close

Enter

Log in using OpenID

Çok Düşük Frekanslı Elektromanyetik Alanların Etkisi ile Hücre Zar

embedDownload
Çok Düşük Frekanslı Elektromanyetik Alanların Etkisi
ile Hücre Zar Potansiyelindeki Değişimlerin Floresan
Spektroskopisi ile Belirlenmesi
Esra Münire CÜCE1, Şule ÖNCÜL2, Burak AKSU3, Suna ÖZBAŞ TURAN4, G. Ayşe İNHAN GARİP1
1Marmara Üniversitesi Tıp Fakültesi Biyofizik AbD.
2Medeniyet Üniversitesi, Tıp Fakültesi Biyofizik AbD.
3Marmara Üniversitesi Tıp Fakültesi Tıbbi Mikrobiyoloji AbD.
4Marmara Üniversitesi Eczacılık Fakültesi Farmasötik Biyoteknoloji AbD .
Giriş ve Amaç
Çok düşük frekanslı elektromanyetik alanların
(ÇDF- EMA) biyolojik sistemlere etkisi; farklı
yöntem ve amaçlar ile uzun yıllardır incelenen
konular arasında olup, araştırmacılar biyolojik
sistemlerin elektromanyetik alanlar tarafından
etkilendiğini bildirmektedirler.
Hücre membranının dielektrik sabiti çok yüksek
olduğundan, düşük frekanslı elektrik alan hücre
içine nüfuz edemez ve çok düşük frekanslı
elektromanyetik alanların elektrik bileşeninin hücre
içini etkilemesini engelleyen bir bariyer işlevi görür
(1).
Bu nedenle elektromanyetik alanların etki
mekanizmasının, bu alanların hücre zarında
meydana getirdiği elektrokimyasal değişimlerle ve
bu değişimlerin sinyal ileti sistemini etkilemesi ile
açıklanabileceği görüşü kabul edilmiştir.
Membranın farklı bileşenlerden oluşan homojen
olmayan yapısı ve elektromanyetik alanın elektrik
ve manyetik bileşenlerinden farklı şekilde etkilenir
(2, 3).
Bunun yanısıra membran, elektriksel veya
kimyasal
olarak
uyarıldığında
biyokimyasal
reaksiyonlar oluşur. Membranın yarı geçirgen
yapısı farklı molekül ve iyonlardan oluştuğu için
elektrik alandan etkilenirler. Membran ile etkileşim,
lipid
ve
protein
yapısında
konfigürasyon
değişimine neden olmaktadır (4).
Bilinen tüm bu bilgiler ışığında çalışmamızda, hem
ökaryotik hem de prokaryotik hücre zarlarında
meydana gelen elektrostatik değişimleri membran
potansiyeline
duyarlı
Disc3-5
ve
dipol
potansiyeline duyarlı Di-8-Anepps floresan problar
ile belirledik.
Sonuç ve Tartışma
MCF-7 YAPIŞMAYAN HÜCRELER
MDA-MB-435 NON ATTACH
MDA-MB- 231 NON ATTACH
Bu çalışmada, ÇDF- EMA’ ların transmembran
potansiyelinde ve dipol potansiyelinde meydana
getirdiği değişimler araştırılmıştır. Çalışmamızda
ökaryotik meme kanseri hücre soyları MCF-7,
MDA-MB-231
ve
MDA-MB-435
(ATCC)
ile
prokaryotik S.aureus (ATCC 29213) ve E.coli
(ATCC 25922) hücre soyları kullanılmıştır.
Bu alanların, insan meme kanseri hücrelerinin
membran potansiyellerinde değişime neden
olduğu gösterilmiştir. Membran potansiyelindeki
bu değişimler hücre türüne göre spesifiktir.
Bakteriler ile yapılan çalışmalarda, ÇDF- EMA’ ların
iki bakteri türünü farklı etkilediği gösterilmiştir.
DisC3-(5) floresan prob ile alınan ölçümlerde,
S.aureus un deney grubu kontrole göre
hiperpolarize olurken, E.coli nin deney grubunda
kontrole göre depolarize olduğu saptanmıştır. Di-8ANEPPS ile alınan ölçümlerde, S.aureus’ un deney
grubunun dipol potansiyeli kontrol grubuna göre
azalırken, E.colinin deney grubunun dipol
potansiyeli kontrol grubuna göre artmıştır.
Dipol
potansiyeli
hücre
fizyolojisinde
rol
oynayabilir. Lipid tabaka boyunca hidrofobik
iyonların yer değiştirmesi membran dipollerini
etkiler.
Transmembran potansiyeli, yüzey potansiyeli ve
dipol potansiyeli ile doğrudan ilişkilidir.
Dipol potansiyeli, su ve lipid rezidülerinin
dipolar olarak hizalanmasından kaynaklanır.Dipol
potansiyeli hücre fizyolojisinde rol oynar. Lipid
