(upd) Werkingsmechanisme aangetoond

maandag, 07 mei 2007 - Categorie: Onderzoeken

Doorbraak: onderzoekers tonen een werkingsmechanisme aan.
Update 7 mei 2007: Naschrift toegevoegd.

3 mei 2007 - Onderzoekers van het Weizmann Institute of Science in Rehovot, Israel, hebben een werkingsmechanisme aangetoond waardoor hoogfrequente elektromagnetische straling (zoals van mobiele telefoons) transcriptie en andere cellulaire processen veroorzaakt.

Onder leiding van Rony Seger Ph.D., cellulair biochemicus, ontdekte het team dat de ERK-cascade binnen enkele minuten wordt geactiveerd door elektromagnetische straling met verschillende frequenties en dichtheden. De extracellular signal-regulated kinase-cascade is een welbekend biologisch versterkingsmechanisme, dat een door het membraan van de cel waargenomen signaal zodanig versterkt dat een intracellulaire respons volgt.

Segers c.s. vonden significante effecten van de ERK-cascade bij dichtheden vanaf 0,7 W/m2 en een frequentie van 875 MHz, zowel bij Rat1 als HeLa cellen. Die dichtheid is hoger dan van de huidige milieufactor elektromagnetische velden waaraan mensen permanent zijn blootgesteld (ongeveer 0,001 tot 0,01 W/m2) maar beduidend lager dan de adviesgrenswaarden en lager dan de dichtheden nabij een mobiele telefoon of draadloze laptop.

De ERK-cascade vertoont in sommige cellen een piek na vijf minuten, in andere na vijftien minuten. De effecten nemen vanaf een dichtheid van 1 W/m2 niet noemenswaardig meer toe, dus een eenvoudige relatie tussen dosis en respons ontbreekt. De temperatuur bleef tijdens de experimenten constant, dus er is geen sprake van een thermisch effect. Alle experimenten vonden plaats in een incubator. Er werden ook onbestraalde controle-experimenten gedaan.

De onderzoekers hebben het effect niet alleen aangetoond, maar zijn ook gaan experimenteren met andere frequenties en intensiteiten. Bovendien hebben ze andere cascades onderzocht, zoals de stress-gerelateerde MAPK-cascades, die niet binnen enkele minuten geactiveerd worden door electromagnetische velden van 875 MHz. Uit andere onderzoeken blijkt dat de p38MAPK-cascade pas na vier uur wordt geactiveerd, tot het drievoudige.

Bij 0,3 W/m2 werd al een geringe toename van de ERK-cascade waargenomen. De effecten bij 800 en 950 MHz waren vrijwel hetzelfde als bij 875 MHz, maar de variant ERK1b bleek gevoeliger voor 875 MHz dan voor de andere frequenties. Als de straling na twee minuten werd uitgeschakeld, volgden toch pieken na vijf of vijftien minuten.

Segel c.s. vroegen zich ook af hoe de elektromagnetische straling de ERK-cascade activeert. Het blijkt dat de NADH oxidase in het membraan van de Rat1 en HeLa cellen reageert op de straling. NADH oxidase veroorzaakt vervolgens de productie van ROS (reactive oxygen species), het begin van de ERK-cascade. De experimenten tonen aan, dat er werkingsmechanismen bestaan waardoor hoogfrequente elektromagnetische velden cellulaire processen veroorzaken.

Naschrift:

Antwoorden van de onderzoekers op aanvullende vragen:

De reactie op de straling hebben we duidelijk waargenomen, maar we
weten niet precies hoe de straling wordt gevoeld. Het is duidelijk dat
meerdere aan MAPK verwante eiwitten worden geactiveerd na bestraling.
De energie van een foton van de straling ligt rond 1 eV. Desondanks
was de straling sterk genoeg om meerdere reacties in de cellen te
veroorzaken. We weten niet precies hoe. De ERK-cascade is zeer
relevant als het gaat om het functioneren en overleven van levende
cellen. Maar de kleine effecten op korte termijn die wij in ons
onderzoek hebben gevonden zijn niet van significante invloed op de
fysiologische parameters. Andere onderzoekers hebben naar sterkere
effecten op lange termijn gezocht, daar hebben wij niet naar gekeken.
Wij zijn de eersten die zulke zwakke signalen op zo korte termijn
hebben onderzocht. De regelsystemen in de cellen zijn in staat om de
zwakke effecten te compenseren en daarmee significante effecten op de
proliferatie of overleving te voorkomen.

(vertaald uit het Engels).

Overigens is bekend dat NAD(P)H oxidase ook reageert op laagfrequente
(50 Hz) magnetische velden, zie:

Free Radic Res. 2004 Sep ;38 (9):985-93 15621717
Cell activating capacity of 50 Hz magnetic fields to release reactive
oxygen intermediates in human umbilical cord blood-derived monocytes
and in Mono Mac 6 cells.
Madeleine Lupke , Jana Rollwitz , Myrtill Simk

en gebruikt kan worden om de werking van zwaartekracht op eiwitten te
bepalen, zie:

Nasa Marshall Space Flight Center
Gravity Responsive NADH Oxidase of the Plasma Membrane
A method and apparatus for sensing gravity using an NADH oxidase of
the plasma membrane which has been found to respond to unit gravity
and low centrifugal g forces. The oxidation rate of NADH supplied to
the NADH oxidase is measured and translated to represent the relative
gravitational force exerted on the protein. The NADH oxidase of the
plasma membrane may be obtained from plant or animal sources or may be
produced recombinantly.
Mar. 26, 2002

Een precieze verklaring voor het reageren van NAD(P)H oxidase is niet bekend).

Bronnen:

Artikel:

‘Mechanism of a short-term ERK activation by electromagnetic fields at mobile phone frequency', door Joseph Friedman, Sarah Kraus, Yirmi Hauptman, Yoni Schiff, Rony Seger.
Department of Biological Regulation, The Weizmann Institute of Science, Rehovot 76100, Israel and Gal Safe LTD, Rishon Lezion, Israel 75153.

Abstract:

www.biochemj.org/bj/imps/abs/BJ20061653.htm

Webpagina van Rony Seger Ph.D.:

www.weizmann.ac.il/Biological_Regulation/NewFiles/rony/mainpage.html
.



Lees verder in de categorie Onderzoeken | Terug naar homepage | Lees de introductie