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Medizinisch/biologische Studie (experimentelle Studie)

Mechanism of short-term ERK activation by electromagnetic fields at mobile phone frequencies. med./biol.

PubMed Eintrag

Ziel der Studie (lt. Redakteur)
Es sollte die Wirkung von elektromagnetischen Feldern im Frequenz-Bereich des Mobilfunks auf MAPK (Mitogen-aktivierte Proteinkinase)-Kaskaden untersucht werden.
Hintergrund/weitere Details:
Die MAPK-Kaskaden (ERK1/2, JNK1-3, p38MAPK, BMK1) sind eine Gruppe von Signaltransduktions-Wegen, die die Wirkungen verschiedener extrazellulärer Stimuli vermittelt, um Prozesse einschließlich Proliferation, Differenzierung, Metabolismus und Stress-Reaktion zu regulieren.
Es wurden sowohl Zellen als auch isolierte Membranen aus HeLa-Zellen verwendet. Verschiedene Inhibitoren (u.a. ein Inhibitor/Scavenger für reaktive Sauerstoffspezies, für den EGF-Rezeptor oder für die NADH-Oxidase) wurden genutzt, um die Vermittler der Befeldungs-induzierten ERK-Phosphorylierung zu identifizieren. Signale werden über Phosphorylierungen der Proteinkinase oder von regulatorischen Proteinen (zum Beipiel) übermittelt.

Endpunkt

• Zellfunktionen: Signaltransduktions-Wege

Exposition/Befeldung
Allgemeine Kategorie: digitales Mobiltelefon, Mikrowellen

Feldeigenschaften	Parameter
Feld 1: 875 MHz Expositionsdauer: kontinuierlich für 5, 10, (15,) 20 und 30 min	Leistungsflussdichte: 0,07 mW/cm² Leistungsflussdichte: 0,23 mW/cm²
Feld 2: 875 MHz Expositionsdauer: kontinuierlich für 10 min	Leistungsflussdichte: 0,1 mW/cm² Leistungsflussdichte: 0,2 mW/cm² Leistungsflussdichte: 0,31 mW/cm²
Feld 3: 875 MHz Expositionsdauer: kontinuierlich für 5, 10, 20 und 30 min	Leistungsflussdichte: 0,005 mW/cm² Leistungsflussdichte: 0,03 mW/cm² Leistungsflussdichte: 0,11 mW/cm² Leistungsflussdichte: 0,31 mW/cm²
Feld 4: 800 - 950 MHz Expositionsdauer: kontinuierlich für 5, 10, 20 und 30 min	Leistungsflussdichte: 0,07 mW/cm²
Feld 5: 875 MHz Expositionsdauer: kontinuierlich für 10 min	Leistungsflussdichte: 0,21 mW/cm²
Feld 6: 875 MHz Expositionsdauer: kontinuierlich für 2 oder 12 min	Leistungsflussdichte: 0,17 mW/cm²
Feld 7: 875 MHz Expositionsdauer: kontinuierlich für 10 min	Leistungsflussdichte: 0,04 mW/cm² Leistungsflussdichte: 0,09 mW/cm² Leistungsflussdichte: 0,17 mW/cm² Leistungsflussdichte: 0,27 mW/cm²
Feld 8: 875 MHz Expositionsdauer: kontinuierlich für 2, 5, 12 und 20 min	Leistungsflussdichte: 0,31 mW/cm²
Feld 9: 875 MHz Expositionsdauer: kontinuierlich für 10 oder 5 min	Leistungsflussdichte: 0,2 mW/cm² Leistungsflussdichte: 0,21 mW/cm² (5 min) Leistungsflussdichte: 0,22 mW/cm² Leistungsflussdichte: 0,23 mW/cm² Leistungsflussdichte: 0,24 mW/cm² Leistungsflussdichte: 0,25 mW/cm²
Feld 10: 875 MHz Expositionsdauer: kontinuierlich für 5, 10 und 15 min	Leistungsflussdichte: 0,344 mW/cm²
Feld 11: 875 MHz Expositionsdauer: kontinuierlich für 15 und 30 min	Leistungsflussdichte: 0,3 mW/cm²
Feld 12: 875 MHz Expositionsdauer: kontinuierlich für 5 und 10 min	Leistungsflussdichte: 0,24 mW/cm²
Feld 13: 875 MHz Expositionsdauer: kontinuierlich für 10, 20 und 30 min	Leistungsflussdichte: 0,2 mW/cm²

Exponiertes System:
Organelle/Zellteil (in vitro)
intakte Zelle/Zellkultur (in vitro)
Rat1-Zellen, HeLa-Zellen
Membran-Suspensionen

Methoden
Endpunkt/Messparameter/Methodik

• molekulare Biosynthese: Nachweis und Kinetik der Phosphorylierung von ERKs, JNKs, p38MAPKs (Western Blot; Densitometrie); Freisetzung von hb-EGF (Heparin-bindender epidermaler Wachstumsfaktor) und ERK-Aktivierung durch hb-EGF (Western Blot)
• Zellfunktionen: Signaltransduktions-Wege (Nachweis verschiedener Moleküle (siehe "molekulare Biosynthese") und Enzymaktivität von NADH-Oxidase (Spektrophotometrie))

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)
Die Studie skizziert einen detaillierten molekularen Mechanismus, wie elektromagnetische Felder mit Mobilfunk-Frequenz eine kurzfristige MAPK-Aktivierung einleiten und dadurch Transkription und andere zelluläre Prozesse induzieren.
Die Ergebnisse zeigen, dass ERKs, im Gegensatz zu JNKs oder p38MAPKs, schnell in Reaktion auf eine Mobilfunk-Exposition verschiedener Frequenzen und Stärken aktiviert werden. Dabei wird die erste Stufe in der Zellmembran durch die NADH-Oxidase vermittelt, die schnell reaktive Sauerstoffspezies generiert. Diese generierten reaktiven Sauerstoffspezies bringen dann direkt Matrix-Metallproteinasen dazu, das Heparin-bindende (Hb)-EGF freizusetzen, was im weiteren Verlauf die ERK-Kaskade aktiviert.

(Studienmerkmale: medizinisch/biologische Studie, experimentelle Studie, Voll-/Hauptstudie)

Studie gefördert durch

• La Fondation Raphael et Regina Levy, France

• von Arthur JS
• von Williams C

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• Lee KS et al. (2008): Mobile phone electromagnetic radiation activates MAPK signaling and regulates...
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