Radiofrequency at 2.45 GHz increases toxicity, pro-inflammatory and pre-apoptotic activity caused by black carbon in the RAW 264.7 macrophage cell line
Author
Rosa AnaSueiro-BenavidesaJose ManuelLeiro-VidalaAarón ÁngelSalas-SánchezbcJ. AntonioRodríguez-GonzálezbFrancisco J.Ares-PenabM. ElenaLópez-Martínda
Research Institute on Chemical and Biological Analysis, Dept. of Microbiology and Parasitology, University of Santiago de Compostela, E-15782 Santiago de Compostela, Spainb
CRETUS Institute, Dept. Applied Physics, Faculty of Physics, University of Santiago de Compostela, E-15782 Santiago de Compostela, Spainc
ELEDIA@UniTN – DISI – University of Trento, 38123, Trentino-Alto Adige, Italyd
CRETUS Institute, Dept. Morphological Sciences, Faculty of Medicine, University of Santiago de Compostela, E-15782 Santiago de Compostela, SpainReceived 26 July 2020,
Revised 15 September 2020, Accepted 20 September 2020, Available online 4 October 2020.
Narażenie na promieniowanie:
2450 MHz
SAR = 0,406 W / kg EMF: ocena danych
Streszczenie
Istnieją przekonujące dowody na to, że długotrwałe narażenie na niejonizujące promieniowanie elektromagnetyczne jest czynnikiem ryzyka dla wywołania niektórych rodzajów raka.
Ponadto liczne badania wykazały, że promieniowanie WLAN 2,45 GHz może powodować stres oksydacyjny, uszkodzenie DNA, nasilenie reakcji zapalnych i toksycznych dla komórek.
Jednak w rzeczywistych warunkach żywe istoty są narażone nie tylko na jeden czynnik stresu.
Zwłaszcza w obszarach metropolitalnych występuje połączenie wpływów środowiska, takich jak zanieczyszczenie powietrza drobnym pyłem i elektrosmogiem.
Cząsteczki sadzy pochodzące z sadzy o wielkości w zakresie 10 nm – 1 mm są największym składnikiem drobnego pyłu i powodują zwiększoną śmiertelność, oraz niepełnosprawność.
Cząsteczki węgla są bezpośrednio toksyczne i powodują stres oksydacyjny, który powoduje rozwój raka, dysfunkcję układu sercowo-naczyniowego i choroby układu oddechowego.
Należy zbadać możliwość wystąpienia efektów kumulacji, efektów przeciwstawnych, synergii lub wzmocnienia między polami elektromagnetycznymi a zanieczyszczeniami.
Makrofagi odgrywają zasadniczą rolę w organizowaniu reakcji zapalnych, które są wywoływane przez kontakt z komunikacją mobilną w interakcji z zanieczyszczeniami powietrza.
Z tego powodu autorzy badają linię komórkową makrofagów, która została wystawiona na działanie kombinacji cząstek węgla i promieniowania telefonu komórkowego 2,45 GHz.
Projekt badania i metody
Badane komórki to linia komórkowa makrofagów RAW 264.7 od myszy.
Były one naświetlane przez 24 lub 72 godziny syntetycznym sygnałem 2,45 GHz i wartością SAR 0,406 W / kg.
Były również traktowane 1,5 µg / ml lub 150 µg / ml czarnego węgla.
Grupa kontrolna (bez napromieniania, bez węgla),
tylko napromieniowanie,
tylko węgiel oraz zarówno napromienianie,
jak i węgiel badano pod kątem zarówno czasów napromieniania, jak i obu stężeń węgla.
Zbadano i oceniono różne funkcje odpornościowe komórek, w tym stres oksydacyjny (indukcja przez bakteryjne lipopolisacharydy, oznaczenie ilościowe przez produkcję tlenku azotu), aktywność fagocytarną, aktywność prozapalną (określenie ekspresji cytokin czynnika martwicy nowotworu alfa i interleukiny-1ß), jak również aktywność preapoptotyczna poprzez ekspresję genu kaspazy-3. Ponadto przeanalizowano żywotność makrofagów.
Wyniki
Przy 24-godzinnym napromieniowaniu i niskiej dawce węgla 1,5 µg / ml nie było żadnych różnic w przeżywalności makrofagów między czterema grupami (grupa kontrolna, tylko napromienianie, tylko węgiel, kombinacja napromieniowania i węgla).
Po 24 godzinach napromieniania i ekspozycji na 150 µg / ml węgla, nastąpiło znaczne zmniejszenie przeżywalności jedynego węgla (67 ± 3,7%), a połączonej grupy (37 ± 2%), przeżywalność jedynej napromieniowanej grupy pozostały niezmienione.
Po 72 godzinach naświetlania przeżywalność była znacznie zmniejszona we wszystkich grupach w porównaniu z grupą kontrolną.
W czwartej konfiguracji testu, a mianowicie naświetlania przez 72 godziny i 150 µg / ml węgla, wszystkie trzy grupy eksponowane (tylko promieniowanie, tylko węgiel, łącznie) wykazały niższą przeżywalność niż grupa kontrolna.
Najgorszą przeżywalność wykazała grupa połączona (31 ± 1,06%), następnie jedyna grupa węglowa (52,5 ± 3,0%) i jedyna napromieniowana (77,5 ± 2,5%).
