Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Magnetic fields protect from apoptosis via redox alteration med./bio.

[Magnetfelder schützen durch Redox-Veränderung vor Apoptose]

Von: De Nicola M, Cordisco S, Cerella C, Albertini MC, D'Alessio M, Accorsi A, Bergamaschi A, Magrini A, Ghibelli L

Veröffentlicht in: Ann N Y Acad Sci 2006; 1090: 59-68

Ziel der Studie (lt. Autor)

Diese in vitro-Studie wurde durchgeführt, um die Wirkungen eines statischen und eines extrem niederfrequenten Magnetfeldes auf intrazelluläre Reduktions-Oxidations-Reaktionen und eine mögliche Beziehung zwischen Magnetfeld-Exposition, oxidativer Veränderung und der Apoptose von menschlichen Krebs-Zellen zu untersuchen.

Hintergrund/weitere Details

In einer früheren Studie (Publikation 300) wurde bei Verwendung derselben Zelllinie unter statischer Magnetfeld-Exposition eine Abnahme der Apoptose mit steigender magnetischer Flussdichte festgestellt. Hier sollte nun überprüft werden, ob Magnetfelder über die intrazellulären Reduktions-Oxidations-Reaktionen die Apoptose beeinflussen können.

Endpunkt

Zellfunktionen: Reduktions-Oxidations-Reaktion (reaktive Sauerstoffspezies, intrazellulärer Glutathion-Gehalt)

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition	Parameter
Exposition 1: NF (< 10 MHz) Expositionsdauer: 2 h, 4 h, 72 h	magnetische Flussdichte: 0,07 mT Minimum magnetische Flussdichte: 0,1 mT Maximum
Exposition 2: DC/statisch Expositionsdauer: 2 h, 4 h, 72 h	magnetische Flussdichte: 0,6 mT

Exposition 1

Hauptcharakteristika

Frequenz	NF (< 10 MHz)
Typ	Magnetfeld
Expositionsdauer	2 h, 4 h, 72 h
Zusatzinfo	for further information see reference article

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	Faraday cage
Aufbau	cell cultures exposed to magneic field inside the Faraday cage
Schein-Exposition	Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
magnetische Flussdichte	0,07 mT	Minimum	gemessen	-	-
magnetische Flussdichte	0,1 mT	Maximum	gemessen	-	-

Exposition 2

Hauptcharakteristika

Frequenz	DC/statisch
Typ	Magnetfeld
Expositionsdauer	2 h, 4 h, 72 h

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	magnets consisting of metal magnetic disks
Aufbau	magnets were placed under the culture petri dish
Schein-Exposition	Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
magnetische Flussdichte	0,6 mT	-	berechnet	-	-

Referenzartikel

Fiorani M et al. (1992): Electric and/or magnetic field effects on DNA structure and function in cultured human cells

Exponiertes System:

intakte Zelle/Zellkultur (in vitro)
U937 (menschliche leukämische Monozyten-Zelllinie)

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Zellfunktionen: Reduktions-Oxidations-Reaktion (reaktive Sauerstoffspezies, intrazellulärer Glutathion-Gehalt (Durchflusszytometrie))
Zelllebensfähigkeit/Zellteilung/Zellproliferation: Apoptose (anti-apoptotische Wirkung, Apoptose induziert durch Pyromycin, quantifiziert als Anteil an apoptotischen Nuklei)

Untersuchtes System:

intakte Zelle/Zellkultur (in vitro)

Untersuchungszeitpunkt:

nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Das statische Magnetfeld verursachte einen starken Anstieg von reaktiven Sauerstoffspezies. Nach 2 Stunden Magnetfeld-Exposition wurde ein signifikanter Abfall im intrazellulären Glutathion-Gehalt festgestellt, der anschließend über 72 Stunden weiterbestand.
Das extrem niederfrequente elektromagnetische Feld verminderte signifikant den intrazellulären Glutathion-Gehalt ab einem Schwellenwert von 0,09 mT.
Unter extrem niederfrequenter Magnetfeld-Exposition wurde eine anti-apoptotische Wirkung festgestellt. Der Schwellenwert der anti-apoptotischen Wirkung stimmte mit dem Schwellenwert überein, der ein Ungleichgewicht in Reduktions-Oxidations-Reaktionen induzierte. Das extrem niederfrequente Magnetfeld beeinflusste die Apoptose nicht in Zellen, denen künstlich Glutathion entzogen wurde.
Extrem niederfrequente und statische Magnetfelder scheinen eine ähnliche Wirkung auf die Apoptose auszuüben. Allerdings unterscheiden sie sich deutlich in den Schwellenwerten: 0,6 mT (statisches Magnetfeld), 0,09 mT (extrem niederfrequentes Magnetfeld).

Studienmerkmale:

medizinische/biologische Studie
experimentelle Studie
Voll-/Hauptstudie

Studie gefördert durch

nicht angegeben/keine Förderung

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Fanelli C et al. (1999): Magnetic fields increase cell survival by inhibiting apoptosis via modulation of Ca2+ influx
Fiorani M et al. (1992): Electric and/or magnetic field effects on DNA structure and function in cultured human cells