Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Hsp70 expression and free radical release after exposure to non-thermal radio-frequency electromagnetic fields and ultrafine particles in human Mono Mac 6 cells med./bio.

[Hsp70-Expression und Freisetzung freier Radikale nach Exposition mit nicht-thermischen Hochfrequenz-Feldern und ultrafeinen Partikeln in humanen Mono Mac 6-Zellen]

Von: Simko M, Hartwig C, Lantow M, Lupke M, Mattsson MO, Rahman Q, Rollwitz J

Veröffentlicht in: Toxicol Lett 2006; 161 (1): 73-82

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollte untersucht werden, ob die Exposition bei ultrafeinen Partikeln (12-14 nm, 100 µg/ml) und hochfrequenten elektromagnetischen Feldern (kontinuierliche Welle (CW) oder moduliert (217 Hz oder GSM-Non-DTX (abgeschalteter GSM-DTX-Modus))), alleine oder in Kombination, die Gehalte von Superoxid-Radikal-Anionen oder des Stress-Hitzeschock-Proteins (HSP70) in der menschliche Monozyten Zelllinie Mono Mac 6 beeinflusst.

Hintergrund/weitere Details

Wärme-Behandlung (42-43°C, 1h) wurde als positive Kontrolle sowohl für die Stress-Reaktion als auch für die Wärme-Entwicklung im Hochfrequenz-Expositions-Aufbau genutzt.

Endpunkt

molekulare Biosynthese: Stress-Protein-Expression und Freisetzung freier Radikale

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

- Mobilfunk
- GSM

Exposition	Parameter
Exposition 1: 1.800 MHz Modulationsart: CW Expositionsdauer: kontinuierlich für 60 min	SAR: 2 W/kg nicht spezifiziert
Exposition 2: 1.800 MHz Modulationsart: gepulst Expositionsdauer: kontinuierlich für 60 min	SAR: 2 W/kg nicht spezifiziert
Exposition 3: 1.800 MHz Modulationsart: gepulst Expositionsdauer: kontinuierlich für 60 min GSM-Non-DTX-Signal	SAR: 2 W/kg nicht spezifiziert

Allgemeine Informationen

Cells were treated in parallel as follows: non-treated (incubator control); sham exposed; RF exposed; sham + UFP; RF + UFP; and exposed to heat (42-43 °C) (positive control). UFP stands for ultrafine particles (<0.1 µm) produced by combustion processes. In this study, UFP of 12-14 nm (100 µg/ml) were used.

Exposition 1

Hauptcharakteristika

Frequenz	1.800 MHz
Typ	elektromagnetisches Feld
Charakteristik	gerichtetes Feld
Expositionsdauer	kontinuierlich für 60 min

Modulation

Modulationsart	CW

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	Hohlraumresonator
Kammer	The RF exposure setup described in the reference article consisted of two single-mode resonator cavities (equipped with a fan) that were placed in an incubator with a humidified atmosphere of 5% CO₂ in air maintained at 37 °C.
Aufbau	Six 35 mm Petri dishes per cavity were placed in a dish holder positioning them in the H-field maxima of the standing waves.
Zusatzinfo	Exposure and sham conditions were blindly assigned to the two cavities by the computer controlled signal unit. The temperature difference between sham and field exposed cultures never exceeded 0.3 °C. The incubator controls and the heat-treated samples were placed in the same incubator but outside of the cavities.

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
SAR	2 W/kg	nicht spezifiziert	nicht spezifiziert	-	-

Mess- und Berechnungsdetails

Field strengths, air temperatures and fan driving currents as well as all commands were continuously logged.

Exposition 2

Hauptcharakteristika

Frequenz	1.800 MHz
Typ	elektromagnetisches Feld
Charakteristik	gerichtetes Feld
Expositionsdauer	kontinuierlich für 60 min

Modulation

Modulationsart	gepulst
Pulsbreite	0,576 ms
Tastgrad	12,5 %
Folgefrequenz	217 Hz
Pulsart	rechteckig

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	gleicher Aufbau wie Exposition 1

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
SAR	2 W/kg	nicht spezifiziert	nicht spezifiziert	-	-

Exposition 3

Hauptcharakteristika

Frequenz	1.800 MHz
Typ	elektromagnetisches Feld
Charakteristik	gerichtetes Feld
Expositionsdauer	kontinuierlich für 60 min
Zusatzinfo	GSM-Non-DTX-Signal

Modulation

Modulationsart	gepulst
Pulsbreite	0,576 ms
Tastgrad	12,5 %
Folgefrequenz	217 Hz
Pulsart	rechteckig
Zusatzinfo	GSM non-DTX signal with every 26th frame idle, which added an 8 Hz modulation component to the signal. The crest factor (ratio of pulse power and average power) was 8.3.

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	gleicher Aufbau wie Exposition 1

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
SAR	2 W/kg	nicht spezifiziert	nicht spezifiziert	-	-

Referenzartikel

Schuderer J et al. (2004): High Peak SAR Exposure Unit With Tight Exposure and Environmental Control for In Vitro Experiments at 1800 MHz

Exponiertes System:

intakte Zelle/Zellkultur (in vitro)
Mono Mac 6 Zellen (menschliche Monozyten)

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

molekulare Biosynthese: Stress-Protein-Expression (HSP70; Durchflusszytometrie; Western Blot); Freisetzung freier Radikale (Cytochrom C Assay)
Aufnahme ultrafeiner Partikel (differentielle Interferenz-Kontrast-Mikroskopie)

Untersuchtes System:

isolierte biol./chemische Substanz (in vitro)
intakte Zelle/Zellkultur (in vitro)
Zell-Überstände

Untersuchungszeitpunkt:

nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Die Ergebnisse zeigten, dass die Zellen in der Lage sind, ultrafeine Partikel zu internalisieren (aufzunehmen) und dass diese phagozytotische Aktivität mit einer erhöhten Freisetzung freier Radikale verbunden ist. Diese Erhöhung (40-45 % oberhalb der negativen Kontrolle) war stärker als die Wirkung der Wärme-Behandlung.
Keine der angewendeten hochfrequenten Expositionen zeigte eine Wirkung auf die Gehalte der freien Radikale.
Die Ko-Exposition von Hochfrequenz und ultrafeinen Partikeln potenzierte die Wirkung der ultrafeinen Partikel ebenfalls nicht.
Die Ergebnisse deckten eine signifikant erhöhte HSP70-Expression durch die Wärme-Behandlung in einer Zeit-abhängigen Art und Weise auf, wohingegen ultrafeine Partikel, Hochfrequenz oder ultrafeine Partikel + Hochfrequenz ohne jede Wirkung waren. Die Autoren kommen deswegen zu dem Schluss, dass bei den untersuchten Mono Mac 6-Zellen Hochfrequenz-Befeldung alleine oder in Kombination mit ultrafeinen Partikeln nicht die Stress-verbundenen Reaktionen beeinflussen kann.

Studienmerkmale:

medizinische/biologische Studie
experimentelle Studie
Voll-/Hauptstudie

Studie gefördert durch

Bundesamt für Strahlenschutz (BfS; Federal Office for Radiation Protection), Salzgitter, Germany

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