Es wurde eine Einzel-Zell-Ansatz gewählt, um die Wirkungen einer kurzzeitigen Exposition (30 Min.) bei extrem niederfrequenten elektromagnetischen Feldern (50 Hz, 0,1 und 1 mT) auf die Muskel-Zelldifferenzierung und Zellfunktion zu untersuchen (der Schwerpunkt lag auf Markern des oxidativen Stress und der Calcium-Verarbeitung).
Um zu bestimmen, ob intrazelluläre Ca2+-Variationen vom extrazellulären Ca2+-Influx durch Spannungs-aktivierte Calciumkanäle in der Zellmembran oder von der intrazellulären Ca2+-Freisetzung aus dem Endoplasmatischen Retikulum/Sarkoplasmatischen Retikulum und/oder Mitochondrien via Ryanodin-sensitive Kanäle abhängig waren, bewerteten die Autoren die Wirkungen der extrem niederfrequenten elektromagnetischen Felder auf die C2C12-Zellen bei Vorhandensein von Kalium-Chlorid (eine depolarisierende Substanz) oder Coffein (ein Agonist der Ryanodin-sensitiven Calciumkanäle).
| Exposition | Parameter |
|---|---|
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Exposition 1:
50 Hz
Expositionsdauer:
kontinuierlich für bis zu 30 min
Einzel-Zellen-Ansatz
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Exposition 2:
50 Hz
Expositionsdauer:
kontinuierlich für 5 min oder 30 min
größere Zell-Proben
|
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Exposition 3:
50 Hz
Expositionsdauer:
intermittierend für 30 min
Kontrolle der ROS-Produktions-Experimente (Feld 1)
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| Frequenz | 50 Hz |
|---|---|
| Typ | |
| Expositionsdauer | kontinuierlich für bis zu 30 min |
| Zusatzinfo | Einzel-Zellen-Ansatz |
| Zusatzinfo | horizontal polarization |
| Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| magnetische Flussdichte | 0,1 mT | - | - | - | - |
| magnetische Flussdichte | 1 mT | - | - | - | - |
| Frequenz | 50 Hz |
|---|---|
| Typ | |
| Signalform |
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| Expositionsdauer | kontinuierlich für 5 min oder 30 min |
| Zusatzinfo | größere Zell-Proben |
| Expositionsquelle | |
|---|---|
| Aufbau | 340 mm long horizontal cylindrical solenoid with a diameter of 113 mm |
| Schein-Exposition | Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt. |
| Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| magnetische Flussdichte | 0,1 mT | - | - | - | - |
| magnetische Flussdichte | 1 mT | - | - | - | - |
| Frequenz | 50 Hz |
|---|---|
| Typ | |
| Expositionsdauer | intermittierend für 30 min |
| Zusatzinfo | Kontrolle der ROS-Produktions-Experimente (Feld 1) |
| Expositionsquelle |
|
|---|---|
| Schein-Exposition | Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt. |
| Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| magnetische Flussdichte | 1 mT | - | - | - | - |
Die Ergebnisse deckten auf, dass extrem niederfrequente elektromagnetische Felder 1.) die Produktion reaktiver Sauerstoffspezies in Myoblasten und Myotuben induzierten mit einer gleichzeitigen Abnahme des mitochondrialen Membranpotenzials; 2.) das zelluläre Entgiftungssystem aktivierten, indem die Enzymaktivitäten der Katalase und Glutathionperoxidase erhöht wurden; und 3.) die intrazelluläre Ca2+-Homöostase veränderten, was die spontane Aktivität der Myotuben erhöhte und die zelluläre Reaktivität gegenüber einer depolarisierenden Substanz (Kalium-Chlorid) oder einem Agonisten der Calciumkanäle verstärkte.
Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass die Ergebnisse eine mögliche Verbindung zwischen der Exposition bei extrem niederfrequenten elektromagnetischen Feldern und der Modifizierung des zellulären Redox-Status unterstützen, was wiederum den Gehalt an intrazellulärem Ca2+ erhöhen könnte und somit die metabolische Aktivität der C2C12-Zellen.
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