Es sollten die Wirkungen elektromagnetischer Felder auf die Enzymaktivität und Expression von Matrix-Metalloproteinasen in THP-1-Zellen untersucht werden.
Die Zellen wurden mit oder ohne LPS inkubiert (als Positivkontrolle für die Zellaktivierung).
Unter physiologischen Bedingungen wird die proteolytische Aktivität der Matrix-Metalloproteinasen (MMP) durch die Gewebe-Inhibitoren der Metalloproteinasen (TIMP) reguliert. Ein ungestörtes Gleichgewicht zwischen MMP und TIMP ist notwendig für das Aufrechterhalten der normalen zellulären Funktion.
| Exposition | Parameter |
|---|---|
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Exposition 1:
50 Hz
Expositionsdauer:
kontinuierlich für 24 h
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celles were treated in four groups: i) sham exposure ii) EMF exposure iii) incubated with LPS iv) incubated with LPS and exposed to EMF
| Frequenz | 50 Hz |
|---|---|
| Typ | |
| Signalform |
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| Expositionsdauer | kontinuierlich für 24 h |
| Expositionsquelle | |
|---|---|
| Aufbau | 22 cm long solenoid with a radius of 6 cm and 160 turns of 1.25 x 10-5 cm diameter copper wire; solenoid placed inside an incubator with a constant temperature of 37°C and 5% CO2 atmosphere; cell cultures located at the center region of the solenoid; field homogeneity in the exposure area = 98% |
| Schein-Exposition | Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt. |
| Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| magnetische Flussdichte | 1 mT | Effektivwert | gemessen | - | - |
Die elektromagnetische Feld (EMF)-Exposition induzierte einen schwachen Anstieg der spontanen Matrix-Metalloproteinase-9 (MMP-9)-mRNA-Expression und eine stärkere Induktion der Matrix-Metalloproteinase-2 (MMP-2)-mRNA-Expression. Die LPS-induzierte MMP-9-mRNA-Expression wurde durch die EMF-Exposition gesteigert, wohingegen eine mäßige Wirkung für MMP-2 gefunden wurde.
In den EMF-exponierten Zellen war die lytische Enzymaktivität der MMP-9 stärker, was mit einem höheren MMP-9-mRNA-Gehalt korrespondierte. Die Kombination von LPS und EMF-Exposition erhöhte die MMP-9-Enzymaktivität im Vergleich zu den Zellen, die nur mit LPS behandelt wurden. Allerdings war die MMP-2-Enzymaktivität durch die LPS-Stimulation nicht verändert, weder mit noch ohne EMF-Exposition.
Die iNOS-Enzymaktivität, -mRNA-Expression und -Proteinexpression waren bei den exponierten Zellen erhöht. Die Ko-Exposition von EMF und LPS führte zu einer verminderten mRNA-Expression der iNOS und zu einer weniger effektiven Induktion der Proteinexpression im Vergleich zu Zellen, die nur mit LPS behandelt wurden.
Bei den EMF-exponierten Zellen wurde eine Verminderung der antioxidierenden Enzymaktivitäten (Superoxid-Dismutase und Katalase) und eine Erhöhung der Stickstoff-Zwischenprodukte (cGMP) festgestellt, die am iNOS-Signalweg beteiligt sind.
Die EMF-Exposition verminderte im Vergleich zu den Kontroll-Zellen merklich die TIMP-1-Enzymaktivität. Molekulare Modellierung wurde angewendet, um die plausibelsten Stellen für die Nitrierung in der aktiven Konformation von TIMP-1 zu identifizieren.
Die Ergebnisse könnten auf einen Signalweg hindeuten, der ein Ungleichgewicht der MMP und ihres Inhibitors TIMP-1 verbindet. Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass die Verbindung zwischen Elementen des oxidativen Stresses/nitrosativen Stresses und der MMP-Aktivierung durch die EMF-Exposition verändert wird. Diese Wirkung könnte eine mögliche signifikante Rolle in viele Krankheits-Prozessen spielen.
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