Dane te wskazują, że zarówno napromieniowanie, jak i węgiel mogą indywidualnie uszkadzać komórki, ale połączenie tych dwóch czynników powoduje zwiększoną toksyczność.
W kolejnym kroku zbadano produkcję tlenku azotu (NO).
Linia komórek makrofagów może być aktywowana przez zewnętrzne bodźce biologiczne, takie jak lipopolisacharydy (LPS), bodźce fizyczne, takie jak promieniowanie telefonu komórkowego, lub bodźce chemiczne, takie jak węgiel.
Powoduje to reakcję zapalną i związane z nią uwalnianie NO.
Makrofagi najpierw napromieniowano, jak opisano powyżej, wystawiono na działanie węgla lub obu czynników.
Następnie LPS wywołał odpowiedź immunologiczną.
Stężenia NO w pożywce hodowlanej mierzono 24 godziny, lub 72 godziny po indukcji.
Wyniki autorów są zgodne z wcześniejszymi obserwacjami: po indukcji LPS następuje znaczny wzrost reakcji zapalnej NO z powodu węgla i promieniowania telefonu komórkowego.
Połączenie 24-godzinnej ruchomej grupy radiowej i 1,5 µg / ml węgla z późniejszą indukcją LPS doprowadziło do podwojenia w porównaniu z 24-godzinną ruchomą grupą radiową i potrojenia w porównaniu z jedyną grupą węglową (24 godziny po indukcji LPS).
Sugeruje to, że połączenie promieniowania telefonu komórkowego i węgla zmienia komórkową funkcję zapalną makrofagów, która jest związana z NO, o 24 godziny.
Jedną z najważniejszych funkcji makrofagów jest fagocytoza, którą następnie badano.
Określono szybkość fagocytozy, z jaką makrofagi pobierają cząstki węgla.
Przy stężeniu węgla zarówno 1,5 µg / ml, jak i 150 µg / ml, połączenie z 24-godzinnym napromienianiem prowadziło do zwiększonej szybkości fagocytozy.
Nie było różnic między 72 godzinami napromieniania i 72 godzinami bez napromieniania dla obu stężeń węgla.
Zdaniem autorów dane te mogą wskazywać na spowolnienie, lub wydłużenie funkcji fagocytarnej makrofagów.
Następnie zbadano natychmiastową odpowiedź immunologiczną makrofagów w postaci uwolnienia cytokin prozapalnych (TNF-alfa i IL-1ß).
W niezrozumiały sposób wystąpiło to tylko przy 1,5 µg / ml węgla; nie przedstawiono żadnych danych dotyczących 150 µg / ml węgla (przyp. Red.).
W grupach 24-godzinnych tylko napromienianie (w porównaniu z grupą kontrolną, tylko węgiel i łącznie) doprowadziło do największej produkcji TNF-alfa i IL-1ß.
W żadnym przypadku połączenie cząstek i napromieniowania nie doprowadziło do addytywnej ani synergicznej odpowiedzi.
Po 72 godzinach napromieniania nie stwierdzono różnic w produkcji TNF-alfa między różnymi grupami testowymi.
Jednak tworzenie IL-1β osiągnęło maksimum po 72 godzinach napromieniania z powodu połączenia obu czynników stresowych.
Tylko ekspozycja na węgiel i promieniowanie nie spowodowała żadnych zmian w produkcji po 72 godzinach w porównaniu z grupą kontrolną.
Ostatnim krokiem było zbadanie stężenia proapoptotycznego enzymu kaspazy-3, również tylko dla 1,5 µg / ml węgla.
Połączenie promieniowania węglowego i komórkowego doprowadziło do znacznego wzrostu kaspazy-3 przy napromienianiu zarówno przez 24 godziny, jak i 72 godziny.
Wnioski
Zdaniem autorów połączenie cząstek węgla z niejonizującym promieniowaniem telefonu komórkowego spowodowało dramatyczny wzrost toksyczności komórki i przedapoptotyczną aktywację kaspazy-3.
Przedłużająca się fagocytoza i nasilona reakcja zapalna makrofagów mogą odgrywać ważną rolę w interakcji promieniowania telefonu komórkowego i cząstek węgla, które zmieniają maszynerię komórkową.
Połączenie obu czynników stresowych prowadzi do aktywacji mechanizmów anty- i preapoptotycznych, co prowadzi do wyczerpania i ostatecznie przedwczesnej śmierci komórek odpornościowych.
Aby lepiej zrozumieć skutek środowiskowego wpływu komunikacji mobilnej i cząstek węgla na odpowiedź immunologiczną, oraz możliwy wpływ na choroby autoimmunologiczne i zapalne, potrzebne są coraz bardziej dogłębne badania.
Chociaż autorzy w swoich badaniach podążają za ciekawym podejściem do łączenia różnych czynników stresowych, co ma miejsce również w otaczającym nas świecie, lub w naturalnym środowisku, niektóre pytania pozostają bez odpowiedzi.
Dlaczego nie wykorzystano w pełni danych dotyczących zanieczyszczenia węglem wynoszącego 150 µg / ml, mimo że dostarczają one najbardziej rażących wyników podczas testowania przeżywalności?
(Nota wydawcy) (RH)
Źródło:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0048969720362100?via%3Dihub
