Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Decrease in glucose-stimulated insulin secretion following exposure to magnetic fields med./bio.

[Abnahme der Glukose-stimulierten Insulin-Sekretion nach Magnetfeld-Exposition]

Von: Sakurai T, Koyama S, Komatsubara Y, Jin W, Miyakoshi J

Veröffentlicht in: Biochem Biophys Res Commun 2005; 332 (1): 28-32

Es sollten die Wirkungen eines extrem niederfrequenten Magnetfeldes auf die Glukose-stimulierte Insulin-Sekretion bei HIT-T15-Zellen sowie die Mechanismen dieser Wirkungen untersucht werden.

Insulin ist an der Regulierung des Blut-Glukose-Gehalts beteiligt. Unzureichende Freisetzung von bzw. Mangel an Insulin führt zu verschiedenen Formen von Diabetes.
Die Mechanismen der Glukose-stimulierten Insulin-Sekretion sind folgende: verstärkter Glukose-Stoffwechsel erhöht den intrazellulären ATP/ADP-Gehalt und schließt die ATP-abhängigen Kalium-(K_ATP)-Kanäle. Gleichzeitig tritt die Membran-Depolarisation auf, die das Öffnen der spannungsabhängigen Calcium-Kanäle bewirken, worauf die freie Calcium-Ionen-Konzentration im Zytosol ansteigt und die Insulin-Sekretion stimuliert wird (K_ATP-abhängiger Stoffwechselweg).
HIT-T15-Zellen wurden verwendet, da sie eine relative hohe Empfindlichkeit gegenüber Glukose aufweisen.

Exposition	Parameter
Exposition 1: 60 Hz Expositionsdauer: kontinuierlich für 15 min Insulin-Sekretions-Test	magnetische Flussdichte: 400 µT nicht spezifiziert magnetische Flussdichte: 5 mT nicht spezifiziert magnetische Flussdichte: 1 mT nicht spezifiziert
Exposition 2: 60 Hz Expositionsdauer: kontinuierlich für 10 min sofort nach der Durchflusszytometrie-Analyse	magnetische Flussdichte: 5 mT nicht spezifiziert magnetische Flussdichte: 400 µT nicht spezifiziert magnetische Flussdichte: 1 mT nicht spezifiziert

Expositionsquelle	*a pair of magnetic cores (240 mm x 340 mm) made of stacked silicon steel plates
Aufbau	*acrylic CO₂ incubator installed in the inner gap of the core. Cells were incubated in 0.4 mL KRBB (0) or Herpes buffered KRBB containing 0.2% BSA and 200 mg/dL glucose
Zusatzinfo	*information obtained from the reference article.

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
magnetische Flussdichte	400 µT	nicht spezifiziert	gemessen	-	-
magnetische Flussdichte	5 mT	nicht spezifiziert	gemessen	-	-
magnetische Flussdichte	1 mT	nicht spezifiziert	gemessen	-	-

Frequenz	60 Hz
Typ	Magnetfeld
Signalform	nicht spezifiziert
Expositionsdauer	kontinuierlich für 10 min
Zusatzinfo	sofort nach der Durchflusszytometrie-Analyse

Expositionsquelle	gleicher Aufbau wie Exposition 1
Aufbau	Aliquot of cell suspension containing glucose dissolved in KRBB (200 mg/dL) was incubated at 37°C.

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
magnetische Flussdichte	5 mT	nicht spezifiziert	gemessen	-	-
magnetische Flussdichte	400 µT	nicht spezifiziert	gemessen	-	-
magnetische Flussdichte	1 mT	nicht spezifiziert	gemessen	-	-

Miyakoshi J et al. (1996): Increase in hypoxanthine-guanine phosphoribosyl transferase gene mutations by exposure to high-density 50-Hz magnetic fields

Exponiertes System:

Untersuchtes System:

Untersuchungszeitpunkt:

Die Ergebnisse zeigen, dass die Exposition bei einem extrem niederfrequenten Magnetfeld (5 mT) die Glukose-stimulierte Insulin-Sekretion verminderte. Ohne Glukose-Stimulation oder bei Befeldung mit einer schwächeren magnetischen Flussdichte (unter 1 mT) trat bei der Insulin-Sekretion keine Änderung auf.
Die Analyse des Zellmechanismus zeigte, dass die Befeldung bei einem extrem niederfrequenten Magnetfeld den Anstieg im zellulären ATP/ADP-Gehalt, der Membran-Depolarisation und der freien Calcium-Ionen-Konzentration im Zytosol verhindert. Die Glukose-induzierte Hochregulierung der Insulin-mRNA-Regulation wurde auch durch die Exposition abgeschwächt, dagegen war die Zelllebensfähigkeit nicht beeinträchtigt.
Die Autoren wiesen darauf hin, dass die Ergebnisse eine mögliche klinische Anwendung aufzeigen, bei der die Exposition bei extrem niederfrequenten Magnetfeld eine neuartige inhibitorische Methode in der Behandlung von Diabetes Typ 2 für die überschießende Insulin-Sekretion ist. (Anmerkung des Bewerters: Bei Diabetes Typ 2 kommt es anfänglich oft zu einer erhöhten Insulin-Produktion, um der verminderten Ansprechbarkeit der Körperzellen auf Insulin entgegen zu wirken. )

Studienmerkmale:

Japan Society for the Promotion of Science (JSPS), Japan
Research for Future Program, Japan Society for the Promotion of Science (JSPS), Japan

Hong ME et al. (2011): Influence of exposure to extremely low frequency magnetic field on neuroendocrine cells and hormones in stomach of rats
Gholampour F et al. (2011): Prolonged Exposure to Extremely Low Frequency Electromagnetic Field Affects Endocrine Secretion and Structure of Pancreas in Rats
Gulturk S et al. (2010): Effect of exposure to 50 Hz magnetic field with or without insulin on blood-brain barrier permeability in streptozotocin-induced diabetic rats
Sakurai T et al. (2008): Exposure to extremely low frequency magnetic fields affects insulin-secreting cells
Bahaoddini A et al. (2008): Effect of exposure to low frequency electromagnetic field on the plasma glucose, insulin, triglyceride and cholesterol of male rats