Es sollten die Wirkungen von extrem niederfrequenten Feldern auf die Toxizität von Gadolinium in menschlichen Lymphozyten untersucht werden.
Das chemische Element Gadolinium mit der Ordnungszahl 64 wird als Kontrastmittel in der Magnetresonanztomographie eingesetzt. Die toxische Wirkung von Gadolinium ist bekannt. Allerdings wurden die kombinierten Wirkungen von Gadolinium und extrem niederfrequenten Feldern, denen Patienten während einer Magnetresonanztomographie ausgesetzt sind, bisher nicht untersucht.
Menschliche Lymphozyten wurden mit unterschiedlichen Gadolinium-Konzentrationen (0 mM (Kontrollgruppe); 0,2 mM; 0,4 mM; 0,8 mM; 1,2 mM) behandelt, während sie bei einem 60 Hz-Magnetfeld exponiert oder schein-exponiert wurden.
| Exposition | Parameter |
|---|---|
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Exposition 1:
60 Hz
Expositionsdauer:
kontinuierlich für bis zu 72 Stunden
|
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| Frequenz | 60 Hz |
|---|---|
| Typ | |
| Expositionsdauer | kontinuierlich für bis zu 72 Stunden |
| Expositionsquelle | |
|---|---|
| Aufbau | two identical, electrically coupled solenoid coils (length 0.30 m, diameter 0.15 m) were wound with 350 turns/m of number-16 bifilar magnet wire on a cylindrical acrylic support; uniformity of the magnetic field in the active exposure volume was ± 2.5%; no significant temperature variations were observed during sham exposure and magnetic field exposure (37 ± 0.5°C) |
| Schein-Exposition | Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt. |
| Zusatzinfo | sham exposed cultures were tested before the experiments with the same exposure system but with the power supply switched off |
| Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| magnetische Flussdichte | 0,8 mT | - | gemessen | - | - |
Lymphozyten, die mit Gadolinium behandelt wurden, zeigten im Vergleich zur Kontrolle eine Zeit- und Konzentrations-abhängige Verringerung der Zelllebensfähigkeit. Eine kombinierte Behandlung mit Gadolinium (0,4 mM; 0,8 mM oder 1,2 mM) und dem 60 Hz-Magnetfeld führte, verglichen mit der Gadolinium-Behandlung allein, zu einer weiteren signifikanten Verringerung der Zelllebensfähigkeit. Die Apoptose-Rate und die Bildung von Mikronuklei waren in Zellen, die mit 1,2 mM Gadolinium und dem 60 Hz-Magnetfeld behandelt wurden, im Vergleich zur Kontrolle und im Vergleich zur alleinigen Gadolinium-Behandlung, signifikant erhöht. Die Anzahl der DNA-Strangbrüche war in Gadolinium-behandelten Zellen (0,2 mM; 0,4 mM oder 0,8 mM) im Vergleich zur Kontrolle signifikant erhöht. Außerdem führte die alleinige 60 Hz-Magnetfeld-Exposition im Vergleich zur Kontrolle zu einem signifikanten Anstieg der DNA-Strangbrüche. Eine kombinierte Behandlung mit Gadolinium und Exposition bei dem 60 Hz-Magnetfeld führte, verglichen mit der alleinigen Gadolinium-Behandlung, zu einem weiteren signifikanten Anstieg der Strangbrüche.
In Gadolinium-behandelten Zellen (0,2 mM; 0,4 mM oder 0,8 mM) war der Gehalt an reaktiven Sauerstoffspezies im Vergleich zur Kontrolle in einer Konzentrations-abhängigen Weise signifikant erhöht. Eine kombinierte Behandlung mit 0,8 mM Gadolinium und dem 60 Hz-Magnetfeld führte, verglichen mit alleiniger Gadolinium-Behandlung, zu einer Erhöhung der reaktiven Sauerstoffspezies. Eine Zugabe von N-Acetylcystein verhinderte diese Erhöhung.
Die Daten deuten darauf hin, dass Gadolinium DNA-Schäden und apoptotischen Zelltod in menschlichen Lymphozyten hervorruft und dass diese Wirkungen durch extrem niederfrequente Magnetfelder verstärkt werden könnten.
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