Es sollte die Beziehung zwischen der Spermienmotilität und dem Energie-Stoffwechsel in menschlichen Spermien untersucht werden, die bei extrem niederfrequenten elektromagnetischen Feldern exponiert wurden. Darüber hinaus sollte ebenfalls der Energie-Anteil der mitochondrialen Atmung und der Glykolyse an der Verstärkung der Spermienmotilität abgeschätzt werden, die durch die extrem niederfrequenten elektromagnetischen Felder induziert wird. Zusätzlich wurden dieselben Untersuchungen unter Zugabe von glykolytischen (Glucose) oder mitochondrialen (Pyruvat und Lactat) Substraten und unter Hemmung des glykolytischen oder mitochondrialen Stoffwechsels durchgeführt.
Eine frühere Studie zeigte, dass extrem niederfrequente elektromagnetische Felder in Form einer Rechteckwelle mit einer Stärke von 5 mT und 50 Hz in der Lage waren, die menschliche Spermienmotilität zu fördern (siehe Iorio et al. 2007).
Um die mitochondriale Aktivität zu hemmen, wurden die Spermatozoen mit Medium inkubiert, das Carbamoyl-Cyanid-m-Chlorophenylhydrazon (CICCP) enthielt. Um den glykolytischen Stoffwechsel zu hemmen, wurden die Spermatozoen mit Medium inkubiert, das 2-Deoxy-D-Glucose enthielt.
Alle Experimente wurden mindestens fünfmal wiederholt.
| Exposition | Parameter |
|---|---|
|
Exposition 1:
50 Hz
Modulationsart:
gepulst
Expositionsdauer:
kontinuierlich für 1 h, 2 h oder 3 h
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| Frequenz | 50 Hz |
|---|---|
| Typ | |
| Signalform |
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| Expositionsdauer | kontinuierlich für 1 h, 2 h oder 3 h |
| Modulationsart | gepulst |
|---|---|
| Tastgrad | 50 % |
| Expositionsquelle | |
|---|---|
| Aufbau | 200 mm long solenoid with a diameter of 160 mm amd 511 turns placed in an incubator with a constant temperature of 37° C, 100 % relative humidity and an atmosphere of 95 % air and 5 % CO2; constant magnetic field in a 10 mm long cylindrical region with a diameter of 10 mm inside the solenoid; samples placed in the core of the solenoid |
| Schein-Exposition | Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt. |
| Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| magnetische Flussdichte | 5 mT | - | berechnet und gemessen | - | - |
Die extrem niederfrequente elektromagnetische Feld-Exposition führte zu einem fortschreitenden und signifikanten Anstieg des mitochondrialen Membranpotenzials und der Gehalte von ATP, ADP und NAD+, was mit einem progressiven und signifikanten Anstieg der kinetischen Spermien-Parameter verbunden war. Es wurden keine signifikanten Wirkungen auf andere Parameter, wie das ATP/ADP-Verhältnis und auf den Energie-Betrag nachgewiesen. Folglich zeigten die Ergebnisse, dass die stimulierende Wirkung auf die Eigenschaften der Spermienmotilität, die durch das extrem niederfrequente elektromagnetische Feld ausgeübt wird, mit einem Anstieg des mitochondrialen Membranpotenzials und der Gehalte von ATP, ADP und NAD+ verbunden war. Dies deutet auf eine wichtige Rolle des Mitochondrien-Stoffwechsels an der Energie-Produktion für die Bewegung der Spermien-Geißel hin.
Wurde die mitochondriale Aktivität gehemmt und war Glukose die einzige Energie-Quelle im Medium (zur Förderung der Glykolyse), veränderten sich die Werte der Energie-Parameter und die Spermienmotilität der Spermien nicht, die bei dem elektromagnetischen Feld exponiert wurden (im Vergleich zu den schein-exponierten Spermien-Proben). Folglich war die Glykolyse nicht an der Vermittlung der durch das Magnetfeld-stimulierenden Wirkung auf die Spermienmotilität beteiligt.
Im Gegensatz dazu nahm der Energie-Zustand und die Spermienmotilität in den elektromagnetischen Feld-exponierten Spermien-Proben, denen Pyruvat und Lactat (als mitochondriale Substrate) anstatt von Glukose angeboten wurde und unter Hemmung der Glykolyse mit 2-Deoxy-D-Glucose, signifikant zu.
Insgesamt deckten die Ergebnisse eine Schlüsselrolle der Mitochondrien bei der Vermittlung der elektromagnetischen Feld-stimulierenden Wirkung auf die menschliche Spermienmotilität auf.
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