INTRODUCERE

S-a demonstrat că câmpul electromagnetic de joasă frecvență (LF-EMF) modulează mai multe procese celulare, inclusiv proliferarea, diferențierea și viabilitatea multor tipuri de celule într-o manieră dependentă de intensitate și câmp. Datorită efectelor sale biologice benefice documentate, LF-EM este utilizat în mod obișnuit în medicină pentru magnetoterapie și recent și ca terapie de câmp pentru tratarea tumorii (TTF), un nou tratament antimitotic pe bază de câmp electric pentru glioblastom (1).

articolul

Efectele biologice ale CEM documentate în organisme vii, țesuturi și linii celulare sunt eterogene și par să depindă de tipul celulei, de caracteristicile câmpului electromagnetic, cum ar fi intervalul, intensitatea, forma de undă și timpul de expunere. Cu toate acestea, multe experimente au demonstrat că EMF poate induce modificări în diferite căi metabolice (2, 3). Studiile anterioare care implică tipuri de celule variabile au arătat că EMF poate interfera cu aproape toate procesele celulare, afectând proliferarea, inducând modificări ale căilor de transducție a semnalelor, provocând deteriorarea ADN-ului, modulând funcția și viabilitatea celulelor imune și exercitând efecte tumoricide/antitumoricide. Cel mai amplu studiu dintre aceste procese a fost proliferarea celulară; Sa demonstrat că stimularea electromagnetică afectează diviziunea celulară prin activarea căilor de moarte celulară (4-13).

Apoptoza, adică moartea celulelor controlate programate, joacă un rol cheie în dezvoltarea țesuturilor și a organelor, precum și în timpul rotației celulare în țesuturile mature. Apoptoza este distinctă de necroză, care este o moarte necontrolată a celulelor rezultată din leziuni acute, liză, inflamație, leziuni tisulare sau carcinogeneză (14, 15).

Celulele stem pot fi găsite practic în întregul corp, inclusiv oasele, cartilajul, grăsimile, tendoanele, mușchii și măduva osoasă. Ei controlează regenerarea și vindecarea țesuturilor (16, 17). Țesutul adipos (AT) este un compartiment corp eterogen cu proprietăți endocrine, care joacă un rol complex în menținerea homeostaziei. În afară de a fi resursă energetică, AT interferează cu diferite căi metabolice, precum și cu sistemul endocrin și imunitar (18). Adipocitele mature reprezintă aproximativ 30% din grăsimea corporală. În afară de adipocite, țesutul adipos conține, de asemenea, celule stem multipotente, fibre nervoase, vase de sânge mici, fibroblaste și preadipocite în diferite stadii de diferențiere (19).

Obezitatea este clasificată ca boală a civilizației; etiopatogeneza sa se presupune că include atât predispoziția genetică, cât și influența factorilor de mediu modificați, cum ar fi dieta dezechilibrată cu exces de calorii și/sau activitate fizică prea mică. Obezitatea poate duce la o serie de tulburări metabolice, inclusiv diabetul zaharat de tip 2, boli cardiovasculare (asociate cu ateroscleroza) legate de hipertensiune arterială primară și care duc la boli cardiace ischemice, infarct miocardic și alte complicații (20).

În acest studiu, am folosit un model animal pentru obezitate, și anume șobolani Wistar de diferite vârste (atât pui, cât și adulți), expuși la o dietă bogată (HF) sau cu conținut scăzut de grăsimi (LF). ADSC au fost izolate din două compartimente diferite, țesutul adipos subcutanat la femele și grăsimea perinucleară la bărbați, pentru a reflecta diferențele specifice sexului în distribuția grăsimii corporale. ADSC-urile au fost cultivate in vitro; celulele din primul pasaj au fost expuse la PEMF (7 Hz, 30 mT) timp de 4 ore la intervale de 24 de ore, ceea ce a corespuns unui total de trei expuneri pe o perioadă de 3 zile. La 24 de ore de la ultima expunere, modificările induse de PEMF în viabilitatea ADSC au fost studiate prin intermediul citometriei în flux (FC).

Scopul acestui studiu a fost de a analiza modificările induse de PEMF în parametrii de viabilitate a ADSC cultivate in vitro de la șobolani femele și masculi de diferite vârste.

MATERIALE ȘI METODE

Animale

Studiile au inclus șobolani Wistar (WistarKrf: (Wi) Wu) datorită analizei parametrilor fiziologici ai grupurilor particulare cercetate. Animalele au fost obținute de la casa centrală de animale de la Facultatea de Farmacie, Universitatea Jagielloniană din Cracovia (înregistrarea crescătorului nr. 0056). La admiterea la casa locală de animale de la Departamentul de Fiziopatologie, animalelor li s-a permis să se adapteze noilor condiții de viață timp de șapte zile (așa cum recomandă Szarek și colab. Perioada de adaptare ar trebui să dureze 5 - 15 zile). În această perioadă, șobolanii femele cu pui au fost adăpostiți în condiții igienice specifice: într-o cameră cu aer condiționat, cu o temperatură a aerului menținută la 21 - 25 ° C, 50 - 60% umiditate, cu un ciclu de 12 ore pe noapte și acces nelimitat apă și mâncare. Protocolul studiului a fost aprobat de Comitetul local de bioetică de la Universitatea Jagielloniană din Cracovia, Polonia (decizia nr. 84/2014).

