Düşük frekans elektromanyetik alanların bakteri ve monosit türevi makrofajlar üzerindeki etkilerinin araştırılması
The effects of low frequency electromagnetic fields on bacteria and monocyte derived macrophages
Yazar: ZAFER AKAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. AYŞE İNHAN GARİP
Marmara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyofizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Biyofizik = Biophysics

Özet:
Bu çalışmada, çok düşük frekanslı elektromanyetik alanların (ÇDF EMA) bakteri çoğalmasına ve bağışıklık sistem üzerindeki etkilerinin incelenmesi planlandı. Bu amaçla monosit türevi makrofaj hücre soyundan THP-1 (Human acute monocytic leukemia cell line) hücreleri çoğaltılarak 1 mT, 50 Hz ÇDF-EMA altında bakteri (Staphulococus Aerous), interferon gama (IFNgamma) ve E.coli'den elde edilmiş lipopolisakkaridlerle (LPS) karşılaştırıldı.ÇDF EMA'nın bakteri sağkalımına etkisini belirlemek için 3 gram pozitif ve 3 gram negatif bakteri 7 saat, 1 ve 5 mT, 50 Hz ÇDF-EMA'ya maruz bırakılmış, ÇDF-EMA'ya maruz kalan bakterilerin çoğalmasının önemli derece azaldığı gözlendi. 1 mT, 50 Hz ÇDF-EMA'ya 4 saat maruz bırakılmış THP-1 hücrelerinde ROT miktarında bir değişim gözlenmezken, 24 saat ÇDF-EMA'ya maruz kalmış hücrelerde hücre içi ROT miktarının önemli ölçüde azaldığı tespit edildi. 1 mT, 50 Hz ÇDF-EMA'ya maruz kalmış hücrelerde hsp70 düzeyinde önemli bir artış olduğu belirlendi. Elektromanyetik alan altında THP-1 hücrelerinde NO salınımı artarken, THP-1 hücrelerinin NO'dan toksik olarak etkilenmediği gözlendi. THP-1 hücrelerinde ÇDF-EMA uyarımı ile arttığı gözlenen NO'nun yol açabileceği hücre içi cGMP artışı incelendi ve NO ile korele olarak cGMP düzeyinde artış olduğu belirlendi. Yapılan analizlerinden 1 mT, 50 Hz ÇDF-EMA'nın iNOS sentezlenmesini değiştirmediği belirlendi. Bakteriyle uyarılmış hücrelerde kaspaz-9 aktivasyonunda artış gözlenirken ÇDF-EMA'ya maruz kalan hücrelerde bu aktivasyonun azaldığı görüldü. Hücre içi Ca++ `un ise istatistiksel olarak anlamlı olmasa bile 4.cü saatte kontrole göre arttığı gözlendi. Bu sonuçlar düşük frekanslı elektromanyetik alanların, bakteri çoğalmasını ve bakteri ile karşılaşan bağışıklık sistemi hücrelerinin yanıtlarını etkileyebileceğini göstermektedir.

Abstract:
This study aimed to determine the effects of extremely low frequency electromagnetic fields (ELF-EMF) on bacterial growth and the immune system. For this purpose, THP-1 cells (human monocytic leukemia cell line) were cultured and ELF-EMF was applied on cells induced with bacterium (Staphyloccus aureus) and interferon gamma/lipopolysachharide (LPS) obtained from E.coli.To determine the effect of ELF-EMF on bacterial growth, three gram negative and three gram positive bacterial strains were subjected to 50 Hz, 1 and 5 mT ELF-EMF for 7 hours. Measurements demonstrated that ELF-EMF significantly decreased the growth rate of these strains. ROS levels in THP-1 cells were not affected after 4 hour 1mT, 50 Hz ELF-EMF application. On the other hand a significant decrease in ROS levels was observed in cells upon 24 hour ELF-EMF treatment. A significant increase in hsp70 levels was detected upon 1 mT, 50 Hz ELF-EMF application. Electromagnetic fields increased NO levels in THP-1 cells. An increase in cGMP levels was detected upon ELF-EMF application that was in good correlation with increased NO levels. In order to elucidate the mechanism of NO increase the effect of iNOS levels were determined. It was seen that ELF-EMF had no effect on iNOS expression levels. ELF-EMF suppressed to a small extent caspase-9 activation which was significantly induced by bacteria. Although statically insignificant a slight increase in intracellular Ca++ was obsorved on the 4th hour of ELF-EMF application. These data confirm that ELF-EMF affects bacterial growth and the response of the immune system to bacterial challange.