Yüksek hücredışı magnezyum ve çok düşü frekanslı elektromanyetik alan etkisi altında K562 hücre soyunun farklılaşması

Abstract

Son yıllarda yapılan araştırmalar düşük frekanslı elektromanyetik alanların hücre fizyolojisini etkilediğini göstermiştir. Sürdürülen araştırmalardan elde edilen bulgular, mekanizması henüz tam olarak anlaşılamayan bu etkileşimin kanser oluşumunu hızlandırabildiğini, hücre proliferasyonunu ve farklılaşmasını etkilediğini göstermiştir. Bu çalışmada hücrede, büyüme ve farklılaşma gibi önemli olaylarda özgün rolü olan Mg+2 iyonunun yüksek hücredışı konsantrasyonlarında elektromanyetik alan etkisi altında K562 hücre farklılaşmasında neden olduğu değişimler araştırılmıştır. K562 eritrolösemi hücreleri, hücredışı Mg+2 konsantrasyonları değiştirilerek farklı yüksek Mg+2 konsantrasyonlarında (0.75mM-2.0mM) farklılaşmaya indüklenmiştir. Fizyolojik Mg+2 konsantrasyonuna (0.5mM) yakın olarak seçilen bu yüksek Mg+2 konsantrasyonlarında K562 hücre farklılaşmasında meydana gelen değişimler belirlenmiştir. Elektromanyetik alanın farklılaşmaya etkisinin incelenmesi için aynı Mg+2 konsantrasyonlarında farklılaşmaya indüklenen hücrelerden kontrol ve manyetik alan olmak üzere iki grup oluşturulmuştur. Hücreler heminle farklılaşmaya indüklendikten sonra (5 mT, 50 Hz) elektromanyetik alana ilk gün 1 saat ve 4 gün boyunca her gün 1 saat olmak üzere iki farklı şekilde maruz bırakılmıştır. Her uygulama için farklılaşmada meydana gelen değişimler kontrol grubuna göre yüzde hesaplanarak değerlendirilmiştir. Yüksek Mg+2 konsantrasyonundaki yüzdeler fizyolojik Mg+2 konsantrasyonundaki belirlenen yüzde ile karşılaştırılmıştır. Hücre farklılaşması, elektromanyetik alan uygulaması olmaksızın artan Mg+2 konsantrasyonlarında fizyolojik Mg+2 koşullarına göre az da olsa artma eğilimi göstermiştir. Bu artışın bazı konsantrasyonlarda daha belirgin olduğu gözlenmiştir. Her gün manyetik alan uygulanan koşullarda her Mg+2 konsantrasyonu için manyetik alan grubu hücrelerde kontrol grubu hücrelere göre farklılaşmada belirgin bir artış saptanmıştır. Buna karşılık sadece ilk gün 1 saat elektromanyetik alana maruz kalan hücrelerin farklılaşmasında kontrol grubuna göre azalma gözlenmiştir. Extremely Low Frequency Electromagnetic Fields (ELF-EMF) have been shown to cause physiological alterations in biological systems. Although the mechanism is not completely understood, it is widely accepted that this interaction causes changes in proliferation and differentiation of the cell and progression of cancer. Magnesium ion is involved in a large variety of metabolic functions and in the last years researches have shown that magnesium is also involved in regulation of cell proliferation and differentiation. This study aimed to determine the effect of high extracellular magnesium on the differentiation of K562 cell line exposed to ELF-EMF. The erythroleukemia ( chronic myeloid leukemia) cell line K562, was induced to differentiate with hemin. In order to evaluate the effect of high extracellular magnesium on differentiation cells were kept above physiological levels ranging from 0.75mM to 2.00mM. Cells were then stained with trypan blue and counted on the fourth day of induction with hemacytometer. The cells were also exposed to extremely low frequency electromagnetic field (ELF-EMF), 50 Hz, 5mT, in similar extracellular magnesium concentrations at different time sequences. One hour exposure at the time of hemin induction caused a decrease in differentiation on the other hand when the cells were exposed each day for one hour an increase in differentiation was observed. These results demonstrate that the impact of ELF-EMF on living systems depends on the exposure time sequence, which reflects the non-linear character of the interaction, and imply that this is affected by extracellular magnesium concentration.