Untersuchungen zum Nachweis nicht-thermischer Wirkungen hochfrequenter elektromagnetischer Felder an Gliazellen:
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| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Osnabrück
Der Andere Verlag
2004
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| Beschreibung: | XIII, 122 S. Ill., graph. Darst. |
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Inhaltsverzeichnis
Verzeichnisse vi
Inhaltsverzeichnis vi
Abkürzungen und Einheiten x
Abbildungsverzeichnis xii
1 Einleitung 1
2 Ziele der Untersuchungen 4
2.1 Definition nicht thermischer Effekte 4
2.2 Arbeitshypothese 5
3 Grundlagen der elektromagnetischen Feldtheorie 6
3.1 Wellenausbreitung im Hohlleiter 8
3.2 Bekannte Wirkungen von EMF in biologischen Systemen 9
4 Untersuchungen zur Genexpression und Zellmorphologie 11
4.1 Material und Methoden zur Untersuchung der Genexpression und
Zellmorphologie 11
4.1.1 Zellkultur 11
4.1.1.1 Präparation neonataler Astrozyten Typ II 11
4.1.1.2 Kultivierung 12
4.1.1.3 Zusammensetzung des Kulturmediums 12
4.1.1.4 Verwendete Zellen 12
4.1.2 Immunfluoreszenzmarkierung der Kanalproteine 13
4.1.2.1 Färbeprotokoll 13
4.1.2.2 Messung der fluoreszierenden Proteine 14
4.1.2.3 Messparameter 16
4.1.3 Experimentelle Anordnung 16
4 1 4 Durchführung des Doppelblindansatzes IV
4.1.5 Statistische Methoden 18
4 1.6 Exposition 19
vi
4.1.6.1 Feldquelle und Feldüberwachung 19
4.1.6.2 Hohlleiter für Langzeitkultivierung von Zellen 20
4.1.6.3 Teflon Einsätze 21
4.1.6.4 Objektträger mit Zellkammem 21
4.1.6.5 Dosimetrie zu den Untersuchungen der Genexpression 23
4.1.7 Temperaturmessungen 24
4.1.7.1 Temperaturverteilung in den Zellkammem 25
4.1.8 Elektromagnetische Verträglichkeit der verwendeten Geräte 27
4.1.8.1 Luxtron Thermometer 27
4.1.8.2 Brutschränke 27
4.2 Ergebnisse zu den Untersuchungen der Genexpression 28
4.2.1 Ergebnisse aus Vorversuchen zur Charakterisierung der Astrozyten 28
4.2.1.1 Nachweis des Kanalproteins 28
4.2.1.2 Zellmorphologie 29
4.2.1.3 Expression von Kv 1.6 bei Zellen verschiedener Größe und Form 30
4.2.1.4 Kultivierung der Zellen im Hohlleiter 31
4.2.2 Untersuchungen zur Morphologie der Zellen unter Exposition 32
4.2.2.1 Morphologie der Zellen bei TVE 32
4.2.2.1.1 Zellfläche 32
4.2.2.1.2 Zeilumfang 33
4.2.2.1.3 Formfaktor 34
4.2.2.2 Morphologie der Zellen bei HF EMF 35
4.2.2.2.1 Zellgröße 35
4.2.2.2.2 Zellumfang 36
4.2.2.2.3 Formfaktor 37
4.2.2.3 Vergleichende Analysen morphologischer Parameter unter TVE oder HF
EMF 38
4.2.2.3.1 Zellgröße 38
4.2.2.3.2 Zellumfang 40
4.2.2.3.3 Formfaktor 42
4.2.3 Untersuchungen zur Proteinexpression der Zellen bei Exposition mit TVE
oder HF EMF 44
4.2.3.1 Intensität der Fluoreszenz bei TVE 44
4.2.3.2 Intensität der Fluoreszenz bei HF EMF 45
vii
4.2.3.3 Vergleich der Fluoreszenz bei TVE und HF EMF 46
5 Untersuchung der Funktion von Membrankanälen 48
5.1 Material und Methoden der Funktionsuntersuchungen... ............ 48
5.1.1 Zellen für die Experimente 48
5.1.2 Die Patch Clamp Methode 48
5.1.2.1.1 Whole Cell Patch Clamp 50
5.1.2.1.2 Experimentalaufbau 51
5.1.2.1.3 Pipetten und Ringerlösungen 53
5.1.2.1.4 Klemmspannungsprotokolle 54
5.1.2.1.5 Auswertung 56
5.1.2.2 Versuchsablauf 56
5.1.2.3 Temperaturen im Verlauf der Experimente 58
5.1.2.3.1 Temperaturen bei Hochfrequenzbefeldung 59
5.1.2.3.2 Temperaturen bei TVE (konventionelle Erwärmung) 60
5.1.2.3.3 Versuchsserien mit unterschiedlicher Temperatursteigerung 61
5.1.3 Statistische Methoden 61
5.1.4 Exposition 62
5.1.4.1 Feldquelle und Feldüberwachung 62
5.1.4.2 Hohlleiter für Patch Clamp Messungen 62
5.1.4.2.1 Kunststoffträger mit Zellkammer 63
5.1.4.2.2 Dosimetrie des Expositionssystems für die Patch Clamp Versuche 64
5.1.5 Elektromagnetische Verträglichkeit der Geräte 66
5.1.5.1 Luxtron Thermometer 66
5.1.5.2 Elektrophysiologischer Messkreis 67
5.1.5.3 Andere Geräte 67
5.2 Ergebnisse der Untersuchungen zur Kanalfunktion 68
5 2.1 Ergebnisse aus Vorversuchen und elektrische Charakterisierung der
Astrozyten 68
5.2.1.1 Ruhepotential 68
5.2.1.2 Natriumkanäle 68
5 2.1.3 Kalziumkanäle 68
5.2.1.4 Chloridkanäle 68
5 2.1.5 Kaliumkanäle 68
viii
5.2.1.5.1 Kaliumströme mit verzögerter Aktivierung 69
5.2.1.5.2 Transiente Kaliumströme 71
5.2.1.6 Zeitlicher Verlauf der Ströme (Run down) 72
5.2.2 Expositionsversuche zur Funktion der Kaliumkanäle 73
5.2.2.1 Ströme von Kaliumionen bei TVE 73
5.2.2.2 Ströme von Kaliumionen bei HF EMF 77
5.2.2.3 Vergleich der Kaliumströme bei TVE oder HF EMF 81
6 Diskussion 87
6.1 Strategie zur Identifikation nicht thermischer Wirkungen 87
6.2 Vorversuche zur Charakterisierung der Zellen 88
6 J Diskussion der Ergebnisse exponierter Zellen 91
6.3.1 Morphologie unter Exposition 91
6.3.2 Expression von Proteinen unter Exposition 92
6.3.3 Beeinflussung der Funktion von lonenkanälen unter Exposition 95
7 Ausblick 104
8 Zusammenfassung 105
9 Literatur 107
ix
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