Elektromanyetik alan uygulamasının (Wİ-Fİ 2.4 GHZ) insan embriyonik böbrek hücrelerinde (HEK293) apoptoz ve oksidatif stres değerleri üzerine selenyum ve çinkonun etkisi
Effects of selenium and zinc to the apoptosis and oxidative stress values on electromagnetic field application (Wİ Fİ 2.4 GHZ) in human embryonic kidney cells (HEK293)
Yazar: NURAL PASTACI ÖZSOBACI
Danışman: PROF. DR. DERVİŞ ÖZÇELİK
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyofizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Biyofizik = Biophysics
Dizin: Apoptozis = Apoptosis ; Böbrek = Kidney ; Elektromanyetik alanlar = Electromagnetic fields ; Embriyo = Embryo ; Hücreler = Cells ; Oksidatif stres = Oxidative stress ; Selenyum = Selenium ; Çinko = Zinc

Özet:
2.4 GHz frekansında elektromanyetik radyasyon yayan cihazların özellikle iletişim alanında kullanımı artmaktadır. Yapılan çalışmalar elektromanyetik alanların (EMA) biyolojik sistemlerde oksidatif stres, hücre hasarı ve apoptoz gibi olumsuz biyolojik etkiler oluşturduğunu belirtmektedir. Organizmada bulunan ve antioksidan özelliği olan çinko ve selenyum, süperoksitdismutaz (SOD) ve glutatyon peroksidaz (GSH-Px) gibi antioksidan enzimlerin yapısında bulunarak apoptoz üzerine etkili olduğu da çalışmalarda gösterilmiştir. Bu amaçla insan embriyonik böbrek hücrelerinde (HEK293) 2.4 GHz frekanslı EMA uygulanmasında selenyum ve çinkonun etkisi, apoptoz ve oksidatif stres değerleri ile araştırılmıştır.
Çalışmamızda HEK 293 hücreleri ile; kontrol, 2.4 GHz, 50µM Zn+2.4 GHz, 100µM Zn+2.4 GHz, 100nM Se+2.4 GHz, 200nM Se+2.4 GHz grupları oluşturuldu. EMA grupları 1 saat 2.4 GHz EMA'a maruz bırakıldı, element grupları ise Zn ve Se ile hazırlamış besiyerine 48 saat inkübe edildikten sonra EMA'a maruz bırakıldı. Ölçümler sonucunda yapılan istatistiksel değerlendirmelerde EMA'ın MDA'i arttırdığı (p<0.001), SOD ve GSH-Px aktivitelerini azalttığı (p<0.05) tepit edildi. Zn uygulamasının MDA seviyesini azalttığı (p<0.05), SOD aktivitesini attırdığı (p<0.05), GSH-Px aktivitesinde anlamlı bir değişim sağlamadığı belirlendi. 100 ve 200 nM Se uygulamasının MDA seviyesini azalttığı (p<0.05; p<0.001), SOD aktivitesini arttırdığı (p<0.05), GSH-Px aktivesini arttırdığı (p<0.05) tespit edildi. Morfolojik değerlendirmede EMA'ın apoptozu ve kaspaz-3'ü arttırdığı (p<0.001, p<0.05), bcl-2'yi azalttığı (p<0.001) gözlemlendi. EMA öncesinde Zn ve Se uygulanmasının apoptozu ve kaspaz-3'ü azalttığı (p<0.001)  tespit edildi. EMA öncesinde 100 µM Zn, 100 ve 200 nM Se uygulamasının ise bcl-2'yi arttırdığı (p<0.01, p<0.001, p<0.01) saptandı. Sonuç olarak 2.4 GHz EMA'ın hücrede çeşitli olumsuz etkiler meydana getirdiği, Zn ve Se takviyesi ile bu etkilerden korunabileceği sonucuna varıldı.

Abstract:
There is a widespread use of 2.4 GHz electromagnetic radiation emitting devices especially in education. Recent studies show the adverse effects of electromagnetic fields (EMF) on tissues. It was reported that EMF induced apoptosis through reactive oxygen species. Zinc and selenium, that are trace elements for all organisms, show antioxidant properties by inhibiting oxidative damage being within the structure of superoxide dismutase (SOD) and glutathione peroxidase (GSH-Px). Accordingly, some studies note that changes in the homeostasis of zinc and selenium effect apoptosis. Thus, the aim of this study is to investigate the effect of zinc and selenium on 2.4 GHz frequency EMF exposed human embryonic kidney cells (HEK293) by means of alterations in apoptotic and oxidative stress parameters.
Our study was planned as control, 2.4 GHz, 50µM Zn+2.4 GHz, 100µM Zn+2.4 GHz, 100nM Se+2.4 GHz, 200nM Se+2.4 GHz groups. EMF groups were exposed to 2.4 GHz EMF for 1h, element groups were incubated for 48h in cell culture medium containing different element concentrations before EMF exposure. EMF group had higher MDA (p<0.001) and lower SOD/GSH-Px activities (p<0.05). MDA decreased (p<0.05) and SOD activity increased (p<0.05) in Zn applied groups. 100 and 200 nM Se application decreased MDA (p<0.05; p<0.001), increased SOD/GSH-Px (p<0.05) activities. EMF increased apoptosis and caspase-3 (p<0.001, p<0.05) and decreased bcl-2 (p<0.001). Application of Zn and Se before EMF decreased apoptosis and caspase-3 (p<0.001). Application of 100 µM Zn, 100 and 200 nM Se before EMF increased bcl-2 (p<0.01, p<0.001, p<0.01). As a result, the current study emphasizes that 2.4 GHz EMF causes various adverse effects on HEK293 cells, Zn and Se supplementation protects cells from EMF.