Grupuri de studiu și proceduri experimentale

Studiul a inclus următoarele opt grupuri de șobolani, identificați pe baza sexului, vârstei (pui ținuți cu mamele și animalele adulte) și dietă (dieta LF și HF):

Grupurile 1 și 3 - pui de sex feminin și masculi păstrați cu mamele lor și primind dietă LF timp de 21 de zile din experiment;

Grupurile 2 și 4 - pui de sex feminin și masculi ținute cu mamele și care primesc dietă HF timp de 21 de zile din experiment;

Grupurile 5 și 7 - femele și șobolani masculi adulți care primesc dietă LF timp de 21 de zile din experiment;

Grupurile 6 și 8 - femele și șobolani masculi adulți care primesc dietă HF timp de 21 de zile din experiment.

Animalele din toate grupurile experimentale au fost supuse următoarelor proceduri:

Procedură 1. Cântărirea animalelor. Greutatea corporală a fost măsurată de două ori pe săptămână folosind cântare electronice (Cântar OHAUS NAWIGATOR 2100/0,1 g)

Procedura 2. Măsurători de temperatură. Temperatura corpului a fost măsurată de două ori pe săptămână. Pentru a minimiza stresul și durerea asociate cu procedura, măsurătorile au fost luate cu un termometru cu infraroșu (Anima Vivari). Datele privind greutatea corporală și temperatura corpului obținute în cadrul acestui proiect au fost deja publicate în altă parte (21).

Procedura 3. Dieta. Puii și șobolanii adulți menținuți în dieta HF au primit chow cu conținut mai ridicat de grăsimi și proteine ​​(32% și respectiv 22%) și mai puțini carbohidrați (40%) (VERSELE-LAGA Opti Life Adult Active) decât în ​​chow LF (proteina 25 %, grăsimi 8%, carbohidrați 67%; Labofeed B, Pasze Kcynia).

Procedura 4. Eutanasierea și colectarea probelor de țesut. În a 21-a zi a experimentului, toate animalele au fost eutanasiate printr-o supradoză de anestezic (Pentobarbital, Morbital, Pulawy, 200 mg per kg greutate corporală intraperitoneal) și au fost recoltate specimene de țesut adipos, țesut subcutanat la femele și grăsime periepididimală la masculi. . Eșantioanele au fost colectate în condiții sterile, sub flux laminar, folosind instrumente chirurgicale sterile (ASHE/A, sterilizator cu abur tip mp, 15 min la 121 ° C).

Izolarea celulelor stem derivate din adipoză și cultura celulelor

Stimularea magnetică a culturilor de celule stem derivate din adipoză

Stimularea PEMF a fost începută după 24 de ore de cultură ADSC. Un generator produs și furnizat cu amabilitate de Institutul de Tehnologie Electronică (Cracovia, Polonia) a generat câmp electromagnetic pulsat cu o frecvență de 7 Hz la o densitate de flux de 30 mT în incubatorul de cultură celulară. Motivul din spatele alegerii acestei frecvențe speciale PEMF a fost efectul său minim de încălzire și faptul că o frecvență EMF similară ar putea fi generată de dispozitivele electrice de uz casnic. În plus, câmpurile electromagnetice cu parametri similari sunt utilizate în scopuri medicale, de ex. magnetoterapie. O placă cu 96 de godeuri cu cultură ADSC a fost plasată în buzunarul generatorului și expusă la EMF timp de 4 ore zilnic la intervale de 24 de ore, pe parcursul a trei zile consecutive; acest lucru a corespuns unui total de trei expuneri PEMF pe o perioadă de 3 zile. Probele de control au fost plasate în același incubator, dar la o distanță de 35 cm de generator, protejate suplimentar de expunerea la PEMF cu un ecran de folie de aluminiu.

Evaluarea viabilității celulare prin intermediul analizei citometrice în flux

analize statistice

Rezultatele au fost prezentate ca mijloace (±) abaterile standard (S.D.). Comparațiile intergrupuri au fost efectuate cu testul t Student. Diferențele au fost considerate semnificative statistic la P 2) studiul a arătat că adiponectina are un efect pozitiv asupra activării trombocitelor printr-o posibilă reducere a sP-selectinei și a unei sE-selectine crescute ceea ce a dezvăluit perspectiva despre stimularea endoteliului, un risc mai mare de endoteliu. leziuni la pacienții obezi morbid.

Nivelul mai ridicat de leptină, raportul dintre leptină și adiponectină și concentrația simultană mai mică a receptorilor de leptină au fost asociate cu rezistența la leptină, posibil risc viitor de rezistență la insulină și dezvoltarea diabetului de tip 2 la om (35).

Observația noastră că PEMF induce apoptoza la ADSC-urile cultivate de la șobolani obezi (în special în celulele din țesutul adipos subcutanat al femelelor menținute pe dieta HF), implică faptul că câmpul electromagnetic cu frecvență joasă poate fi considerat o opțiune a tratamentului anti-obezitate neinvaziv., fără efecte adverse inerente farmacoterapiei, de ex interacțiunile medicamentoase. Cu toate acestea, această ipoteză atractivă trebuie verificată în studii viitoare; în mod specific, cercetările viitoare ar trebui să se concentreze asupra influenței PEMF asupra diferențierii ADSCs către adipocite.

Mulțumiri: Studiul a fost realizat la Departamentul de Fiziopatologie, Colegiul de Medicină al Universității Jagiellonian și a fost susținut din grantul nr. K/ZDS/006681 de la Colegiul de Medicină al Universității Jagiellonian din Cracovia, Polonia.