Es sollten die Wirkungen extrem niederfrequenter Magnetfelder auf die Aktivität der spannungsgesteuerten Natrium-Ionenkanäle in zerebralen Körnerzellen der Ratte untersucht werden (und der damit verbundene Signalweg).
Zerebrale Körnerzellen werden als Modell für die neuronale Zell-Entwicklung und -Apoptose genutzt. Die Autoren haben kürzlich gezeigt, dass Natrium-Stromdichten zerebraler Körnerzellen durch Arachidonsäure moduliert werden können: Ein Anstieg der Arachidonsäure-Gehalte erhöhte die Natrium-Ströme zerebraler Körnerzellen durch die Prostaglandin E2-vermittelte Aktivierung des cAMP/Proteinkinase A-Signalwegs. Arachidonsäure kann in Prostaglandin E2 umgewandelt werden, z.B. durch Cyclooxygenasen. Phospholipase A2 spielt eine wichtig Rolle bei der Erzeugung der Arachidonsäure.
| Exposition | Parameter |
|---|---|
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Exposition 1:
50 Hz
Expositionsdauer:
10, 30, 60 oder 90 Min.
|
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Exposition 2:
50 Hz
Expositionsdauer:
6 h oder 12 h
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Maximum temperature increase in exposed cultures was 0.4±0.1°C; temperature controls were performed at 37°C and 37.4°C.
| Frequenz | 50 Hz |
|---|---|
| Typ | |
| Expositionsdauer | 10, 30, 60 oder 90 Min. |
| Expositionsquelle | |
|---|---|
| Kammer | a pair of Helmholtz coils placed opposite to each other; surfaces of the culture plates were parallel to the force lines of the magnetic field |
| Schein-Exposition | Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt. |
| Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| magnetische Flussdichte | 1 mT | - | gemessen | - | - |
| Frequenz | 50 Hz |
|---|---|
| Typ | |
| Expositionsdauer | 6 h oder 12 h |
| Expositionsquelle |
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|---|---|
| Schein-Exposition | Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt. |
| Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| magnetische Flussdichte | 0,4 mT | - | - | - | - |
Die Ergebnisse zeigten, dass die Exposition zerebraler Körnerzellen bei extrem niederfrequenten Magnetfeldern die Natrium-Ströme spannungsgesteuerter Natrium-Ionenkanäle in einer zeit- und intensitäts-abhängigen Weise signifikant erhöhte. Die Steady State-Aktivierungs-Kurve verschob sich durch die Magnetfeld-Exposition signifikant in Richtung Hyperpolarisation.
Nach Magnetfeld-Exposition wurden Erhöhungen der Gehalte von intrazellulärer Arachidonsäure, Prostaglandin E2 und phosphorylierter Proteinkinase A in den zerebralen Körnerzellen beobachtet. Zusätzlich verstärkte die Magnetfeld-Exposition signifkant die Enzymaktivität der Phospholipase A2, aber nicht von COX-1 oder COX-2.
Das Protein der Untereinheit 1.2 des spannungsgesteuerten Natrium-Kanals war auf der Körnerzellen-Zellmembran erhöht, aber die insgesamten Expressions-Werte des Proteins der Untereinheit 1.2 waren nach der Magnetfeld-Exposition nicht erhöht, was auf eine Insertion neuer Natrium-Ionenkanäle in der Membran hindeutet.
Cyclooxygenase-Inhibitoren und Prostaglandin E2-Rezeptor-Antagonisten konnten den Magnetfeld-induzierten Anstieg der phosphorylierten Proteinkinase A und des Natrium-Stroms aufheben. Ein Proteinkinase A-Antagonist schwächte signifikant den durch das Magnetfeld-induzierten Anstieg des Natrium-Stroms ab. Die Verabreichung von db-cAMP (ein cAMP-Analogon) erzeugte einen signifikanten Anstieg des Natrium-Stroms. Folglich unterstützen die Daten die Hypothese, dass der cAMP/Proteinkinase A-Signalweg bei der Magnetfeld-Wirkung auf den Natrium-Strom involviert ist.
Die Ergebnisse zeigten, dass der neuronale Natrium-Strom durch eine extrem niederfrequente Magnetfeld-Exposition durch einen "Phospholipase A2-Arachidonsäure-Prostaglandin E2- Prostaglandin E2-Rezeptor-Proteinkinase A"-Signalweg erhöht wurde.
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