition 3

Hauptcharakteristika
Frequenz
Typ
Expositionsdauer kontinuierlich für 5 min
Zusatzinfo statisches Magnetfeld
Zusatzinfo Reference article: Markov, M.S. (2000). Magnetic and electromagnetic fields- a new frontier in clinical biology and medicine. Millennium International Workshop on Biological Effects of Electromagnetic Fields. Crete, Greece, 365-372, ISBN # 960-86733-0-5.
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
  • two 15 x 10 x 2.5 cm³ ceramic NdFeB magnets
Kammer Same as in E1.
Aufbau The magnets were configured with the opposite poles facing one another. One magnet was kept stationary while the other one was moved towards the first ones direction to get different magnetic fields.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 5 mT Minimum gemessen - 10 mT, 15 mT, 20 mT, 25 mT, 30 mT, 35 mT, 40 mT, 45 mT, 50 mT und 55 mT

Exposition 4

Hauptcharakteristika
Frequenz 27 MHz
Expositionsdauer kontinuierlich für 5 min
Zusatzinfo gepulstes Hochfrequenzfeld
Zusatzinfo Reference article: Markov, M.S., Muesham, D.J., Pilla, A.A. (1994 c). Modulation of cell free myosin phosphorylation with pulsed radio frequency electromagnetic fields. In: Allen, M.J., Cleary, S.F., Sowers, A.E., eds. Charge and Field effects in Biosystems 4. World Scientific, pp- 274-288.
Modulation
Modulationsart gepulst
Zusatzinfo

pulsed signals consisted of 65 µs burst. The following pulses per seconds were applied: 100, 200, 300, 400, 500 and 600 pulses/sec.
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
  • 20 cm diameter pancake coil within a 8 cm high drum applicator
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 160 µT Effektivwert gemessen - -
magnetische Flussdichte 200 µT Effektivwert gemessen - -

Exposition 5

Hauptcharakteristika
Frequenz 80–180 Hz
Typ
Signalform
Expositionsdauer kontinuierlich für 5 min
Zusatzinfo therapeutisches elektromagnetisches Feld
Zusatzinfo Therapeutic electromagnetic field applied at 80 pulses/sec, 100 pulses/sec, 120 pulses/sec, 140 pulses/sec, 160 pulses/sec and 180 pulses/sec.
Modulation
Modulationsart s. Zusatzinfo
Zusatzinfo

half sine wave pulsating signals were applied.
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
  • ellipsoidal coil, 55 cm outer diameter and 36 cm lower diameter
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 5 mT nicht spezifiziert gemessen - 10 mT, 15 mT, 20 mT und 25 mT

Exposition 6

Hauptcharakteristika
Frequenz
Typ
Expositionsdauer kontinuierlich für 5 min
Zusatzinfo Gradienten-Magnetfeld
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
  • MagnaBloc device
Aufbau Samples were positioned at a distance of 0, 5, 10 and 15 mm from the device.
Zusatzinfo MagnaBloc device consisting of 4 NdFeB permanent magnets arranged with alternative polarity in a 2 x 2 array.
Parameter

Für diese Exposition sind keine Parameter spezifiziert.

Referenzartikel

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes System:
Untersuchungszeitpunkt:
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Das Zell-freie Myosin-Phosphorylierungs-Modellsystem ist empfindlich gegenüber einem breiten Bereich von Magnetfeldern, die sich in magnetischer Flussdichte, Wiederholungsrate und Frequenz unterscheiden. Es scheint, dass das Hauptangriffsziel in der Bindung der Calcium-Ionen an die existierenden Bindungsstellen der Calmodulin-Struktur liegt. Außer den Umgebungsbereich-DC-Signalen initiieren alle anderen Signale "Resonanz"- oder "Fenster"-ähnliche Reaktionen. Deswegen könnte der Myosin-Phosphorylierungs-Assay ein Werkzeug für die Untersuchung der "Fenster-Hypothese" sein.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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