tabaka
boyunca
hidrofobik
iyonların
yer
değiştirmesi membran dipollerini etkiler. Membran
yüzeyindeki negatif yükler
membranın içinde
pozitif yükleri toplar ve böylece membranın içinde
pozitif potansiyel oluşur (5). Daha önceki
çalışmalarımızda, yüzey potansiyelinde (zeta
potansiyeli) ÇDF- EMA etkisi ile S.aureusta pozitif
değerler, E.coli de ise negatif değerlere kayma
gözlemlemiştik.
MCF-7 –YAPIŞAN HÜCRELER
MDA-MB-435 ATTACH
MDA-MB- 231 ATTACH
Materyal ve Metod
S.aureus (ATCC 29213) ve E.coli (ATCC 25922) bakteri
kökenleri, triptik soy buyyon (TSB) besiyerinde, 37˚C’de
bir gecelik inkubasyon ile üretildi. Üretilen kökenler, 108
hücre/ ml olacak şekilde, 5 mM HEPES ve 5 mM glikoz
(pH: 7.2) çözeltisinde 2 saat süre ile 50 Hz, 1 mT
manyetik alana maruz bırakıldı.
MCF-7, MDA-MB-231 ve MDA-MB-435 (ATCC) meme
kanseri hücre soyları, 0.03% L-glutamine, fetal bovin
serum, and 0.1% antibiotik çözeltisi (penicillin,
streptomycin, and amphotericin) eklenen MEM
solüsyonunda, 37˚ C de CO2 etüvde üretildi. Tek bir
tabaka halinde üretildikten sonra 5 dakika tripsinize
edildi. 3 dakika boyunca 3000 rpm de santrifüj
edildikten sonra toplanan hücreler tekrar medyuma
alındı. 106 hücre/ kuyu olacak şekilde 24’lü platelere
ekildi. Hemen ekimden sonra ve ekimden 3 saat sonra
olmak üzere iki farklı grup halinde ÇDF- EMA’ya 3 saat
süre ile maruz bırakıldı.
Çok düşük frekanslı elektromanyetik alan, 32 cm
uzunluğunda 400 sarımdan oluşan 15 cm yarıçapa
sahip selonoid ile üretildi. Alan ölçümü F.W. Bell Sypris
5100 serisi gaussmetre (Florida, U.S.A) ile alındı.
Selonoid CO2 etüve yerleştirildi. Sıcaklık ve
alan
stabilize edildikten sonra
numuneler selonoide
yerleştirildi ve ÇDF- EMA’ ya maruz bırakıldı.
ÇDF-EMA uygulaması sonrası hücreler, polarizasyona
duyarlı DisC3-(5) (Molecular Probes, A.B.D ) floresan
boya ile 10 dakika ve dipol potansiyeline duyarlı di-8ANEPPS (Molecular Probes, A.B.D ) ile 15 dakika
karanlıkta inkübe edildi (DisC3-(5) Eksitasyon: 620 nm,
Emisyon:635- 750 nm) (di-8-ANEPPS Eksitasyon: 350600 nm, Emisyon: 645 nm).İnkübasyon sonrası floresan
spektroskopi (Quanta Master, Kanada) ölçümleri alındı.
Transmembran potansiyelinin, yüzey potansiyeli
ve dipol potansiyeline bağımlılığı aşağıdaki
denklemde gösterilmiştir.
E.coli
DisC3-(5)
S. aureus DİSC3-(5)
ΨT= ΨS – ΨD
ΨT : transmembran potansiyeli
ΨS: yüzey potansiyeli
ΨD: dipol potansiyeli
E.coli di-8- ANEPPS
Zeta potansiyelinde ve dipol potansiyelinde
meydana gelen değişimler teorik olarak birbirlerini
desteklemektedir.
Örneğin,
DisC3(5)
ölçümlerinde
S.aureus’
un
transmembran
potansiyeli
hiperpolarize
olurken,
yüzey
potansiyeli pozitif değerlere yönelmiştir ve bu
yönelmeden dolayı dipol potansiyelinde azalma
meydana gelmesi sonuçlarımızın tutarlılığını
göstermektedir.
S. aureus Dİ-8- ANEPPS
REFERANSLAR
1.
2.
3.
4.
5.
Blank M, Goodman R. (1997). Do electromagnetic fields interact directly with DNA?. Bioelectromagnetics, 18: 111-115.
Blank M. (1995b). Electric stimulation of protein synthesis in muscle. Adv Chem, 250: 143-153
Luben RA. (1995). Membrane signal-transduction mechanisms and biological effects of low energy electromagnetic fields.
Adv Chem, 250: 437-450.
Yalçın S, Erdem G. (2012). Biological effect of electromagnetic fields. African journal of biotechnology, 11(17): 3933-3941
Measurements and Implications of the Membrane Dipole Potential Liguo Wang
Author
Document
Category
Uncategorized
Views
0
File Size
377 KB
Tags
1/--pages
Report inappropriate content